WO2001060608A1 - Weisse, siegelfähige, uv stabilisierte, biaxial orientierte polyesterfolie, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Weisse, siegelfähige, uv stabilisierte, biaxial orientierte polyesterfolie, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung Download PDF

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WO2001060608A1
WO2001060608A1 PCT/EP2001/001303 EP0101303W WO0160608A1 WO 2001060608 A1 WO2001060608 A1 WO 2001060608A1 EP 0101303 W EP0101303 W EP 0101303W WO 0160608 A1 WO0160608 A1 WO 0160608A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyester film
film according
film
sealable
cover layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/001303
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ursula Murschall
Klaus Oberländer
Günther Crass
Ulrich Kern
Herbert Peiffer
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.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Polyester Film Gmbh filed Critical Mitsubishi Polyester Film Gmbh
Publication of WO2001060608A1 publication Critical patent/WO2001060608A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters

Definitions

  • the invention relates to a white, sealable, UV-stabilized, coextruded, biaxially oriented polyester film consisting of at least one base layer B and cover layers A and C applied to both sides of this base layer.
  • the film additionally contains at least one UV stabilizer as light stabilizer and a white pigment.
  • the invention further includes a method for producing the film and its use.
  • the foils and articles made from them are particularly suitable for outdoor applications such as for greenhouses and canopies.
  • the films are also very suitable for covering and thus for protecting metallic surfaces on which the films are heat-sealed.
  • films that do not contain UV-absorbing materials show yellowing and deterioration of the mechanical properties after a short time due to photooxidative degradation by sunlight.
  • the film is characterized by its characteristic white appearance, which makes it particularly attractive for the applications mentioned.
  • Sealable, biaxially oriented polyester films are known in the prior art. Sealable, biaxially oriented polyester films which are equipped with one or more UV absorbers are also known. These films, which are known from the prior art, are distinguished either by good sealing behavior, good optics or by acceptable processing behavior.
  • GB-A 1 465973 describes a coextruded, two-layer polyester film, one layer of which is composed of isophthalic and terephthalic copolyesters and the other layer of polyethylene terephthalate. There is no usable information in the script about the sealing behavior of the film. Due to the lack of pigmentation, the film cannot be produced reliably (film cannot be wound) and can only be processed with restrictions.
  • EP-A 0035835 describes a coextruded, sealable polyester film in which particles are added to improve the winding and processing behavior in the sealing layer, the average particle size of which exceeds the layer thickness of the sealing layer.
  • the particulate additives form surface protrusions that prevent unwanted blocking and sticking to rollers or guides.
  • No further details regarding the incorporation of antiblocking agents are given about the other, non-sealable layer of the film. It remains open whether this layer contains antiblocking agents. By choosing particles with a larger diameter than the sealing layer and the concentrations given in the examples, the sealing behavior of the film is deteriorated.
  • the script does not give any information on the sealing temperature range of the film.
  • the seal seam strength is measured at 140 ° C and is in a range from 63 to 120 N / m (0.97 N / 15 mm to 1.8 N / 15 mm film width).
  • EP-A 0432886 describes a coextruded multilayer polyester film which has a first surface on which a sealable layer is arranged and a second surface on which an acrylate layer is arranged.
  • the sealable cover layer can also consist of copolyesters containing isophthalic acid and terephthalic acid.
  • the film on the back has improved processing properties.
  • the script does not give any information about the sealing area of the film.
  • the seal seam strength is measured at 140 ° C. For an 11 ⁇ m thick sealing layer, a seal seam strength of 761.5 N / m (11.4 N / 15 mm) is specified.
  • a disadvantage of the rear acrylic coating is that this side no longer seals against the sealable top layer. The film can therefore only be used to a very limited extent.
  • EP-A 0515096 describes a coextruded, multilayer sealable polyester film which contains an additional additive on the sealable layer.
  • the additive can e.g. contain inorganic particles and is preferably applied to the film in an aqueous layer during its manufacture. As a result, the film should maintain the good sealing properties and be easy to process. The back contains very few particles that get into this layer mainly through the regranulate. No information is given in this document on the sealing temperature range of the film.
  • the seal seam strength is measured at 140 ° C and is more than 200 N / m (3 N / 15 mm). A seal seam strength of 275 N / m (4.125 N / 15 mm) is given for a 3 ⁇ m thick sealing layer.
  • WO 98/06575 describes a coextruded multilayer polyester film which contains a sealable cover layer and a non-sealable base layer.
  • the base layer can be constructed from one or more layers, the interior of the layers being in contact with the viable layer.
  • the other (outer) layer then forms the second non-sealable cover layer.
  • the sealable top layer can consist of copolyesters containing isophthalic acid and terephthalic acid, which, however, contain no antiblocking particles.
  • the film also contains at least one UV absorber, which is added to the base layer in a weight ratio of 0.1 to 10%.
  • Triazines for example ⁇ Tinuvin 1577 from Ciba Geigy (Basel, Switzerland) are preferably used as UV absorbers.
  • the base layer is equipped with common antiblocking agents.
  • the film is characterized by a good sealability, but does not have the desired processing behavior and exhibits also deficits in the optical properties.
  • the film can also have a matt surface, but then it has a high level of haze, which is undesirable.
  • the object of the present invention was to provide a white, sealable, UV-stabilized and biaxially oriented polyester film which does not have the disadvantages of the films mentioned according to the prior art and which is particularly notable for its very good sealability, economical production and improved processability and features improved optical properties.
  • the good mechanical properties include a high modulus of elasticity (E MD > 3200 N / mm 2 ; E TD > 3500 N / mm 2 ) and good tensile strength values (in MD> 100 N / mm 2 ; in TD> 130 N) / mm 2 ).
  • the film Since the film is intended in particular for outdoor use and / or critical indoor use, it should have a high UV stability.
  • a high UV stability means that the films are not or only extremely little damaged by sunlight or other UV radiation. In particular, the films should not yellow over several years of outdoor use, should not show embrittlement or cracking of the surface, and should also not show any deterioration in the mechanical properties.
  • High UV stability means that the film absorbs the UV light and only lets light through in the visible range.
  • the object is achieved according to the invention by the provision of a white, sealable, UV-stabilized, biaxially oriented, sealable polyester film with at least one base layer B, a sealable cover layer A and a further cover layer C, the sealable cover layer A having a seal initiation temperature of ⁇ 110 ° C. and has a seal seam strength of> 1.3 N / 15 mm.
  • the top layer preferably also has the following properties: an average roughness R a of less than 30 nm, a measured value range for the gas flow of 500-4000 s and a gloss of greater than 120 (measuring angle 20 °).
  • the polyester film preferably has a whiteness of greater than 70 and a planar orientation of less than 0.165 and the weathering test / UV stability according to ISO 4892 is less than 20%.
  • thermoplastics initiates degradation processes in thermoplastics, as a result, not only does the visual appearance change as a result of color change or yellowing, but also the mechanical-physical properties are adversely affected.
  • Polyethylene terephthalates for example, begin to absorb UV light below 360 nm, their absorption increases considerably below 320 nm and is very pronounced below 300 nm. The maximum absorption is between 280 and 300 nm.
  • UV stabilizers or UV absorbers as light stabilizers are chemical compounds that can intervene in the physical and chemical processes of light-induced degradation. Soot and other pigments can partially protect against light. However, these substances are unsuitable for transparent films because they are used for discoloration or Lead color change. For transparent, matt films, only organic and organometallic compounds are suitable which give the thermoplastic to be stabilized no or only an extremely slight color or color change, ie which are soluble in the thermoplastic.
  • UV stabilizers suitable as light stabilizers for the purposes of the present invention are UV stabilizers which absorb at least 70%, preferably 80%, particularly preferably 90%, of the UV light in the wavelength range from 180 nm to 380 nm, preferably 280 to 350 nm. These are particularly suitable if they are thermally stable in the temperature range from 260 to 300 ° C. H. do not decompose and do not lead to outgassing.
  • Suitable UV stabilizers as light stabilizers are, for example, 2-hydroxybenzophenones, 2-hydroxybenzotriazoles, nickel organic compounds, salicylic acid esters, cinnamic acid ester derivatives, resorcinol monobenzoates, oxalic acid anilides, hydroxybenzoic acid esters, hindered amines and triazines, the 2-hydroxybenzotriazoles being preferred.
  • the film according to the invention contains 0.01% by weight to 5.0% by weight of 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- ( hexyl) oxy-phenol of the formula or 0.01% to 5.0% by weight of 2,2-methylene-bis (6- (2H-benzotriazol-2-yl) -4- (1, 1, 2,2-tetramethylpropyl) - phenol of the formula
  • mixtures of these two UV stabilizers or mixtures of at least one of these two UV stabilizers with other UV stabilizers can also be used, the total concentration of light stabilizer preferably being between 0.01% by weight and 5.0% by weight. -%, based on the weight of crystallizable polyethylene terephthalate.
  • the UV stabilizer or stabilizers are preferably contained in the cover layer (s). If necessary, the core layer can also be equipped with a UV stabilizer.
  • UV stabilizers absorb the UV light and thus offer protection
  • the person skilled in the art would have used commercially available stabilizers. He would have noticed that the UV stabilizer has a poor thermal stability and decomposes and outgasses at temperatures between 200 ° C and 240 ° C; he must incorporate large amounts (approx. 10 to 15% by weight) of UV stabilizer so that the UV light is absorbed and so that the film is not damaged.
  • UV-stabilized film is characterized by excellent stretchability so that it is reliable and stable on high speed film lines up to
  • the film has at least three layers and then comprises as layers the base layer B, the sealable cover layer A and the cover layer C.
  • the base layer B of the film preferably consists of at least 90% by weight of a thermoplastic polyester.
  • polyesters which consist of at least 90 mol%, preferably at least 95 mol%, of ethylene glycol and terephthalic acid units or of ethylene glycol and naphthalene-2,6-dicarboxylic acid units.
  • the remaining monomer units come from other aliphatic, cycloaliphatic or aromatic diols or dicarboxylic acids, as can also occur in layer A (or layer C).
  • Suitable other aliphatic diols are, for example, diethylene glycol, ethylene glycol, aliphatic glycols of the general formula HO- (CH 2 ) n -OH, where n represents an integer from 3 to 6 (in particular propane-1,3-diol, butane-1, 4-diol, pentane-1, 5-diol and hexane-1, 6-diol) or branched aliphatic glycols with up to 6 carbon atoms.
  • cyclohexanediols in particular cyclohexane-1,4-diol
  • Suitable other aromatic diols correspond, for example, to the formula HO-C 6 H 4 -XC 6 H 4 -OH, where X is -CH 2 -, -C (CH 3 ) 2 -, -C (CF 3 ) 2 -, -O -, -S- or -SO 2 - stands.
  • bisphenols of the formula HO-C 6 H 4 -C 6 H 4 -OH are also very suitable.
  • aromatic dicarboxylic acids are preferably benzenedicarboxylic acids, naphthalenedicarboxylic acids (for example naphthalene-1, 4- or 1,6-dicarboxylic acid), biphenyl-x, x'-dicarboxylic acids (in particular biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid), diphenylacetylene-x.x ' -dicarboxylic acids (especially diphenylacetylene-4,4'-dicarboxylic acid) or stilbene-x, x'-dicarboxylic acids.
