Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer
mehrschichtigen thermoplastischen Folie mit hoher Abbildungsschärfe und Hochglanzfinish.
Diese thermoplastischen Hochglanzfolien sind als computergraphische Folien verwendbar.
Hintergrund der Erfindung
Es ist oft wünschenswert Polymerfolien in Computergraphikanwendungen
mit Hochglanzfinish zu verwenden. Solche Polymerfolien werden gegenwärtig durch
eine Vielzahl an verschiedenen Herstellungsverfahren hergestellt.
Polymerfolien, die typischerweise bei Graphikanwendungen verwendet
werden, werden kalandriert. Der Kalandervorgang verdichtet die Folie zwischen einer
Reihe von Stahlwalzen. Wenn sich die Kalandrierung erhöht, wird die Folie glatter
und glänzender. Polymerfolien, die für Graphikanwendungen nützlich
sind, können ebenso dispersionsgegossene Polyvinylchlorideinschichtfolien (PVC-Einschichtfolien)
sein. Während die Verwendung dieser PVC-Folien auf dem Markt auf Erfolg stieß,
wurde ebenso festgestellt, daß sie nicht völlig akzeptiert werden. Weder
die Folien noch die Verfahren zur Herstellung solcher Folien sind umweltfreundlich.
Viele der PVC-Folien setzen Weichmacher ein, die in das Haftmittel migrieren und
die Funktionalität des Haftmittelverbundstoffes vermindern. Es wird angenommen,
daß die Migration des Weichmachers ebenso mit einem schlechten fleckigen Folienaussehen
in Verbindung steht, was manchmal als gesprenkelt bezeichnet wird. Dieses Problem
ist insbesondere in Warmwettergegenden störend. Ferner sind viele der Verfahren
zur Herstellung der PVC-Folien kostspielig.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Hochglanzpolymerfolien ist
das Dispersionsgießen der Polymerfolie auf eine Polyestergießschicht oder
auf mit Polyester beschichtetes Papier. Die hergestellten Folien besitzen relativ
hohe Abbildungsschärfe und Glanz, wobei jedoch die Kosten der Polyestergießschicht
eine unerwünschte Ausgabe darstellen.
Hochglanzpolymerfolien können durch Extrusionsgießen des
Polymerfolienmaterials auf eine polierte Gießwalze und Befestigen der Folie,
wie sie die Extruderdüse verläßt, an der Gießwalze mit einem
Luftmesser, siehe z. B. EP 0484797 A2,
hergestellt werden. Mit diesem Verfahren sind verschiedene Probleme verbunden, einschließlich
des inkonsistenten Aussehens der Polymerfolie. Das Luftmesser verursacht Riffel
oder Wellen in der Polymerfolie und die Folie kann in einigen Bereichen sehr glänzend
und in anderen weniger glänzend aussehen. Ebenso ist, während der gemessene
Glanz in Maschinenrichtung hoch ist, der gemessene Glanz in Querrichtung wesentlich
niedriger. Ferner können Gele, die nicht geschmolzene Polymerteilchen, die
sich in dem Extrusionsverfahren gebildet haben, oder Vernetzungsteilchen, die in
einem Harz vorliegen, sind, aus der Polymerfolienoberfläche herausragen. Diese
herausragenden Gele verursachen in den anschließenden Druckverfahren aufgrund
der unebenen Folienoberfläche Schwierigkeiten. Die vorliegende Erfindung, die
sich auf ein neuartiges Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Hochglanzfolien
bezieht, überwindet diese Probleme.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer thermoplastischen Hochglanzmehrschichtfolie nach Anspruch 1.
In einem Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine mehrschichtige
thermoplastische Folie nach Anspruch 9. Die abhängigen Ansprüche sind
Gegenstand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den anhängenden Zeichnungen geben gleiche Bezugszeichen gleiche
Teile oder Merkmale an.
