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Dokumentenidentifikation EP1319491 06.04.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001319491
Titel Verfahren zur Herstellung eines transparenten Flachfilms aus aliphatischem thermoplastischem Polyurethan
Anmelder Bayer MaterialScience AG, 51373 Leverkusen, DE
Erfinder Winkler, Jürgen, 40764 Langenfeld, DE;
Nickel, Jörg, 41539 Dormagen, DE;
Meyer, Klaus, 41539 Dormagen, DE;
Peerlings, Dr., Henricus, 42699 Solingen, DE
DE-Aktenzeichen 50205642
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 02.12.2002
EP-Aktenzeichen 020268611
EP-Offenlegungsdatum 18.06.2003
EP date of grant 18.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.04.2006
IPC-Hauptklasse B29C 47/88(2006.01)A, F, I, 20060131, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B29C 63/00(2006.01)A, L, I, 20060131, B, H, EP   B29C 33/68(2006.01)A, L, I, 20060131, B, H, EP   B29D 7/00(2006.01)A, L, I, 20060131, B, H, EP   
IPC additional class B29K 75/00  (2006.01)  A,  L,  N,  20060131,  B,  H,  EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines transparenten Flachfilms aus thermoplastischem Polyurethan (TPU), welcher durch zweiseitige Kaschierung mit Folien aus einem höherschmelzenden Material und anschließender Entfernung dieser Folien erhalten wird, sowie seine Verwendung.

Thermoplastische Polyurethane (TPU) sind wegen ihrer guten Elastomereigenschaften und thermoplastischer Verarbeitbarkeit von großer technischer Bedeutung. Eine Übersicht über die Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen von TPU wird z.B. in G. Becker, D. Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 7, "Polyurethane", München, Wien, Carl Hanser Verlag, 1983 oder in M. Szycher, Handbook of Polyurethanes, CRC Press LLC, Boca Raton, Fl. USA, 1999 gegeben.

Die Verarbeitung von Kunststoffen zu Flachfilmen ist ein Prozess, der schon seit langem bekannt ist und der z.B. im Handbuch der Kunststoffextrusionstechnik, Hensen, Knappe und Potente, Teil II, Extrusionsanlagen, Hanser Verlag, München, Wien, 1986, beschrieben wird.

Zur Herstellung von transparenten TPU-Flachfilmen wird normalerweise das Material in der Schmelze über einen Extruder verarbeitet, wobei anschließend ein oder mehrere Male verpresst wird. Nachteile bei diesem Verfahren sind die hohen Handhabungskosten, die Gefahr der Verschmutzung durch Staub, Fehler beim Verpressen, Belagsbildung und Kleben auf den Glättwalzen.

Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Polyurethanen zu Flachfilmen werden häufig Gelteilchen wahrgenommen, welche für die optische Qualität des Produktes störend sind. Dies ist besonders störend, wenn es sich um transparente Typen handelt (wie z.B. in EP-A 1 090 940 beschrieben), bei denen neben Transparenz zusätzliche Eigenschaften, wie Lichtstabilität und Flexibilität, gefordert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung fehlerfreier, transparenter TPU-Flachfilme zur Verfügung zu stellen, bei dem auf arbeitsintensive Verpressungen verzichtet werden kann und bei dem die Problematik der Verschmutzung, Fehler beim Verpressen, Belagsbildung und Kleben an Glättwalzen nicht auftritt.

Die Aufgabe konnte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst werden, bei dem in einem Schritt (ohne zusätzliches Verpressen der Flachfilme) transparente, glatte, fehlerfreie TPU-Flachfilme hergestellt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines transparenten Flachfilms aus thermoplastischem Polyurethan (TPU-Flachfilm), welches dadurch gekennzeichnet ist, dass

  • a) ein geschmolzenes thermoplastisches Polyurethan (TPU) mit einer Temperatur von 150 bis 220°C zwischen zwei Folien eines höherschmelzenden thermoplastischen Kunststoffes mit einer Temperatur von 0 bis 80°C eingeführt wird,
  • b) das Produkt aus a) zwischen zwei gegenläufigen Rollen mit einer Temperatur von 10°C bis 70°C durchgeführt wird,
  • c) anschließend abgekühlt wird,
  • d) gegebenenfalls geschnitten wird und
  • e) die Folien aus dem höherschmelzenden Kunststoff mechanisch entfernt werden.

Als höherschmelzendes Material wird aufgrund seiner guten Formbeständigkeit bei geringer Wanddicke, seinem hohen Schmelzpunkt und seiner optischen Klarheit (gegebenenfalls erforderlich für eine Fehler-Bewertung am Flachfilm), bevorzugt Polycarbonat eingesetzt. Neben Polycarbonat können auch andere Polymere, wie z.B. Polyamid, Polyester, Polyolefine, deren Gemische und Polycarbonat-Blends eingesetzt werden. Eine Übersicht über die Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen von Polycarbonaten wird z.B. im Kunststoff-Handbuch (G. Becker, D. Braun, Band 3/1 "Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester", München, Wien, Carl Hanser Verlag, 1992 oder in "Handbook of Polycarbonate Science and Technology" (D. Legrand, J. Bendler), New York, Basel, Marcel Dekker, 2000 gegeben.