  • cycloaliphatic dicarboxylic acids cyclohexanedicarboxylic acids (in particular cyclohexane-1,4-dicarboxylic acid) should be mentioned.
  • the (C 3 -C 19 ) alkanedioic acids are particularly suitable for the aliphatic dicarboxylic acids, it being possible for the alkane portion to be straight-chain or branched.
  • the production of the polyesters can e.g. according to the transesterification process.
  • the starting point is dicarboxylic acid esters and diols, which are reacted with the usual transesterification catalysts, such as zinc, calcium, lithium, magnesium and manganese salts.
  • the intermediates are then polycondensed in the presence of generally customary polycondensation catalysts, such as antimony trioxide or titanium salts.
  • the preparation can also be carried out by the direct esterification process in the presence of polycondensation catalysts. Here one starts directly from the dicarboxylic acids and the diols.
  • the sealable cover layer A applied to the base layer B by coextrusion is based on polyester copolymers and consists essentially of copolyesters which are composed predominantly of isophthalic and terephthalic acid units and of ethylene glycol units. The remaining monomer units come from other aliphatic, cycloaliphatic or aromatic diols or dicarboxylic acids, as can also occur in the base layer.
  • the preferred copolyesters that provide the desired sealing properties are those constructed from ethylene terephthalate and ethylene isophthalate units and from ethylene glycol units. The proportion of ethylene terephthalate is 40 to 95 mol% and the corresponding proportion of ethylene isophthalate is 60 to 5 mol%.
  • copolyesters in which the proportion of ethylene terephthalate is 50 to 90 mol% and the corresponding proportion of ethylene isophthalate is 50 to 10 mol% and very preferred are copolyesters in which the proportion of ethylene terephthalate is 60 to 85 mol% and the corresponding The proportion of ethylene isophthalate is 40 to 15 mol%.
  • the same polymers as described above for the base layer B can be used for the other, non-sealable top layer C or for any intermediate layers that are present.
  • the desired sealing and processing properties of the film according to the invention are obtained from the combination of the properties of the copolyester used for the sealable cover layer and the topographies of the sealable cover layer A and the non-sealable cover layer C.
  • the seal initiation temperature of ⁇ 110 ° C and the seal seam strength of> 1.3 N / 15 mm is achieved if the copolymers described in more detail above are used for the sealable cover layer A.
  • the best sealing properties of the film are obtained if no further additives, in particular no inorganic or organic fillers, are added to the copolymer. In this case, the lowest seal starting temperature and the highest seal seam strengths are obtained for a given copolyester.
  • the handling of the film is poor in this case, since the surface of the sealable cover layer A tends to block. The film can hardly be wrapped and is not suitable for further processing on high-speed packaging machines. In order to improve the handling of the film and the processability, it is necessary to modify the sealable cover layer A.
  • the topography of the sealable cover layer A is preferably characterized by the following set of parameters:
  • the roughness of the sealable top layer, characterized by the R a value, should be less than 30 nm.
  • the sealing properties are negatively influenced in the sense of the present invention.
  • the measured value of the gas flow should be in the range of 500 ⁇ 1000 s. At values below 500 s, the sealing properties are negatively influenced in the sense of the present invention, and at values above 4000 s, the handling of the film becomes poor.
  • the topography of the non-sealable cover layer C should preferably be characterized by the following set of parameters:
  • the coefficient of friction (COF) of this side against itself should be less than 0.5. Otherwise the winding behavior and further processing of the film are unsatisfactory.
  • COF coefficient of friction
  • Value should be> 40 nm and ⁇ 100 nm. Values smaller than 40 nm have negative effects on the winding and processing behavior of the film and values larger than 100 nm impair the optical properties (gloss) of the film.
  • the measured value of the gas flow should be in the range below 120 s. At values from 120 s, the winding and processing behavior of the film is negatively affected.
  • the number of elevations N per mm 2 of film surface is correlated with the respective height h using the following equation: 0.29 - 3.30 * log h / ⁇ m ⁇ log N / mm 2 ⁇ 1.84 - 2.70 * log h / ⁇ m 0.01 ⁇ m ⁇ h ⁇ 10 ⁇ m
  • the UV stabilizer is preferably contained in the non-sealable top layer C.
  • the base layer B or the sealable cover layer A can also be equipped with UV stabilizers as required.
  • the concentration of the stabilizer or stabilizers relates to the weight of the thermoplastics in the layer equipped with UV stabilizer (s).
  • the films according to the invention generally have no yellowing, no embrittlement, no loss of gloss on the surface, no cracking on the surface and no deterioration in the mechanical properties.
  • the light stabilizer can be metered in at the thermoplastic raw material manufacturer or metered into the extruder during film production.
  • the addition of the light stabilizer via masterbatch technology is particularly preferred.
  • the light stabilizer is fully dispersed in a solid carrier material.
  • the carrier materials are the polyethylene terephthalate itself or other polymers which are sufficiently compatible with the thermoplastic. It is important with masterbatch technology that the grain size and bulk density of the masterbatch is similar to the grain size and bulk density of the thermoplastic, so that homogeneous distribution and thus homogeneous UV stabilization can take place.
  • the base layer B can additionally contain conventional additives, such as stabilizers and / or antibiotic agents.
  • the two other layers A and C also contain conventional additives such as stabilizers and / or antibiotic agents. They are expediently added to the polymer or the polymer mixture before the melting. For example, phosphorus compounds such as phosphoric acid or phosphoric acid esters are used as stabilizers.
  • Typical antibiotic agents are inorganic and / or organic particles, for example calcium carbonate, amorphous silica, talc, magnesium carbonate, barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, lithium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum oxide, LiF, calcium barium, Zinc or manganese salts of the dicarboxylic acids used, carbon black, titanium dioxide, kaolin or cross-linked polystyrene or acrylate particles.
  • inorganic and / or organic particles for example calcium carbonate, amorphous silica, talc, magnesium carbonate, barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, lithium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum oxide, LiF, calcium barium, Zinc or manganese salts of the dicarboxylic acids used, carbon black, titanium dioxide, kaolin or cross-linked polystyrene or acrylate particles.
  • the particles can the individual layers in the respective advantageous concentrations, e.g. as a glycolic dispersion during polycondensation or via masterbatches during extrusion.
  • Preferred particles are SiO 2 in colloidal and in chain-like form. These particles are very well integrated into the polymer matrix and only produce slightly Vacuoles.
  • the particle diameters of the particles used are not restricted. To solve the problem, however, it has proven to be expedient to use particles with an average primary particle diameter of less than 100 nm, preferably less than 60 nm and particularly preferably less than 50 nm and / or particles with an average primary particle diameter of greater than 1 ⁇ m, preferably greater than 1.5 ⁇ m and particularly preferably greater than 2 ⁇ m. However, these particles described last should not have an average particle diameter that is greater than 5 ⁇ m.
  • the base layer contains the pigmentation necessary for achieving the aforementioned properties, in particular the desired degree of whiteness of the film.
  • Suitable white pigments are preferably titanium dioxide, barium sulfate, calcium carbonate, kaolin, silicon dioxide, with titanium dioxide and barium sulfate being preferred. It has proven particularly advantageous to select barium sulfate in a grain size of 0.3-0.8 ⁇ m, preferably 0.4-0.7 ⁇ m. This gives the film a brilliant white appearance without being yellowish.
  • the white pigment is also preferably metered in using masterbatch technology, but can also be incorporated directly at the raw material manufacturer.
  • the concentration of the white pigment is between 12% by weight and 40% by weight, preferably between 14% by weight and 35% by weight, particularly preferably between 16% by weight and 25% by weight, based on the weight the layer of the polyester used.
  • the film consists of three layers, the
  • Base layer B and cover layers A and C applied to both sides of this base layer, cover layer A being sealable against itself and against cover layer C.
  • the top layer C has more pigments (ie higher pigment concentration) than the top layer A.
  • the Pigment concentration in this second top layer C is between 0.1 and 1.0%, advantageously between 0.12 and 0.8% and in particular between 0.15 and 0.6%.
  • the other sealable cover layer A, which is opposite the cover layer C, is less filled with inert pigments.
  • the concentration of the inert particles in layer A is between 0.01 and 0.2% by weight, preferably between 0.015 and 0.15% by weight and in particular between 0.02 and 0.1% by weight.
  • an intermediate layer between the base layer and the cover layers.
  • This can in turn consist of the polymers described for the base layers. In a particularly preferred embodiment, it consists of the polyester used for the base layer. It can also contain the usual additives described.
  • the thickness of the intermediate layer is generally greater than 0.3 ⁇ m and is preferably in the range from 0.5 to 15 ⁇ m, in particular in the range from 1.0 to 10 ⁇ m and very particularly preferably in the range from 1.0 to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the cover layers A and C is generally greater than 0.1 ⁇ m and is generally in the range from 0.2 to 4.0 ⁇ m, advantageously in the range from 0.2 to 3, 5 ⁇ m, in particular in the range from 0.3 to 3 ⁇ m and very particularly preferably in the range from 0.3 to 2.5 ⁇ m, it being possible for the outer layers A and C to be of the same or different thickness.
  • the total thickness of the polyester film according to the invention can vary. It is 5 to 350 ⁇ m, in particular 5 to 300 ⁇ m, preferably 5 to 250 ⁇ m, layer B having a share of preferably 5 to 90% of the total thickness.
  • the invention further relates to a process for producing the polyester film according to the invention by the coextrusion process known per se.
  • the polymers for the base layer B and the two outer layers A and C are fed to three extruders. Any foreign bodies or impurities that may be present can be filtered off from the polymer melt before extrusion.
  • the melts are then formed into flat melt films in a multi-layer nozzle and layered on top of one another.
  • the multilayer film is then pulled off and solidified with the aid of a cooling roller and, if appropriate, further rollers.
  • the film is then stretched biaxially (oriented), heat-set and optionally corona or flame treated on the surface layer intended for the treatment.
  • the stretching in the longitudinal direction can be carried out with the aid of two rolls running at different speeds in accordance with the desired stretching ratio.
  • a corresponding tenter frame is generally used for transverse stretching.
  • the temperature at which the stretching is carried out can vary within a relatively wide range and depends on the desired properties of the film.
  • the longitudinal stretching is carried out at 80 to 130 ° C and the transverse stretching at 90 to 150 ° C.
  • the longitudinal stretching ratio is generally in the range from 2.5: 1 to 6: 1, preferably from 3: 1 to 5.5: 1.
  • the transverse stretching ratio is generally in the range from 3.0: 1 to 5.0: 1, preferably from 3.5: 1 to 4.5: 1.
  • one or both surface (s) of the film can be coated in-line by the known methods. In the- Line coating can serve, for example, to improve the adhesion of the metal layer or a possibly applied printing ink, but also to improve the antistatic behavior or the processing behavior.
  • the strength of the film is in The direction of the thickness is so great that when measuring the seal seam strength, the seal seam is definitely separated and the film does not tear and tear.
  • the process parameters include in particular the stretching ratios in the longitudinal and transverse directions ( ⁇ MD and ⁇ TD ), the stretching temperatures in the longitudinal and transverse directions (T MD and T TD ), the film web speed and the type of stretching, in particular that in the longitudinal direction of the Machine.
  • LOE Low Orientation Elongation
  • REP Rapid Elongation Process
  • the film In the subsequent heat setting, the film is held at a temperature of 150 to 250 ° C. for about 0.1 to 10 s. The film is then wound up in the usual way.