1 ist eine schematische Darstellung der Seitenansicht
einer mehrschichtigen thermoplastischen Folie, die eine besondere Form der vorliegenden
Erfindung verkörpert, wobei die Folie eine thermoplastische Kernschicht mit
einer ersten Seite und einer zweiten Seite, eine abriebbeständige erste thermoplastische
Hautschicht, die über der ersten Seite der Kernschicht liegt, und eine zweite
thermoplastische Hautschicht, die über der zweiten Seite der
Kernschicht liegt, umfaßt.
2 ist eine schematische Darstellung der Seitenansicht
einer mehrschichtigen thermoplastischen Folie, die eine besondere Form der vorliegenden
Erfindung verkörpert, wobei die Folie eine thermoplastische Kernschicht mit
einer ersten Seite und einer zweiten Seite, eine abriebbeständige erste thermoplastische
Hautschicht, die über der ersten Seite der Kernschicht liegt, eine Zwischenschicht,
die über der zweiten Seite der Kernschicht liegt, und eine zweite thermoplastische
Hautschicht, die über der Zwischenschicht liegt, umfaßt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Extrusionsverfahren
zur Herstellung der in 1 dargestellten mehrschichtigen
thermoplastischen Hochglanzfolie darstellt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Extrusionsverfahren
zur Herstellung einer mehrschichtigen thermoplastischen Hochglanzfolie darstellt,
wobei das Verfahren einen zusätzlichen Wärme- und Walzenschritt umfaßt,
der ebenso als Nachprägen bekannt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die mehrschichtige thermoplastische Folie 12 (1)
wird unter Verwendung eines Polymercoextrusionsverfahrens hergestellt. Das Coextrudat
von Polymerfolienmaterialien wird durch gleichzeitige Extrusion aus zwei oder mehr
Extrudern und eine geeignete bekannte Art der Coextruderdüse gebildet, wobei
die Kernschicht 16 und die Hautschichten 18 und 20 aneinander
in einem dauerhaften Bindungszustand haften, wodurch ein einheitliches Coextrudat
bereitgestellt wird.
Unter Bezug auf 3 wird ein Extrusionsverfahren
zur Herstellung der mehrschichtigen Folie 12 offenbart. Die in diesem Verfahren
verwendete Vorrichtung umfaßt die Extruder 100, 102 und
104, den Adapterblock 106, die Extruderdüse 108,
die Befestigungswalze 110, die polierte Gießwalze 112, die
Kühlwalze 114, die Quetschwalzen 116 und die Aufnahmetrommel
118. Das Polymermaterial zur Bildung der Hautschicht 18 wird aus
dem Extruder 100 extrudiert und dann zu dem Adapterblock 106 und
der Extruderdüse 108 befördert. Das Polymermaterial zur Bildung
der Kernschicht 16 wird aus dem Extruder 102 extrudiert und dann
zu dem Adapterblock 106 und der Extruderdüse 108 befördert.
Das Polymermaterial zur Bildung der Hautschicht 20 wird aus dem Extruder
104 extrudiert und dann zu dem Adapterblock 106 und der Extruderdüse
108 befördert. In der Extruderdüse 108 werden die Polymermaterialien
vereinigt, wodurch eine geschmolzene mehrschichtige Folie 12 gebildet wird.
Die geschmolzene mehrschichtige Folie 12 wird aus der Extruderdüse
108 zu dem Walzenspalt 120, der zwischen der Gießwalze
112 und der Befestigungswalze 110 gebildet wird, über die
Gießwalze 112 unter der Kühlwalze 114 entlang durch
die Spannwalzen 116 zu der Aufnahmetrommel 118 befördert,
wo er zur Bereitstellung einer mehrschichtigen Folie 12 in Rollenform aufgewickelt
wird. Die Reiterwalze 111 dient zur Kühlung der Oberfläche der
Befestigungswalze 110.