Bevorzugt werden Folien aus dem höherschmelzenden Kunststoff mit einer Dicke von 0,1 bis 5 mm, besonders bevorzugt von 0,3 bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 bis 2 mm, eingesetzt.

Das geschmolzene TPU ist vorzugsweise ein aliphatisches, transparentes TPU, wie beispielsweise in EP-A 1 090 940 beschrieben.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte TPU-Flachfilm weist bevorzugt eine Dicke von 0,1 bis 5 mm, besonders bevorzugt von 0,3 bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 bis 2,5 mm auf.

Das thermoplastische Polyurethan (TPU) wird vorzugsweise mittels eines Extruders vor der Einführung zwischen die Folien des höherschmelzenden Kunststoffes aufgeschmolzen.

Die Folien aus dem höherschmelzenden Kunststoff werden vorzugsweise nach ihrer Entfernung vom TPU-Flachfilm im Verfahren im Schritt a) erneut eingesetzt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten TPU-Flachfilm werden insbesondere für optische Anwendungen eingesetzt.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.

Beispiele Beispiel 1 (Vergleich)

In einem Extruder wurde aus einem TPU-Granulat (Texin® DP7-3007; Bayer Corp.) eine homogene Schmelze erzeugt (Massetemperatur von etwa 160°C). Diese TPU-Schmelze wurde über eine Breitschlitzdüse in eine Glättwerk/Chill-Rolle eingetragen. Im Glättwerk wurde aus der Schmelze bei Walzentemperaturen von 20°C der Flachfilm geformt, kalibriert und geglättet. Der Flachfilm wurde nach dem Erkalten geschnitten. Anschließend wurden die geschnittenen Flachfilme zuerst mit mattierten Blechen (Rauhtiefe 1,5 - 2 µm) und danach mit hochglanzpolierten Blechen in Etagenpressen bei Temperaturen von etwa 140°C verpresst. Dabei wurde ein transparenter, lichtstabiler TPU-Flachfilm mit einer Dicke von 2 mm erzeugt.

Beispiel 2 (erfindungsgemäß)

In einem Extruder wurde aus einem TPU-Granulat (Texin® DP7-3007; Bayer Corp.) eine homogene Schmelze erzeugt (Massetemperatur von etwa 160°C). Diese TPU-Schmelze wurde über eine Breitschlitzdüse in eine Glättwerk/Chill-Rolle eingetragen. Gleichzeitig liefen zwei PC-Folien mit Raumtemperatur in den Walzenspalt, so dass die TPU-Schmelze zwischen die PC-Folien eingetragen wurde. Im Glättwerk wurde die Schmelze zwischen den PC-Folien bei Walzentemperaturen von etwa 20°C geformt, kalibriert und geglättet. Der Folienverbund wurde nach dem Erkalten geschnitten bzw. zu Rollen aufgewickelt. Die beiden PC-Folien verblieben als Schutz bis zur Endanwendung auf dem TPU-Flachfilm und wurden dann einfach und rückstandsfrei von dem TPU-Flachfilm abgezogen. Sie können wieder verwendet werden. Dabei wurde ein transparenter, lichtstabiler TPU-Flachfilm mit einer Dicke von 2 mm erzeugt.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung eines transparenten Flachfilms aus thermoplastischem Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, dass
    • a) ein geschmolzenes thermoplastisches Polyurethan mit einer Temperatur von 150 bis 220°C zwischen zwei Folien eines höherschmelzenden thermoplastischen Kunststoffes mit einer Temperatur von 0 bis 80°C eingeführt wird,
    • b) das Produkt aus a) zwischen zwei gegenläufige Rollen mit einer Temperatur zwischen 10°C und 70°C durchgeführt wird,
    • c) das Produkt aus b) abgekühlt wird,
    • d) das Produkt aus c) gegebenenfalls geschnitten wird und
    • e) die Folien aus dem höherschmelzenden thermoplastischen Kunststoff mechanisch entfernt werden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem thermoplastischen Polyurethan um ein aliphatisches thermoplastisches Polyurethan handelt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachfilm aus thermoplastischem Polyurethan eine Dicke von 0,1 bis 5, bevorzugt 0,3 bis 3, besonders bevorzugt 0,5 bis 2,5 mm aufweist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem höherschmelzenden Kunststoff um Polycarbonat handelt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien aus dem höherschmelzenden Kunststoff eine Dicke von 0,1 bis 5 mm, bevorzugt 0,3 bis 3 mm, besonders bevorzugt 0,5 bis 2 mm aufweisen.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien aus dem höherschmelzenden Kunststoff nach ihrer Entfernung gemäß Schritt e) im Verfahren im Schritt a) wieder eingesetzt werden.
  7. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten Flachfilms für optische Anwendungen.






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