  • one or both surface (s) of the film are / are preferably corona or flame treated by one of the known methods.
  • the treatment intensity is generally in the range of over 45 mN / m.
  • the film can also be coated.
  • Typical coatings are adhesion-promoting, antistatic, slip-improving or adhesive layers. It is advisable to apply these additional layers to the film via inline coating using aqueous dispersions before the stretching step in the transverse direction.
  • the film according to the invention is notable for excellent sealability, very good stability to UV light, very good handling and very good processing behavior.
  • the sealable cover layer A seals not only against itself (fin sealing) but also against the non-sealable cover layer C (lap sealing). With lap sealing, the sealing start temperature is only shifted upwards by approx. 10 K and the sealing seam strength is not deteriorated by more than 0.3 N / 15 mm.
  • the film impresses with an excellent whiteness of> 70 (according to Berger), which also gives the film a very attractive, effective advertising appearance.
  • the film Due to its excellent sealing properties, its very good handling and its very good processing properties, the film is particularly suitable for processing on high-speed machines.
  • the film is suitable for a variety of different applications, for example for interior cladding, for trade fair construction and trade fair items, as displays, for signs, for protective glazing of machines and vehicles, in the lighting sector, in shop and shelf construction, as promotional items and as a lamination medium.
  • the white film according to the invention is also suitable for outdoor applications, such as for greenhouses, roofing, external cladding, covering of materials such as Steel sheets, applications in the construction sector and illuminated advertising profiles, shadow mats, electrical applications.
  • Table 1 summarizes the most important film properties according to the invention. Table 1
  • the films were weathered on both sides with the Atlas Ci 65 Weather Ometer from Atlas on both sides and then with regard to the mechanical properties, the discoloration, the
  • the standard viscosity SV (DCE) is measured based on DIN 53726 in dichloroacetic acid.
  • Heat-sealed samples (sealing seam 20 mm x 100 mm) are produced with the sealing device HSG / ET from Brugger, whereby the film is sealed at different temperatures with the help of two heated sealing jaws at a sealing pressure of 2 bar and a sealing time of 0.5 s. Test strips of 15 mm width were cut from the sealed samples. The T-seal strength was measured as in the determination of the seal strength.
  • the seal start temperature is the temperature at which a seal seam strength of at least 0.5 N / 15 mm is achieved.
  • seal seam strength was determined by the T-Peel method.
  • the friction was determined according to DIN 53 375.
  • the sliding friction number was measured 14 days after production. surface tension
  • the surface tension was determined using the so-called ink method (DIN 53364).
  • the gloss was determined in accordance with DIN 67 530.
  • the reflector value was measured as an optical parameter for the surface of a film. Based on the standards ASTM-D 523-78 and ISO 2813, the angle of incidence was set at 20 °. A light beam hits the flat test surface at the set angle of incidence and is reflected or scattered by it. The light rays striking the photoelectronic receiver are displayed as a proportional electrical quantity. The measured value is dimensionless and must be specified with the angle of incidence.
  • the size distribution of elevations on film surfaces is determined using a scanning electron microscope and an image analysis system.
  • the scanning electron microscope XL30 CP from Philips with an integrated image analysis program AnalySIS from Soft-Imaging System is used.
  • foil samples are placed flat on a sample holder. Then they are vaporized at an angle a with a thin metal layer (e.g. made of silver). Where a is the angle between the sample surface and the direction of propagation of the metal vapor. This oblique vaporization creates a shadow behind the elevation. Since the shadows are not yet electrically conductive, the sample is then sputtered or sputtered with a second metal (e.g. gold), whereby the second coating strikes the sample surface perpendicularly and therefore no shadows are created during the second coating.
  • a thin metal layer e.g. made of silver
  • the sample surfaces prepared in this way are imaged in a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the shadows of the bumps are due to the material contrast of the metals visible.
  • the sample is oriented in the SEM so that the shadows run parallel to an image edge.
  • the following conditions are set on the SEM for image acquisition: secondary electron detector, working distance 10 mm, acceleration voltage 10 kV and spot 4.5.
  • the brightness and contrast are set so that all image information is displayed as gray values and the intensity of the background noise is so small that it is not detected as a shadow.
  • the length of the shadows is measured with the image analysis.
  • the threshold value for shadow detection is placed at the point where the 2nd derivative of the gray value distribution of the image crosses the zero point.
  • the image is smoothed with an NxN filter (size 3, 1 iteration).
  • NxN filter size 3, 1 iteration.
  • the magnification, the frame size and the number of evaluated images are chosen so that a total of 0.36 mm 2 film surface are evaluated.
  • the surveys determined in this way are divided into classes in order to arrive at a frequency distribution. The division is made into 0.05 mm wide classes between 0 and 1 mm, whereby the smallest class (0 to 0.05 mm) is not used for further evaluations.
  • the diameters (spread perpendicular to the direction of the shadow) of the elevations are similarly classified into 0.2 mm wide classes from 0 to 10 mm, whereby the smallest class is also used for further evaluation.
  • the principle of the measuring method is based on the air flow between a film side and a smooth silicon wafer plate.
  • the air flows from the surroundings into an evacuated room, the interface between the film and the silicon wafer plate serving as flow resistance.
  • a round film sample is placed on a silicon wafer plate, in the middle of which a hole ensures the connection to the recipient.
  • the recipient is evacuated to a pressure less than 0.1 mbar.
  • the time in seconds that the air needs to cause a pressure increase of 56 mbar in the recipient is determined. Measurement conditions: measuring area 45.1 cm 2
  • the refractive index of the mixture must be greater than 1.685.
  • the sample cut out in the TD direction is first placed thereon so that the entire prism surface is covered. With help of a Paper handkerchief, the film is now firmly ironed onto the prism, so that the film lies firmly and smoothly. The excess liquid must be sucked off. Then a little of the measuring liquid is dripped onto the film. The second prism is folded down and pressed firmly.
  • the refractive index is determined in n ⁇ or n z (in the thickness direction of the film).
  • the strip is turned over and the values for the B side are measured.
  • the values for the A-side and the B-side are combined to mean refractive values.
  • Orientation values are then derived from the refractive indices according to the following
  • the surface defects are determined visually.
  • the modulus of elasticity, the tensile strength and the elongation at break are measured in the longitudinal and transverse directions according to ISO 527-1-2.
  • UV stability is tested according to the test specification ISO 4892 as follows:
  • Xenon lamp inner and outer filter made of borosilicate irradiation cycles 102 minutes of UV light, then 18 minutes of UV light with
  • the color change of the samples after artificial weathering is measured with a spectrophotometer according to DIN 5033.
  • Yellowness index is the deviation from the colorlessness in the "yellow” direction and is measured in accordance with DIN 6167. Yellowness index (YID) of ⁇ 5 are not visible.
  • Polyethylene terephthalate chips (produced by the transesterification process using Mn as the transesterification catalyst, Mn concentration: 100 ppm) were dried at 150 ° C. to a residual moisture content of below 100 ppm and fed to the extruder for the base layer B. Chips of polyethylene terephthalate and a filler were also fed to the extruder for the non-sealable top layer C.
  • chips were made from a linear polyester consisting of an amorphous copolyester with 78 mol% ethylene terephthalate and 22 mol% ethylene isophthalate (produced by the transesterification process with Mn as the transesterification catalyst, Mn concentration: 100 ppm).
  • the copolyester was dried at a temperature of 100 ° C. to a residual moisture content of below 200 ppm and fed to the extruder for the sealable outer layer A.
  • the UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) -oxyphenol ( ® Tinuvin 1577) is metered in in the form of masterbatches.
  • the masterbatches expose themselves 5% by weight of ® Tinuvin 1577 as active ingredient and 95% by weight of polyethylene terephthalate (for the top layer C), or 95% by weight of polyethylene isophthalate (for the top layer A) together.
  • the 5% by weight ® Tinuvin 1577 will only be added to the two thick cover layers 20% by weight of the respective masterbatches using the masterbatch technology.
  • Bahumsuifat was used as the white pigment.
  • a white three-layer film with ABC structure and a total thickness of 20 ⁇ m was produced by coextrusion and subsequent stepwise orientation in the longitudinal and transverse directions.
  • the thickness of the respective cover layers is shown in Table 2.
  • Cover layer A mixture of: 20.0% by weight UV masterbatch based on polyethylene isophthalate
  • Top layer C mixture of:
  • the film had the required good sealing properties, the desired degree of whiteness and shows the desired handling and processing behavior.
  • the film structure and the properties achieved in films produced in this way are shown in Tables 2 to 4 (film structure and results).
  • the film in this and in all the following examples was weathered on both sides for 1000 hours per side using the Atlas Ci 65 Weather Ometer from Atlas according to the test specification ISO 4892 and then tested for mechanical properties, discoloration, surface defects and gloss.
  • the cover layer thickness of the sealable layer A was increased from 1.5 to 2.0 ⁇ m. This has improved the sealing properties, in particular the seal seam strength has increased significantly (see Tables 2 to 4).
  • Example 3 the copolymer for the sealable outer layer A was changed. Instead of the amorphous copolyester with 78 mol% polyethylene terephthalate and 22 mol% ethylene terephthalate, an amorphous copolyester with 70 mol% polyethylene terephthalate and 30 mol% ethylene terephthalate was used.
  • the raw material was processed on a twin-screw extruder with degassing without it having to be pre-dried.
  • the cover layer thickness of the sealable layer A was again 2.5 ⁇ m and that of the non-sealable layer B was 2.0 ⁇ m.
  • the sealing properties have improved as a result, in particular the seal seam strength has become significantly greater.
  • the pigment concentration in the two outer layers was slightly increased (see Tables 2 to 4).
  • Comparative Example 1 In comparison to Example 1, the sealable outer layer A was now not pigmented. Although the sealing properties have improved somewhat as a result, the handling of the film and the processing behavior have become unacceptably worse (see Tables 2 and 3). Comparative Example 2
  • Example 1 Compared to Example 1, the sealable top layer A has now been pigmented as highly as the non-sealable top layer C. The handling and the processing properties of the film have improved as a result of this measure, but the sealing properties have become significantly poorer (see Tables 2 and 3). Comparative Example 3
  • Example 2 In comparison to Example 1, the non-sealable top layer A was pigmented significantly less. The handling of the film and the processing behavior of the film has become significantly worse (see tables 2 and 3).
  • Example 1 from EP-A 0 035 835 was reworked.
  • the sealing behavior of the film, the handling of the film and the processing behavior of the film are worse than in the examples according to the invention (see Tables 2 and 3).
  • Packaging machines low manufacturing costs -: tendency to stick to rollers or other mechanical parts, block problems during winding and processing

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine weisse, siegelfähige, UV stabilisierte, koextrudierte, biaxial orientierte Polyesterfolie bestehend aus mindestens einer Basisschicht B und beidseitig auf dieser Basisschicht aufgebrachten Deckschichten A und C. Die Folie enthält zusätzlich mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel und ein Weisspigment. Die Erfindung beinhaltet weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Folie und ihre Verwendung.

Description

Weiße, siegelfähige, UV stabilisierte, biaxial orientierte Polyesterfolie, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
Die Erfindung betrifft eine weiße, siegelfähige, UV stabilisierte, koextrudierte, biaxial orientierte Polyesterfolie bestehend aus mindestens einer Basisschicht B und beidseitig auf dieser Basisschicht aufgebrachten Deckschichten A und C. Die Folie enthält zusätzlich mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel und ein Weißpigment. Die Erfindung beinhaltet weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Folie und ihre Verwendung.