Die Gießwalze besteht bevorzugt aus poliertem Stahl und weist
Hochglanz mit einer Oberflächenrauheit von nicht mehr als Ra = 0,635
mm (0,025 microinches) auf. Bevorzugt weist die Gießwalze eine Oberflächenrauheit
von nicht mehr als Ra = 0,317 mm (0,0125 microinches) auf. Ra
ist das arithmetische Mittel der Höhe der Mikropeaks zu der Mittellinie einer
besonders veredelten Oberfläche, wie durch ein Profilometer gemessen. Ein niedrigerer
Ra-Wert bedeutet, daß die Oberfläche der Gießwalze glatter
ist und die resultierende thermoplastische Folie eine äußere Hautoberfläche
aufweisen wird, die ebenfalls glatter ist. Aufgrund der hohen Temperatur des geschmolzenen
Extrudats wird die Gießwalze von innen gekühlt. Die Temperatur der polierten
Gießwalze muß unter dem kristallinen Gefrierpunkt der thermoplastischen
Polymere liegen, mit denen sie in Kontakt kommt. In einer Ausführungsform wird
die polierte Gießwalze auf eine Temperatur abgekühlt, die unter dem kristallinen
Gefrierpunkt des thermoplastischen Polymers der Hautschicht 18 von
1 liegt.
Die Befestigungswalze kann aus einem Silikonkautschukmaterial, den
synthetischen Kautschukmaterialien HYPALON® oder NEOPRENE®
oder anderen gleichartigen Materialien hergestellt werden. Die Befestigungswalze
muß aus einem Material mit hoher Temperaturbeständigkeit sein. Die Härte
des Materials der Befestigungswalze liegt typischerweise in dem Bereich von 60–90
auf der Shore D-Skala, wie durch Durometerhärte, ASTM Standard D-2240-97, gemessen.
Bevorzugt liegt die Härte der Befestigungswalze in dem Bereich von 65–70
auf der Shore D-Skala. Die Oberflächenrauheit der Befestigungswalze liegt in
dem Bereich von Ra = 254 bis 1178 nm (10 bis 70 microinches). In einer
Ausführungsform liegt die Oberflächenrauheit der Befestigungswalze in
dem Bereich von Ra = 508 bis 762 nm (20 bis 30 microinches). Die Befestigungswalze
muß aus einem Material mit hoher Temperaturbeständigkeit sein. Die Befestigungswalze
wird ebenfalls von innen gekühlt und kann so angeordnet sein, daß sie
sich ständig in Kontakt mit einer Kühlwalze 111 (3)
befindet.
Der Druck im Walzenspaltbereich, der sich zwischen der Gießwalze
und der Befestigungswalze bildet, variiert in Abhängigkeit des Polymerextrudates
und der zu bildenden Folie. Im allgemeinen liegt der Druck in dem Bereich von 5,25
bis 17,51 kN/m (30 bis 100 pounds per linear inch). Der Druck sollte ausreichend
sein, um das Extrudat an der Gießwalze zu befestigen und jegliche Gele, die
sich in dem Extrusionsverfahren gebildet haben können, in das Innere der Folie
zu drücken. Indem die Menge an Gel, die auf der Folienoberfläche vorliegt,
minimiert wird, wird Schädigung aufgrund von Beulen oder Dellen minimiert.
Ferner ist diese glattere Oberfläche in anschließenden Druckverfahren
besonders vorteilhaft.
Während die äußere Oberfläche der ersten Haut,
die mit der polierten Gießwalze in Kontakt ist, ein glattes und glänzendes
Finish hat, weist die äußere Oberfläche der zweiten Haut, die in
Kontakt mit der Befestigungswalze ist, bevorzugt ein mattes Finish auf. Das matte
Finish ermöglicht die Bildung von Hohlräumen zwischen aufeinanderfolgenden
Schichten einer Folie, wenn sie auf die Aufnahmetrommel aufgewickelt wird. Diese
Hohlräume verhindern, daß die Schichten aneinander haften und ein festes
nicht verwendbares Stück bilden. Die matte Oberfläche ermöglicht
ebenso das Entweichen von Luft, beim Aufrollen der Folie, so daß keine verformenden
Luftblasen gebildet werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die mehrschichtige
Folie 12 einfach herzustellen ist. Die Gegenwart der klaren Hautschichten
18 und 20 ermöglicht das einfache Reinigen und den Farbwechsel
während der Extrusion. Diese mehrschichtigen Folien weisen ein attraktives
Hochglanzfinish auf, lassen sich gut schneiden und verschweißen. Sie können
ausgezeichnete Abnutzungs- und Abriebbeständigkeitseigenschaften aufweisen.