Die Folien und daraus hergestellte Artikel eignen sich insbesondere für Außenanwendungen, wie z.B. für Gewächshäuser und Überdachungen. Weiterhin eignen sich die Folien sehr gut für die Abdeckung und somit zum Schutz von metallischen Oberflächen, auf die die Folien heißgesiegelt werden. Bei Außenanwendungen zeigen Folien, die keine UV absorbierende Materialien enthalten, bereits nach kurzer Zeit eine Vergilbung und eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften infolge eines photooxidativen Abbaus durch das Sonnenlicht.
Die Folie zeichnet sich durch ihr charakteristisches weißes Erscheinungsbild aus, wodurch sie für die genannten Anwendungen besonders attraktiv wird.
Siegelfähige, biaxial orientierte Polyesterfolien sind nach dem Stand der Technik bekannt. Ebenfalls bekannt sind siegelfähige, biaxial orientierte Polyesterfolien, die mit einem oder mit mehreren UV-Absorbern ausgerüstet sind. Diese nach dem Stand der Technik bekannten Folien zeichnen sich entweder durch ein gutes Siegelverhalten, eine gute Optik oder durch ein akzeptables Verarbeitungsverhalten aus. In der GB-A 1 465973 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 hur unter Einschränkung weiterverarbeitbar.
In der EP-A 0035835 wird eine koextrudierte siegelfähige Polyesterfolie beschrieben, der zur Verbesserung des Wickel- und des Verarbeitungsverhaltens in der Siegelschicht Partikel beigesetzt werden, deren mittlere Teilchengröße die Schichtdicke der Siegelschicht übersteigt. Durch die teilchenförmigen Zusatzstoffe 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 Siegelschicht und den in den Beispielen angebenen 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-A 0432886 wird eine koextrudierte mehrschichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine erste Oberfläche besitzt, auf der eine siegelfähige Schicht angeordnet ist und 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 sehr eingeschränkt zu verwenden.
In der EP-A 0515096 wird eine koextrudierte, mehrschichtige siegelfähige Polyesterfolie beschrieben, die auf 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 herangetragen. 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 enthält. Die Basisschicht kann dabei aus einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein, wobei die innere der Schichten mit der siegeifähigen 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 Geigy (Basel, Schweiz) 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 auf. Die Folie kann zudem eine matte Oberfläche aufweisen, sie besitzt dann aber eine hohe Trübung, die unerwünscht ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine weiße, siegelfähige, UV-stabilisierte und biaxial orientierte Polyesterfolie bereitzustellen, die die Nachteile der genannten Folien nach dem Stand der Technik nicht aufweist und sich insbesondere durch eine sehr gute Siegelfähigkeit, eine wirtschaftliche Herstellung, eine verbesserte Verarbeitbarkeit und verbesserte optische Eigenschaften auszeichnet.
Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Siegelbereich der Folie auf niedrige
Temperaturen zu erweitern, die Siegelnahtfestigkeit der Folie zu erhöhen und gleichzeitig für ein verbessertes Handling der Folie zu sorgen als es nach dem Stand der Technik bekannt ist. Außerdem muss gewährleistet sein, daß die Folie auch auf schnelllaufenden Verarbeitungsmaschinen verarbeitet werden kann. Bei der Herstellung der Folie soll immanent anfallendes Regenerat in einer Konzentration bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, der Extrusion zugeführt werden können, ohne daß dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflusst werden.
Zu den guten mechanischen Eigenschaften zählt unter anderem eine hoher E-Modul (EMD > 3200 N/mm2; ETD > 3500 N/mm2) sowie gute Reißfestigkeitswerte (in MD > 100 N/mm2; in TD > 130 N/mm2).
Da die Folie insbesondere für die Außenanwendung und/oder kritische Innenanwendungen gedacht ist, sollte sie eine hohe UV-Stabilität aufweisen. Eine hohe UV-Stabilität bedeutet, daß die Folien durch Sonnenlicht oder andere UV-Strahlung nicht oder nur extrem wenig geschädigt werden. Insbesondere sollen die Folien bei mehrjähriger Außenanwendung nicht vergilben, keine Versprödung oder Rissbildung 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.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung einer weißen, siegelfähigen, UV stabilisierten, biaxial orientierten, siegelfähigen Polyesterfolie mit mindestens einer Basisschicht B, einer siegelfähigen Deckschicht A und einer weiteren Deckschicht C gelöst, wobei die siegelfähige Deckschicht A eine Siegelanspringtemperatur von < 110 °C, und eine Siegelnahtfestigkeit von > 1 ,3 N/15 mm, aufweist. Bevorzugt weist die Deckschicht darüber hinaus noch folgende Eigenschaften auf: eine mittlere Rauhigkeit Ra kleiner 30 nm, einen Messwertbereich für die Gasströmung von 500 - 4000 s und einen Glanz von größer 120 (Messwinkel 20°).
Die nicht siegelfähige Deckschicht C weist bevorzugt einen Reibungskoeffizienten COF kleiner 0,5, eine mittlere Rauhigkeit Ra von 40 - 100 nm, einen Messwertbereich für die Gasströmung von kleiner 120 s, einen Glanz von kleiner 100 (Messwinkel 20°) und eine Anzahl von Erhebungen N pro mm2 Folienoberfläche auf, die mit der jeweiligen Höhe h über folgende Gleichungen korreliert sind: ACι - BC1 * log h/μm < Nc/mm2 < AC2 - BC2 * log h/μm 0,01 μm < h < 10 μm AC1 = 0,29 BC1 = 3,30
AC2 = 1 ,84; BC2 = 2,70
Die Polyesterfolie hat bevorzugt einen Weißgrad von größer 70 und eine planare Orientierung von kleiner 0,165 und die Bewitterungsprüfung/UV-Stabilität nach ISO 4892 ist kleiner 20 %.
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 Farbäπderung bzw. Vergilbung ändert, sondern auch die mechanisch-physikalischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden.
Die Inhibierung dieser photooxidativen Abbauvorgänge ist von erheblichertechnischer und wirtschaftlicher Bedeutung, da andernfalls die Anwendungsmöglichkeiten von zahlreichen Thermoplasten drastisch eingeschränkt sind.
Polyethylenterephthalate beginnen beispielsweise schon unterhalb von 360nm 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 Photooxidationsproduktedar. Neben der direkten Photolyse der Estergruppen müssen noch Oxidationsreaktionen in Erwägung gezogen werden, die über Peroxidradikale ebenfalls die Bildung von Kohlendioxid zur Folge haben.
Die Photooxidation von Polyethylenterephthalaten kann auch über 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. Sei 16, 1972, Seite 203).
UV-Stabilisatoren bzw. UV-Absorber als Lichtschutzmittel sind chemische Verbindungen, die in die physikalischen und chemischen Prozesse des lichtinduzierten Abbaus eingreifen können. Ruß und andere Pigmente können teilweise einen Lichtschutz bewirken. Diese Substanzen sind jedoch für transparente Folien ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung führen. Für transparente, matte Folien sind nur organische und metallorganische Verbindungen geeignet, die dem zu stabilisierenden Thermoplasten keine oder nur eine extrem geringe Farbe oder Farbänderung verleihen, d. h. die in dem Thermoplasten löslich sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind UV-Stabilisatoren, die 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 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 als Lichtschutzmittel sind beispielsweise 2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzotriazole, πickelorganische Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-Derivate, Resorcinmonobenzoate, Oxalsäureanilide, Hydroxybenzoesäureester, ste sch gehinderte Amine und Triazine, wobei die 2- Hydroxybenzotriazole und die Triazine bevorzugt sind.
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
Figure imgf000008_0001
oder 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2,2-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1 , 1 ,2,2- tetramethylpropyl)-phenol der Formel
Figure imgf000009_0001
In einer bevorzugten Ausführungsform können auch Mischungen dieser beiden UV- Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem dieser beiden UV-Stabilisatoren mit anderen UV-Stabilisatoren eingesetzt werden, wobei die Gesamtkonzentration an Lichtschutzmittel vorzugsweise zwischen 0,01 Gew.-% und 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an kristallisierbarem Polyethylenterephthalat, liegt.
Der oder die UV-Stabilisatoren sind vorzugsweise in der/den Deckschichten enthalten. Bei Bedarf kann auch die Kernschicht mit UV-Stabilisator ausgerüstet sein.
Es war völlig überraschend, daß der Einsatz der oben genannten UV-Stabilisatoren in Folien zu dem gewünschten Ergebnis führte. Der Fachmann hätte vermutlich zunächst versucht, eine gewisse UV-Stabilität über ein Antioxidanz zu erreichen, hätte jedoch bei Bewitterung festgestellt, daß die Folie schnell gelb wird.
Vor dem Hintergrund, daß UV-Stabilisatoren das UV-Licht absorbieren und somit Schutz bieten, hätte der Fachmann wohl handelsübliche 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 und ausgast; er große Mengen (ca. 10 bis 15 Gew.-%) UV-Stabilisator einarbeiten muß, damit das UV-Licht absorbiert wird und damit die Folie nicht geschädigt wird.
Bei diesen hohen Konzentrationen hätte er festgestellt, daß die Folie schon nach der Herstellung gelb ist, bei Gelbwertunterschieden (YID) um die 25. Desweiteren hätte er festgestellt, daß die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden. Beim Verstrecken hätte er ungewöhnliche Probleme bekommen wie
Abrisse wegen mangelnder Festigkeit, d. h. E-Modul zu niedrig; Düsenablagerungen, was zu Profilschwankuπgen führt; - Walzenablagerungen vom UV-Stabilisator, was zu Beeinträchtigungen der optischen Eigenschaften (Klebedefekte, inhomogene Oberfläche) führt; Ablagerungen in Streck-, Fixierrahmen, die auf die Folie tropfen.
Daher war es mehr als überraschend, daß bereits mit niedrigen Konzentrationen des UV- Stabilisators ein hervorragender UV-Schutz erzielt wurde. Sehr überraschend war, daß sich bei diesem hervorragenden UV-Schutz der Gelbwert der Folie im Vergleich zu einer nicht stabilisierten Folie im Rahmen der
Meßgenauigkeit nicht ändert; sich keine Ausgasungen, keine Düsenablagerungen, keine Rahmenausdampfungen einstellten, wodurch die Folie eine exzellente Optik aufweist und ein ausgezeichnetes Profil und eine ausgezeichnete Planlage hat; sich die UV-stabilisierte Folie durch eine hervorragende Streckbarkeit auszeichnet so daß sie verfahrenssicher und stabil auf high speed film lines bis zu
Geschwindigkeiten von 420 m/min produktionssicher hergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Folie zumindest dreischichtig und umfaßt dann als Schichten die Basisschicht B, die siegelfähige Deckschicht A und die Deckschicht C. Die Basisschicht B der Folie besteht bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-% aus einem thermoplastischen Polyester. Dafür geeignet sind Polyester aus Ethylenglykol und Terephthalsäure (= Polyethylenterephthalat, PET), aus Ethylenglykol und Naphthalin-2,6- dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-πaphthalat, PEN), aus 1 ,4-Bis-hydroximethyl-cyclohexan und Terephthalsäure (= Poly-1 ,4-cyclohexandimethylenterephthalat, PCDT) sowie aus Ethylenglykol, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure und Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalatbibenzoat, PENBB). Besonders bevorzugt sind Polyester, die zu mindestens 90 Mol-%, bevorzugt mindestens 95 Mol-%, aus Ethylenglykol- und Terephthalsäure-Einheiten oder aus Ethylenglykol- und Naphthalin-2,6-dicarbonsäure- Einheiten bestehen. Die restlichen Monomereinheiten stammen aus anderen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren, wie sie auch in der Schicht A (oder der Schicht C) vorkommen können.
Geeignete andere aliphatische Diole sind beispielsweise Diethylenglykol, T ethylenglykol, aliphatische Glykole der allgemeinen Formel HO-(CH2)n-OH, wobei n eine ganze Zahl von 3 bis 6 darstellt (insbesondere Propan-1 ,3-diol, Butan-1 ,4-diol, Pentan-1 ,5-diol und Hexan- 1 ,6-diol) oder verzweigte aliphatische Glykole mit bis zu 6 Kohlenstoff-Atomen. Von den cycloaliphatischen Diolen sind Cyclohexandiole (insbesondere Cyclohexan-1 ,4-diol) zu nennen. Geeignete andere aromatische Diole entsprechen beispielsweise der Formel HO- C6H4-X-C6H4-OH, wobei X für -CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -O-, -S- oder -SO 2- steht.
Daneben sind auch Bisphenole der Formel HO-C6H4-C6H4-OH gut geeignet.
Andere aromatische Dicarbonsäuren sind bevorzugt Benzoldicarbonsäuren, Naphthalindicarbonsäuren (beispielsweise Naphthalin-1 ,4- oder 1 ,6-dicarbonsäure), Biphenyl-x,x'-dicarbonsäuren (insbesondere Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure), Diphenylacetylen-x.x'-dicarbonsäuren (insbesondere Diphenylacetylen-4,4'-dicarbonsäure) oder Stilben-x,x'-dicarbonsäuren. Von den cycloaliphatischen Dicarbonsäuren sind Cyclohexandicarbonsäuren (insbesondere Cyclohexan-1 ,4-dicarbonsäure) zu nennen. Von den aliphatischen Dicarbonsäuren sind die (C3-C19) Alkandisäuren besonders geeignet, wobei der Alkanteil geradkettig oder verzweigt sein kann.
Die Herstellung der Polyester kann z.B. nach dem Umesterungsverfahren erfolgen. Dabei geht man von Dicarbonsäureestem und Diolen aus, die mit den üblichen Umesterungskatalysatoren, wie Zink-, Calcium-, Lithium-, Magnesium- und Mangan- Salzen, umgesetzt werden. Die Zwischenprodukte werden dann in Gegenwart allgemein üblicher Polykondensationskatalysatoren, wie Antimontrioxid oder Titan-Salzen, polykondensiert. Die Herstellung kann ebenso gut nach dem Direktveresterungsverfahren in Gegenwart von Polykondensationskatalysatoren erfolgen. Dabei geht man direkt von den Dicarbonsäuren und den Diolen aus.
Die durch Koextrusion auf die Basisschicht B aufgebrachte siegelfähige Deckschicht A ist auf Basis von Polyestercopolymeren aufgebaut und besteht im wesentlichen aus Copolyestern, die überwiegend aus Isophthalsäure- 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 und aus Ethylenglykol-Einheiten aufgebaut sind. Der Anteil an Ethylenterephthalat beträgt 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. Für die andere, nicht siegelfähige Deckschicht C oder für eventuell vorhandene Zwischenschichten können prinzipiell die gleichen Polymere verwendet werden, wie zuvor für die Basisschicht B beschrieben wurde.
Die gewünschten Siegel- und die gewünschten Verarbeitungseigenschaften der erfindungsgemäßen Folie werden aus der Kombination der Eigenschaften des verwendeten Copolyesters für die siegelfähige Deckschicht und den Topographien der siegelfähigen Deckschicht A und der nicht siegelfähigeπ Deckschicht C erhalten.
Die Siegelanspringtemperaturvon <110 °C und der Siegelnahtfestigkeit von > 1 ,3 N/15mm wird erreicht, wenn für die siegelfähige Deckschicht A die oben näher beschriebene Copolymere verwendet werden. Die besten Siegeleigenschaften der Folie erhält man, wenn dem Copolymeren keine weiteren Additive, insbesondere keine anorganische oder organische Filier 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 schlecht, da die Oberfläche der siegelfähigen Deckschicht A stark zum Verblocken neigt. Die Folie lässt sich kaum wickeln und ist für eine Weiterverarbeitung auf schnelllaufenden Verpackungsmaschinen nicht geeignet. Zur Verbesserung des Handlings der Folie und der Verarbeitbarkeit ist es notwendig, die siegelfähige Deckschicht A 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. Diese gewünschte Eigenschaftskombination lässt sich erreichen, wenn die Topographie der siegelfähigen Deckschicht A bevorzugt durch den folgenden Satz von Parametern gekennzeichnet ist: Die Rauhigkeit der siegelfähigen Deckschicht, gekennzeichnet durch den Ra-Wert, sollte kleiner als 30 nm sein. Im anderen Fall werden die Siegeleigenschaften im Sinne der vorliegenden Erfindung negativ beeinflusst.
Der Messwert der Gasströmung sollte im Bereich von 500^1000 s liegen. Bei Werten unterhalb von 500 s werden die Siegeleigenschaften im Sinne der vorliegenden Erfindung negativ beeinflusst und bei Werten oberhalb von 4000 s wird das Handling der Folie schlecht.
Um das Verarbeitungsverhalten der siegelfähigen Folie weiterhin zu verbessern, sollte die Topographie der nicht siegelfähigen Deckschicht C bevorzugt durch den folgenden Satz von Parametern gekennzeichnet sein:
Der Reibungskoeffizient (COF) dieser Seite gegen sich selbst sollte kleiner als 0,5 sein. Andernfalls ist das Wickelverhalten und die Weiterverarbeitung der Folie unbefriedigend. - Die Rauhigkeit der nicht siegelfähigeπ Deckschicht, gekennzeichnet durch den Ra-
Wert, sollte >40 nm und <100 nm sein. Kleinere Werte als 40 nm haben negative Auswirkungen auf das Wickel- und Verarbeitungsverhalten der Folie und größere Werte als 100 nm beeinträchtigen die optischen Eigenschaften (Glanz) der Folie. Der Messwert der Gasströmung sollte im Bereich unterhalb von 120 s liegen. Bei Werten ab 120 s wird das Wickel- und das Verarbeitungsverhalten der Folie negativ beeinflusst.
Die Anzahl der Erhebungen N pro mm2 Folienoberfläche ist mit derjeweiligen Höhe h über die folgende Gleichung korreliert: 0,29 - 3,30 * log h/μm < log N/mm2 < 1 ,84 - 2,70 * log h/μm 0,01 μm < h < 10 μm
Sind die Werte für N kleiner als der linken Seite der Gleichung entspricht, so wird das Wickel- und das Verarbeitungsverhalten der Folie negativ beeinflusst, sind die Werte für N größer als es der rechten Seite der Gleichung entspricht, so wird der Glanz der Folie negativ beeinflusst.
In der dreischichtigen Ausführungsform ist der UV-Stabilisator vorzugsweise in der nicht siegelfähigen Deckschicht C enthalten. Jedoch kann nach Bedarf auch die Basisschicht B oder auch die siegelfähige Deckschicht A mit UV-Stabilisatoren ausgerüstet sein. Die Konzentration des oder der Stabilisatoren bezieht sich dabei auf das Gewicht der Thermoplasten in der mit UV-Stabilisator (en) ausgerüsteten Schicht.
Überraschenderweise haben Bewitterungsversuche nach der Testspezifikation ISO 4892 mit dem Atlas CI65 Weather Ometer gezeigt, daß es im Falle der vorgenannten dreischichtigen Folie durchaus ausreichend ist, die 0,3 μm bis 2,5 μm dicken Deckschicht(en)mit UV-Stabilisatoren auszurüsten, um eine verbesserte UV-Stabilität zu erreichen.
Bewitterungstests haben ergeben, daß die erfindungsgemäß UV-stabilisierten Folien selbst bei Bewitterungstests nach hochgerechnet 5 bis 7 Jahren Außenanwendung im allgemeinen keine Vergilbung, keine Versprödung, keinen Glanzverlust der Oberfläche, keine Rissbildung an der Oberfläche und keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.
Das 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 voll dispergiert. Als Trägermaterialien kommt das Polyethylenterephthalat selbst oder auch andere Polymere, die mit dem Thermoplasten ausreichend verträglich sind, in Frage. Wichtig bei der Masterbatch-Technologie ist, daß die Korngröße und das Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des Thermoplasten ist, so daß eine homogene Verteilung und damit eine homogene UV-Stabilisierung erfolgen kann.
Die Basisschicht B kann zusätzlich übliche Additive, wie beispielsweise Stabilisatoren und/oder Antibiockmittel enthalten. Die beiden anderen Schichten A und C enthalten ebenfalls zusätzlich übliche Additive, wie beispielsweise Stabilisatoren und/oder Antibiockmittel. Sie werden zweckmäßig dem Polymer bzw. der Polymermischung bereits vor dem Aufschmelzen zugesetzt. Als Stabilisatoren werden beispielsweise Phosphorverbindungen, wie Phosphorsäure oder Phosphorsäureester, eingesetzt.
Typische Antibiockmittel (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, LiF, Calcium- Barium-, Zink- oder Mangan-Salze der eingesetzten Dicarbonsäuren, Ruß, Titandioxid, Kaolin oder vernetzte Polystyrol- oder Acrylat-Partikel.
Als Antibiockmittel können auch Mischungen von zwei und mehreren verschiedenen Antiblockmitteln oder Mischungen von Antiblockmitteln gleicher Zusammensetzung, aber unterschiedlicher Partikelgröße gewählt werden. Die Partikel können den einzelnen Schichten in den jeweils vorteilhaften Konzentrationen, z.B. als glykolische Dispersion während der Polykondensation oder über Masterbatche bei der Extrusion zugegeben werden.
Bevorzugte Partikel sind SiO2 in kolloidaler und in kettenartiger Form. Diese Partikel werden sehr gut in die Polymermatrix eingebunden und erzeugen nur geringfügig Vakuolen. Die Partikeldurchmesser der eingesetzten Teilchen sind prinzipiell nicht eingeschränkt. Für die Lösung der Aufgabe hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, Teilchen mit einem mittleren Primärpartikeldurchmesser von kleinerals l 00 nm, bevorzugt kleiner als 60 nm und besonders bevorzugt kleiner als 50 nm und/oder Teilchen mit einem mittleren Primärpartikeldurchmesser von größer als 1 μm, bevorzugt größer als 1 ,5 μm und besonders bevorzugt größer als 2 μm zu verwenden. Diese zuletzt beschriebenen Teilchen sollten jedoch keinen mittleren Partikeldurchmesser aufweisen, der größer ist als 5 μm.
Zur Erzielung der vorgenannten Eigenschaften, insbesondere des gewünschten Weißgrades der Folie, enthält die Basisschicht die dazu notwendige Pigmentierung. Geeignete Weißpigmente sind vorzugsweise Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Kaolin, Siliciumdioxid, wobei Titandioxid und Bariumsulfat bevorzugt sind. Hierbei hat es sich als besonders günstig erwiesen, Bariumsulfat in einer Korngröße von 0,3-0,8 μm, vorzugsweise 0,4-0,7 μm auszuwählen. Die Folie erhält hierdurch ein brillantes weißes Aussehen, ohne gelbstichig zu sein.
Das Weißpigment wird ebenfalls bevorzugt über die Masterbatch-Technologie zudosiert, kann aber auch direkt beim Rohstoffhersteller eingearbeitet werden. Die Konzentration des Weißpigments liegt zwischen 12 Gew.-% und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 14 Gew.-% und 35 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 16 Gew.-% und 25 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Schicht des verwendeten Polyesters.
In der vorteilhaften Verwendungsform besteht die Folie aus drei Schichten, der
Basisschicht B und beidseitig auf dieser Basisschicht aufgebrachten Deckschichten A und C, wobei die Deckschicht A gegen sich selbst und gegen die Deckschicht C siegelfähig ist.
Zur Erzielung des genannten Eigenschaftsprofils der Folie weist die Deckschicht C mehr Pigmente (d.h. höhere Pigmentkoπzeπtration) als die Deckschicht A auf. Die Pigmentkonzentration in dieser zweiten Deckschicht C liegt zwischen 0,1 und 1 ,0 %, vorteilhaft zwischen 0,12 und 0,8 % und insbesondere zwischen 0,15 und 0,6 %. Die andere, der Deckschicht C gegenüberliegenden, siegelfähige Deckschicht A ist dagegen weniger mit inerten Pigmenten gefüllt. Die Konzentration der inerten Partikeln in der Schicht A liegt zwischen 0,01 und 0,2 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,015 und 0,15 Gew.-% und insbesondere zwischen 0,02 und 0,1 Gew.-%.
Zwischen der Basisschicht und den Deckschichten kann sich gegebenenfalls jeweils noch eine Zwischenschicht befinden. Diese kann wiederum aus den für die Basisschichten beschriebenen Polymeren bestehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht sie aus dem für die Basisschicht verwendeten Polyester. Sie kann 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 im Bereich von 1 ,0 bis 10 μm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,0 bis 5 μm.
Bei der besonders vorteilhaften dreischichtigen Ausführuπgsform der erfindungsgemäßen Folie ist die Dicke der Deckschichten A und C im allgemeinen größer als 0,1 μm und liegt allgemein im Bereich von 0,2 bis 4,0 μm, vorteilhaft im Bereich von 0,2 bis 3,5 μm, insbesondere im Bereich von 0,3 bis 3 μm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 2,5 μm, wobei die Deckschichten A und C gleich oder verschieden dick sein können.
Die Gesamtdicke der erfindungsgemäßen Polyesterfolie kann variieren. Sie beträgt 5 bis 350 μm, insbesondere 5 bis 300 μm, vorzugsweise 5 bis 250 μm, wobei die Schicht B einen Anteil von vorzugsweise 5 bis 90 % an der Gesamtdicke hat. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyesterfolie nach dem an sich bekannten Koextrusionsverfahren.
Die Polymere für die Basisschicht B und die beiden Deckschichten A und C werden drei Extrudern 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.
Die Folie wird anschließend biaxial gestreckt (orientiert), thermofixiert und gegebenenfalls an der zur Behandlung vorgesehenen Oberflächenschicht corona- oder flammbehandelt.
Die biaxiale Verstreckuπg wird im allgemeinen sequentiell durchgeführt. Dabei wird vorzugsweise erst in Längsrichtung (d.h. in Maschinenrichtung, = MD-Richtung) und anschließend in Querrichtung (d.h. senkrecht zur Maschinenrichtung, = TD-Richtung) verstreckt. Dies führt zu einer Orientierung der Molekülketten. Das Verstrecken in Längsrichtung lässt sich mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell laufenden Walzen durchführen. Zum Querverstrecken benutzt man allgemein einen entsprechenden Kluppenrahmen.
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 80 bis 130 °C und die Querstreckung bei 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. Vor der Querstreckung kann man eine oder beide Oberfläche(n) der Folie nach den bekannten Verfahren in-line beschichten. Die In- Line-Beschichtung kann beispielsweise zu einer verbesserten Haftung der Metallschicht oder einer eventuell aufgebrachten Druckfarbe, aber auch zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens oder des Verarbeitungsverhaltens dienen.
Für die Herstellung einer Folie mit sehr guten Siegeleigenschaften hat es sich als günstig erwiesen, wenn die planare Orientierung p der Folie kleiner ist als Δp = 0,165, besonders aber kleiner ist als Δp = 0, 163. In diesem Fall ist die Festigkeit der Folie in Dickenrichtung so groß, daß bei der Messung der Siegelπahtfestigkeit definitiv die Siegelnaht aufgetrennt wird und die Folie nicht einreißt und weiterreißt.
Es hat sich herausgestellt, daß die wesentlichen Einflussgrößen auf die planare Orientierung Δp die Verfahrensparameter in der Längsstreckung und in der Querstreckung sind, sowie der SV-Wert des verwendeten Rohstoffes. Zu den Verfahrensparametern gehören insbesondere die Streckverhältnisse in Längs- und in Querrichtung (λMD und λTD), die Strecktemperaturen in Längs- und in Querrichtung (TMD und TTD), die Folienbahngeschwindigkeit und die Art der Streckung, insbesondere diejenige in Längsrichtung der Maschine. Erhält man beispielsweise mit einer Maschine eine planare Orientierung von Δp = 0,167 mit dem Parametersatz λMD = 4,8 und λTD = 4,0 , die Strecktemperaturen in Längs- und in Querrichtung TMD = 80 - 118 °C und TTD = 80 - 125 °C, so erhält man durch Erhöhung der Längsstrecktemperatur auf TMD = 80 - 125 °C oder durch Erhöhung der Querstrecktemperatur auf TTD = 80 - 135 °C oder durch Absenkung des Längstreckverhältnisses auf λMD = 4,3 oder durch Absenkung des Querstreckverhältnisses auf λTD = 3,7 eine planare Orientierung Δp, die im gewünschten Bereich liegt. Die Folienbahngeschwindigkeit betrug hierbei 340 m/min und der SV-Wert des Materials etwa 730. Die genannten Daten beziehen sich bei der Längsstreckung auf die sogenannte N-TEP Streckung, die sich zusammensetzt aus einem niedrig orientierenden Streckschritt (LOE = Low Orientation Elongation) und einem hoch orientierenden Streckschritt (REP = Rapid Elongation Process). Bei anderen Streckwerken ergeben sich prinzipiell die gleichen Verhältnisse, jedoch können die Zahlenwerte für die jeweiligen Verfahrensparameter leicht verschieden sein. Die angegebenen Temperaturen beziehen sich bei der Längsstreckung auf die jeweiligen Walzentemperaturen und bei der Querstreckung auf die Folientemperaturen, die mittels Infrarot gemessen wurden.
Bei der nachfolgenden Thermofixierung wird die Folie etwa 0,1 bis 10 s lang bei einer Temperatur von 150 bis 250 °C gehalten. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise aufgewickelt.
Bevorzugt wird/werden nach der biaxialen Streckung eine oder beide Oberfläche/n der Folie nach einer der bekannten Methoden corona- oder flammbehandelt. Die Behandlungsintensität liegt im allgemeinen im Bereich von über 45 mN/m.
Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften kann die Folie zusätzlich beschichtet werden. Typische Beschichtungen sind haftvermittelnde, antistatisch, schlupfverbessernd oder dehäsiv wirkende Schichten. Es bietet sich an, diese zusätzliche Schichten über inline coating mittels wässriger Dispersionen vor dem Streckschritt in Querrichtung auf die Folie aufzubringen.
Die erfindungsgemäße Folie zeichnet sich durch eine hervorragende Siegelfähigkeit, eine sehr gute Stabilität gegenüber UV-Licht, ein sehr gutes Handling und durch ein sehr gutes Verarbeitungsverhalten aus. Bei der Folie siegelt die siegelfähige Deckschicht A nicht nur gegen sich selbst (fin sealing), sondern auch gegen die nicht siegelfähige Deckschicht C (lap sealing). Bei der lap sealing ist die Siegelanspringtemperatur lediglich um ca. 10 K nach oben verschoben und die Siegelnahtfestigkeit ist um nicht mehr als 0,3 N/15 mm verschlechtert. Außerdem besticht die Folie durch einen hervorragenden Weißgrad von > 70 (nach Berger), der der Folie zusätzlich ein sehr attraktives, werbewirksames Aussehen verleiht. Bei der Herstellung der Folie ist gewährleistet, daß das Regenerat in einer Konzentration von 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wieder der Extrusion zugeführt werden kann, ohne daß dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflusst werden.
Die Folie eignet sich auf Grund ihrer hervorragenden Siegeleigenschaften, auf Grund ihres sehr guten Handlings und auf Grund ihrer sehr guten Verarbeitungseigenschaften insbesondere für die Verarbeitung auf schnelllaufenden Maschinen.
Darüber hinaus eignet sich die Folie auf Grund ihrer hervorragender Eigenschaftskombinationen 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, als Werbeartikel und als Kaschiermedium.
Aufgrund der guten UV-Stabilität eignet sich die erfindungsgemäße, weiße Folie weiterhin für Außenanwendungen, wie z.B. für Gewächshäuser, Überdachungen, Außenverkleidungen, Abdeckungen von Materialien, wie z.B. Stahlblechen, Anwendungen im Bausektor und Lichtwerbeprofile, Schattenmatten, Elektroanwendungen.
Die nachstehende Tabelle (Tabelle 1 ) fasst die wichtigsten erfindungsgemäßen Folieneigenschaften noch einmal zusammen. Tabelle 1
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Die 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 und des Glanzes geprüft.
Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden die folgenden Messwerte benutzt:
Meßmethoden
SV (DCE), IV (DVE)
Die Standardviskosität SV (DCE) wird, angelehnt an DIN 53726, in Dichloressigsäure gemessen.
Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität IV (DCE) = 6,6710'4SV(DCE) + 0,118
Siegelanspringtemperatur (Mindestsiegeltemperatur)
Mit dem Siegelgerät HSG/ET der Firma Brugger werden heißgesiegelte Proben (Siegelnaht 20 mm x 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 Prüfstreifeπ 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.
Reibung
Die Reibung wurde nach DIN 53 375 bestimmt. Die Gleitreibungszahl wurde 14 Tage nach der Produktion gemessen. Oberflächenspannung
Die Oberflächenspannung wurde mittels der sogenannten Tintenmethode (DIN 53364) bestimmt.
Glanz
Der Glanz wurde nach DIN 67 530 bestimmt. Gemessen wurde der Reflektorwert als optische Kenngröße für die Oberfläche einer Folie. Angelehnt an die Normen ASTM-D 523-78 und ISO 2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 20° eingestellt. Ein Lichtstrahl trifft unter dem eingestellten Einstrahlwinkel auf die ebene Prüffläche und wird von dieser reflektiert bzw. gestreut. Die auf den photoelektronischen Empfänger auffallenden Lichtstrahlen werden als proportionale elektrische Größe angezeigt. Der Messwert ist dimensionslos und muss mit dem Einstrahlwinkel angegeben werden.
Korngrößen auf Folienoberflächen Die Bestimmung der Größenverteilung von Erhebungen auf Folienoberflächen erfolgt mit einem Rasterelektronenmikroskop und einem Bildanalysesystem. Verwendet wird das Rasterelektronenmikroskop XL30 CP der Fa. Philips mit einem integrierten Bildanalyseprogramm AnalySIS der Fa. Soft-Imaging System.
Für diese Messungen werden Folienproben flach auf einen Probenhalter aufgebracht. Anschließend werden diese unter einem Winkel a mit einer dünnen Metallschicht (z.B. aus Silber) schräg bedampft. Dabei ist a der Winkel zwischen Probenoberfläche und der Ausbreitungsrichtung des Metalldampfes. Durch diese Schrägbedampfung entsteht hinter der Erhebung ein Schattenwurf. Da die Schatten noch nicht elektrisch leitfähig sind, wird die Probe anschließend noch mit einem zweiten Metall (z.B. Gold) bedampft oder gesputtert, wobei die zweite Beschichtung senkrecht auf die Probenoberfläche auftrifft und somit bei der zweiten Beschichtung keine Schatten entstehen.
Die so präparierten Probenoberflächen werden in einem Rasterelektronenmikroskop (REM) abgebildet. Die Schatten der Erhebungen sind infolge des Materialkontrastes der Metalle sichtbar. Die Probe wird im REM so orientiert, daß die Schatten parallel zu einem Bildrand verlaufen. Für die Bildaufnahme werden folgende Bedingungen am REM eingestellt: Sekundärelektronendetektor, Arbeitstabstand 10 mm, Beschleunigungsspannung 10 kV und Spot 4,5. Die Helligkeit und Kontrast werden so eingestellt, daß sämtliche Bildinformationen als Grauwerte dargestellt werden und die Intensität des Grundrauschens so klein ist, daß er nicht als Schatten detektiert wird. Die Länge der Schatten wird mit dem Bildanalyse ausgemessen. Der Schwellwert für die Schattenerkennung wird auf die Stelle gelegt, wo die 2. Ableitung der Grauwertverteilung des Bildes den Nullpunkt durchquert. Vor der Schattenerkennung wird das Bild mit einem NxN-Filter (Größe 3, 1 Iteration) geglättet. Durch die Setzung eines Rahmens ("frame") wird sichergestellt, daß Erhebungen, die im Bild nicht vollständig abgebildet werden, nicht mitgemessen werden. Die Vergrößerung, die Rahmengröße und die Anzahl der ausgewerteten Bildern werden so gewählt, daß insgesamt 0,36 mm2 Folienoberfläche ausgewertet werden.
Die Höhe der einzelnen Erhebungen wird aus den einzelnen Schattenlängen mit folgender Beziehung errechnet: h = (tan a) * L wobei h die Höhe der Erhebung, a der Bedampfungswinkel und L die Schattenlänge ist. Die so ermittelten Erhebungen werden in Klassen eingeteilt um zu einer Häufigkeitsverteilung zu kommen. Die Einteilung erfolgt in 0,05 mm breite Klassen zwischen 0 und 1 mm, wobei die kleinste Klasse (0 bis 0,05 mm) für weitere Auswertungen nicht verwendet wird. Die Durchmesser (Ausbreitung senkrecht zur Schattenwurfsrichtung) der Erhebungen werden in ähnlicher Weise in 0,2 mm breiten Klassen von 0 bis 10 mm eingestuft, wobei auch hier die kleinste Klasse für die weitere Auswertung verwendet wird.
Oberflächengasströmungszeit
Das Prinzip des Messverfahrens basiert auf der Luftströmung zwischen einer Folienseite und einer glatten Silizium-Wafer-Platte. Die Luft strömt von der Umgebung in einen evakuierten Raum, wobei die Grenzfläche zwischen Folie und Silizium-Wafer- Platte als Strömungswiderstand dient.
Eine runde Folienprobe wird auf einer Silizium-Wafer-Platte, in deren Mitte eine Bohrung die Verbindung zu dem Rezipienten gewährleistet, gelegt. Der Rezipient wird auf einen Druck kleiner 0, 1 mbar evakuiert. Bestimmt wird die Zeit in Sekunden, die die Luft benötigt, um in dem Rezeptienten einen Druckanstieg von 56 mbar zu bewirken. Messbedingungen: Messfläche 45,1 cm2
Anpressgewicht 1276 g Lufttemperatur 23 °C
Luftfeuchte 50 % relative Feuchte
Gassammeivolumen 1 ,2 cm3
Druckintervall 56 mbar
Planare Orientierung Δp
Die Bestimmung der planaren Orientierung erfolgt über die Messung der Brechungsindizes mit dem Abbe-Refraktometer nach folgendem Verfahren: Probengröße und Probenlänge: 60 bis 100 mm Probenbreite: entspricht Prismenbreite von 10 mm Zur Bestimmung von nMD und nα (=nz) muss die zu messende Probe aus der Folie ausgeschnitten werden, bei der die Laufkante der Probe exakt mit der TD-Richtung übereinstimmen muss. Zur Bestimmung von nTD und nα (=nz) muss die zu messende Probe aus der Folie ausgeschnitten werden, bei der die Laufkante der Probe exakt mit der MD-Richtung übereinstimmen muss. Die Proben sind aus der Mitte der Folienbahn zu entnehmen. Es ist dafür Sorge zu tragen, daß das Abbe-Refraktometer eine Temperatur von 23 °C hat. Auf das vorder Messung gut gesäuberte untere Prisma wird mit Hilfe eines Glasstabes ein wenig Dijodmethan (N=1 ,745) bzw. Dijodmethan- Bromnaphthalin-Gemisch aufgetragen. Der Brechungsindex des Gemisches muss größer als 1 ,685 sein. Darauf wird zuerst die in TD-Richtung ausgeschnittene Probe aufgelegt, so daß die gesamte Prismenoberfläche bedeckt ist. Mit Hilfe eines Papiertaschentuches wird nun die Folie fest auf das Prisma aufgebügelt, so daß die Folie fest und glatt aufliegt. Die überflüssige Flüssigkeit muss abgesaugt werden. Danach wird ein wenig von der Messflüssigkeit auf die Folie getropft. Das zweite Prisma wird heruntergeklappt und fest angedrückt. Nun wird mit Hilfe der rechten Rändelschraube die Anzeigeskala so weit gedreht, bis im Bereich 1 ,62 bis 1 ,68 ein Übergang von hell auf dunkel im Sichtfenster zu sehen ist. Ist der Übergang von hell auf dunkel nicht scharf, werden mit Hilfe der oberen Rändelschraube die Farben so zusammengeführt, daß nur eine helle und eine dunkle Zone sichtbar ist. Die scharfe Übergangslinie wird mit Hilfe der unteren Rändelschraube in den Kreuzungspunkt der beiden (im Okular) diagonalen Linien gebracht. Der nun in der Messskala angezeigte Wert wird abgelesen und in das Messprotokoll eingetragen. Dies ist der Brechungsindex in Maschinenrichtung nMD. Nun wird die Skala mit der unteren Rändelschraube so weit verdreht, daß der im Okular sichtbare Bereich zwischen 1 ,49 und 1 ,50 zu sehen ist. Jetzt wird der Brechungsindex in nα bzw. nz (in Dickeπrichtung der Folie) ermittelt. Damit der nur schwach sichtbare Übergang besser zu sehen ist, wird auf das Okular eine Polarisationsfolie gelegt. Diese ist solange zu drehen, bis der Übergang deutlich zu sehen ist. Es gilt das gleiche wie bei der Bestimmung von nMD. Ist der Übergang von hell auf dunkel nicht scharf (farbig), dann werden mit Hilfe der oberen Rändelschraube die Farben zusammengeführt, so daß ein scharfer Übergang zu sehen ist. Diese scharfe Übergangslinie wird mit Hilfe der unteren Rändelschraube in den Kreuzungspunkt der beiden diagonalen Linien gebracht und den auf der Skala angezeigten Wert abgelesen und in die Tabelle eingetragen. Anschließend wird die Probe gedreht und die entsprechenden Brechungsindizes nMD und nα (=nz) der anderen Oberflächenseite gemessen und in eine entsprechende Tabelle eingetragen.
Nach der Bestimmung der Brechungsindizes in MD-Richtung bzw. in Dickenrichtung wird der in MD-Richtung herausgeschnittene Probenstreifen aufgelegt und entsprechend die Brechungsindizes n-po und nα (= nz ) bestimmt. Der Streifen wird umgedreht und die Werte für die B-Seite gemessen. Die Werte für die A-Seite und die B-Seite werden zu mittleren Brechungswerten zusammengefasst. Die
Orientierungswerte werden dann aus den Brechungsindizes nach den folgenden
Formeln berechnet:
Δn = nMD - nTD
Δp = (nMD + nTD)/2 - nz πav = (nMD + nTD + nz)/3
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.
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. Farbveränderung
Die Farbveränderung der Proben nach der künstlichen Bewitterung wird mit einem Spektralphotometer nach DIN 5033 gemessen.
Je größer die numerische Abweichung vom Standard ist, desto größer ist der Farbunterschied. Numerische Werte von 0,3 sind vernachlässigbar und bedeuten, daß keine signifikante Farbänderung vorliegt.
Gelbwert Der Gelbwert (YID) ist die Abweichung von der Farblosigkeit in Richtung "Gelb" und wird gemäß DIN 6167 gemessen. Gelbwert (YID) von < 5 sind nicht sichtbar.
Beispiele
Beispiel 1
Chips aus Polyethylenterephthalat (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn als Umesterungskatalysator, Mn-Konzentration: 100 ppm) wurden bei 150 °C auf eine Restfeuchte von unterhalb 100 ppm getrocknet und dem Extruder für die Basisschicht B zugeführt. Ebenfalls wurden Chips aus Polyethylenterephthalat und einem Füllstoff dem Extruder für die nicht siegelfähige Deckschicht C zugeführt.
Daneben wurden Chips aus einem linearen Polyester hergestellt, der aus einem amorphen Copolyester mit 78 Mol.-% Ethylenterephthalat und 22 Mol-% Ethylenisophthalat besteht (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn als Umesterungskatalysator, Mn-Konzentration: 100 ppm). Der Copolyester wurde bei einer Temperatur von 100 °C auf eine Restfeuchte von unterhalb 200 ppm getrocknet und dem Extruder für die siegelfähige Deckschicht A zugeführt.
Der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)-oxyphenol (®Tinuvin 1577) wird in Form von Masterbatchen zudosiert. Die Masterbatche setzten sich aus 5 Gew.-% ®Tinuvin 1577 als Wirkstoffkomponente und 95 Gew.-% Polyethylenterephthalat (für die Deckschicht C), bzw. 95 Gew.-% Polyethylenisophthalat (für die Deckschicht A) zusammen. Das 5 Gew.-%ige ®Tinuvin 1577 wird lediglich den beiden dicken Deckschichten 20 Gew.-% der jeweiligen Masterbatche über die Masterbatch-Technologie zudosiert werden.
Als Weißpigment wurde Bahumsuifat eingesetzt.
Es wurde durch Koextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine weiße dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 20 μm hergestellt. Die Dicke der jeweiligen Deckschichten ist der Tabelle 2 zu entnehmen.
Deckschicht A, Mischung aus: 20,0 Gew.-% UV-Masterbatch auf Basis von Polyethylenisophthalat
77,0 Gew.-% Copolyester mit einem SV-Wert von 800
3,0 Gew.-% Masterbatch aus 97,75 Gew.-% Copolyester (SV-Wert von 800) und 1 ,0 Gew.-% ©Sylobloc 44 H (synthetisches SiO2 der Fa. Grace) und 1 ,25 Gew.-% ©Aerosil TT600 (pyrogenes SiO2 der Fa. Degussa)
Basisschicht B:
80,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert von 800
20,0 Gew.-% Bariumsulfat einer mittleren Korngröße von 0,5 μm
Deckschicht C, Mischung aus:
20,0 Gew.-% UV-Masterbatch auf Basis von Polyethylenterephthalat
68 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert von 800
12 Gew.-% Masterbatch aus 97,75 Gew.-% Copolyester (SV-Wert von 800) und 1 ,0 Gew.-% ©Sylobloc 44 H (synthetisches SiO2 der Fa. Grace) und 1 ,25 Gew.-% ©Aerosil TT 600 (kettenartiges SiO2 der Fa. Degussa).
Die Herstellungsbedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren: Längsstreckung: Temperatur: 80 - 125°C
Längsstreckverhältnis: 4,2
Querstreckung: Temperatur: 80 - 135 °C
Querstreckverhältnis: 4,0
Fixierung: Temperatur: 230 °C Dauer: 3 s
Die Folie hatte die geforderten guten Siegeleigenschaften, den gewünschten Weißgrad und zeigt das gewünschte Handling und das gewünschte Verarbeitungsverhalten. Der Folienaufbau und die erzielten Eigenschaften derart hergestellter Folien sind in den Tabellen 2 bis 4 (Folienaufbau und Ergebnisse) dargestellt.
Die Folie in diesem und in allen nachfolgenden Beispielen 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 und des Glanzes geprüft.
Beispiel 2
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde die Deckschichtdicke der siegelfähigen Schicht A von 1 ,5 auf 2,0 μm angehoben. Die Siegeleigenschaften haben sich hierdurch verbessert, insbesondere ist die Siegelnahtfestigkeit deutlich größer geworden (siehe Tabellen 2 bis 4).
Beispiel 3
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt eine 30 μm dicke Folie produziert. Die Deckschichtdicke der siegelfähigen Schicht A betrug 2,5 μm und diejenige der nicht siegelfähigen Schicht B betrug 2,0 μm. Die Siegeleigenschaften haben sich hierdurch nochmals verbessert, insbesondere ist die Siegelnahtfestigkeit deutlich größer geworden. Das Handling der Folie hat sich dabei tendenziell verbessert (siehe Tabellen 2 bis 4).
Beispiel 4
Im Vergleich zu Beispiel 3 wurde das Copolymere für die siegelfähige Deckschicht A geändert. Anstelle des amorphen Copolyesters mit 78 Mol.-% Polyethylenterephthalat und 22 Mol-% Ethylenterephthalat wurde jetzt ein amorpher Copolyester mit 70 Mol.-% Polyethylenterephthalat und 30 Mol-% Ethylenterephthalat verwendet. Der Rohstoff wurde auf einem Zweischπeckenextruder mit Entgasung verarbeitet, ohne daß er vorgetrocknet werden musste. Die Deckschichtdicke der siegelfähigen Schicht A betrug wiederum 2,5 μm und diejenige der nicht siegelfähigen Schicht B betrug 2,0 μm. Die Siegeleigenschaften haben sich hierdurch verbessert, insbesondere ist die Siegelnahtfestigkeit deutlich größer geworden. Zur Erzielung eines guten Handlings und eines guten Verarbeitungsverhalten der Folie wurde die Pigmentkonzentration in den beiden Deckschichten leicht angehoben (siehe Tabellen 2 bis 4).
Vergleichsbeispiel 1 Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt die siegelfähige Deckschicht A nicht pigmentiert. Die Siegeleigenschaften haben sich zwar hierdurch etwas verbessert, jedoch ist das Handling der Folie und das Verarbeitungsverhalten inakzeptabel schlechter geworden (siehe Tabellen 2 und 3). Vergleichsbeispiel 2
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt die siegelfähige Deckschicht A so hoch pigmentiert wie die nicht siegelfähige Deckschicht C. Das Handling und die Verarbeitungseigenschaften der Folie haben sich durch diese Maßnahme verbessert, jedoch sind die Siegeleigenschaften deutlich schlechter geworden (siehe Tabellen 2 und 3). Vergleichsbeispiel 3
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt die nicht siegelfähige Deckschicht A deutlich weniger pigmentiert. Das Handling der Folie und das Verarbeitungsverhalten der Folie ist deutlich schlechter geworden (siehe Tabellen 2 und 3).
Vergleichsbeispiel 4
Es wurde Beispiel 1 aus der EP-A 0 035 835 nachgearbeitet. Das Siegelverhalten der Folie, das Handling der Folie und das Verarbeitungsverhalten der Folie ist schlechter als bei den erfindungsgemäßen Beispielen (siehe Tabellen 2 und 3).
Tabelle 2
I
0
•fc
Figure imgf000035_0001
Tabelle 3
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0002
00
Ol
Figure imgf000036_0003
Zeichenerklärung beim Wickelverhalten, Handling und beim Verarbeitungsverhalten der Folien:
++: keine Klebeneigung an Walzen oder anderen mechanischen Teilen, keine Blockprobleme beim Wickeln und bei der Verarbeitung auf
Verpackungsmaschinen, niedrige Herstellkosten -: Klebeneigung an Walzen oder anderen mechanischen Teilen, Blockprobleme beim Wickeln und bei der Verarbeitung auf
Verpackungsmaschinen, hohe Herstellkosten durch aufwendiges Handling der Folie in den Maschinen
Tabelle 4 ω cn
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Claims

Patentansprüche
1. Weiße, siegelfähige, UV stabilisierte, biaxial orientierte Polyesterfolie mit mindestens einer Basisschicht B, einer siegelfähigen Deckschicht A und einer weiteren Deckschicht C, wobei die siegelfähige Deckschicht A eine Siegelanspringtemperatur von < 110 °C und eine Siegelnahtfestigkeit von ≥1 , 3
N/15 mm aufweist
2. Polyesterfolie gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die siegelfähige Deckschicht A eine mittlere Rauhigkeit Ra kleiner 30 nm aufweist.
3. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die siegelfähige Deckschicht A einen Messwertbereich für die Gasströmung von 500 - 4000 s aufweist.
4. Poiyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die siegelfähige Deckschicht A einen Glanz von größer 120 (Messwinkel 20°) aufweist.
5. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-siegelfähige Deckschicht C einen
Reibungskoeffizienten COF kleiner 0,5 aufweist.
6. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-siegelfähige Deckschicht C eine mittlere Rauhigkeit von 40 - 100 nm aufweist.
7. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-siegelfähige Deckschicht C einen Messwertbereich für die Gasströmung von kleiner 120 s aufweist.
8. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-siegelfähige Deckschicht C einen Glanz von kleiner 100 (Messwinkel 20°) aufweist.
9. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfolie einen Weißgrad von größer 70 aufweist.
10. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfolie eine planare Orientierung von kleiner 0,165 hat.
11. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfolie die Bewitterungsprüfung/UV-Stabilität nach ISO 4892 mit kleiner 20 % besteht.
12. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-siegelfähige Deckschicht C eine Anzahl von Erhebungen N pro mm2 Folienoberfläche aufweist, die mit der jeweiligen Höhe h über folgende Gleichungen korreliert sind:
ACι - BC1 * log h/μm < Nc/mm2 < AC2 - BC2 * log h/μm 0,01 μm < h < 10 μm
AC1 = 0,29 BC1 = 3,30 AC2 = 1 ,84; BC2 = 2,70
13. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Basisschicht B zu mindestens 90 Gew.-% aus einem thermoplastischen Polyester aus der Reihe PET, PEN, PCDT und PENBB besteht und die anderen Monomereinheiten aus anderen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren stammen.
14. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Basisschicht B zu mindestens 95 Gew.-% aus einem thermoplastischen Polyester aus der Reihe PET und PEN besteht.
15. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, wobei die siegelfähige Deckschicht A auf Basis von Polyestercopolymeren aufgebaut ist und im wesentlichen aus Ethylenterephthalat-Einheiten ( 40 bis 95 Mol-%) und Ethylenisophthalat-Einheiten (60 bis 5 Mol-%) besteht und die anderen Monomereinheiten aus anderen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren stammen.
16. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, wobei die siegeifähige Deckschicht A 0,2 μm bis 4,0 μm dick ist.
17. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, wobei die nicht siegelfähige Deckschicht C zu mindestens 95 Gew.-% aus einem thermoplastischen Polyester aus der Reihe PET, PEN, PCDT und PENBB besteht.
18. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, wobei die nicht siegelfähige Deckschicht C 0,2 μm bis 4,0 μm dick ist.
19. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, wobei der UV-Stabilisator in der nicht siegelfähigen Decksicht C enthalten ist.
20. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Konzentration des UV-Stabilisators im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schicht in der der UV-Stabilisator eingearbeitet ist.
21. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, wobei der UV-Stabilisator ausgewählt ist unter 2-Hydroxybenzotriazolen und Triazinen.
22. Polyesterfolie gemäß Anspruch 21 enthaltend 0,01 bis 5,0 Gew.-% 2-(4,6- Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxy-phenol oder 0,01 bis 5,0 Gew.-% 2,2'- Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1 ,1 ,2,2-tetramethylpropyl)-phenol als
UV-Stabilisator.
23. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, wobei das Weißpigment in der Basisschicht B enthalten ist.
24. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, wobei das Weißpigment ausgewählt ist aus einem oder mehreren der Weißpigmente Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Kaolin und Siliciumdioxid.
25. Polyesterfoiie nach Anspruch 24, wobei das Weißpigment Bariumsulfat ist.
26. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, wobei die Folie 12 bis 40 Gew.-% Weißpigment, bezogen auf das Gewicht der Schicht in welcher das Weißpigment eingearbeitet ist.
27. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, wobei das Weißpigment Bariumsulfat eine mittlere Korngröße von 0,3 bis 0,8 μm besitzt.
28. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Folie noch jeweils eine Zwischenschicht zwischen der Basisschicht B und den Deckschichten A und C aufweist.
29. Verfahren zur Herstellung einer Polyesterfolie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere bzw. die Polymermischung der einzelnen Schichten in einem Extruder komprimiert und verflüssigt werden, die Schmelzen dann gleichzeitig durch eine Flachdüse (Breitschlitzdüse) gepresst werden, die ausgepresste mehrschichtige Folie auf einer oder mehreren Abzugswalzen abgezogen wird, die so erhaltene Vorfolie anschließend biaxial verstreckt und thermofixiert wird und gegebenenfalls an der zur Behandlung vorgesehenen Oberflächensicht corona- oder flammbehandelt wird.
30. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des Weißpigments über die Masterbatch-Technologie durchgeführt wird.
31. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des UV-Stabilisators über die Masterbatch-Technologie durchgeführt wird.
32. Verwendung einer Folie gemäß den Ansprüchen 1 bis 28 als Innenraumverkleidung, für Messebau und Messeartikel, als Display, für Schilder, für Schutzverglasungen von Maschinen und Fahrzeugen, im Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als Kaschiermedium, für Gewächshäuser, Überdachungen, Außenverkleidungen, Abdeckungen von Materialien, im Bausektor, als Lichtwerbeprofil,
Schattenmatten oder in Elektroanwendungen.
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