Sie können ebenso ausgezeichnete Witterungsbeständigkeitseigenschaften
aufweisen.
Die äußere Oberfläche der ersten Hautschicht weist
eine Abbildungsschärfe (DOI), wie durch ein Analytical Measurement Technology's
Modell ATI 1864-Glanzmessgerät gemessen, von mindestens 60 in der Maschinenrichtung
und mindestens 45 in der Querrichtung auf. In einer Ausführungsform beträgt
die DOI in der Maschinenrichtung mindestens 65 und die DOI in der Querrichtung mindestens
55. Der Glanz der äußeren Oberfläche der ersten Hautschicht kann
durch ein Hunterlab's ProGloss Modell PRO-3-Glanzmessgerät bei 20° und
60° sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung gemessen werden.
In einer Ausführungsform beträgt der 60°-Glanz sowohl in der Maschinenrichtung
als auch in der Querrichtung mindestens 70, und in einer anderen Ausführungsform
mindestens 85. In einer Ausführungsform beträgt der 20°-Glanz sowohl
in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung mindestens 40. In einer anderen
Ausführungsform beträgt der 20°-Glanz sowohl in der Maschinenrichtung
als auch in der Querrichtung mindestens 50 und in noch einer anderen Ausführungsform
beträgt der 20°-Glanz sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der
Querrichtung mindestens 65. Hunterlabs, der Hersteller des ProGloss PRO-3-Glanzmessgeräts,
empfiehlt, sich auf die 20°-Glanzmessungen für Proben, bei denen der 60°-Glanz
größer als 70 ist, zu verlassen.
Das Verhältnis der DOI in der Maschinenrichtung zu der DOI in
der Querrichtung liefert einen Qualitätshinweis des resultierenden Hochglanzfinish.
Je näher das Verhältnis bei 1,0:1 liegt, desto besser ist das Aussehen
der Folie. Hochglanzfolien, die durch Dispersionsgießen einer Folie auf mit
Polyester beschichtetes Papier hergestellt werden, weisen im allgemeinen ein DOI-Verhältnis
von Maschinenrichtung zu Querrichtung von etwa 1,1:1 auf. Hochglanzfolien, die durch
Extrudieren einer Polymerfolie und anschließendes Luftmesserbefestigen des
Extrudats an einer Gießwalze hergestellt werden, weisen im allgemeinen ein
DOI-Verhältnis von Maschinenrichtung zu Querrichtung von etwa 1,5:1 auf. Das
DOI-Verhältnis von Maschinenrichtung zu Querrichtung für die Hochglanzfolien
der vorliegenden Erfindung liegt innerhalb des Bereiches von etwa 1,3:1 bis 1,0:1.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die
thermoplastische Hochglanzfolie geprägt, so daß die Folie glänzende
nicht geprägte Bereiche und geprägte Bereich aufweist. Die geprägten
Bereiche können auf der glänzenden Seite der extrudierten Folie ein vorbestimmtes
Muster bilden. Beispiele für Prägeverfahren sind in US-Patent 5,693,405
und US-Patent 4,234,300 beschrieben. Wein 4 dargestellt,
umfaßt die Vorrichtung, die in dem Verfahren zur Herstellung einer geprägten
mehrschichtigen Folie 12 verwendet wird, die Extruder 200,
202 und 204, den Adapterblock 206, die Extruderdüse
208, die Befestigungswalze 210, die polierte Gießwalze
212, die Kühlwalze 214, die Quetschwalzen 216 und
die Aufnahmetrommel 228. Das Polymermaterial zur Bildung der Hautschicht
18 wird aus dem Extruder 200 extrudiert und dann zu dem Adapterblock
206 und der Extruderdüse 208 befördert. Das Polymermaterial
zur Bildung der Kernschicht 16 wird aus dem Extruder 202 extrudiert
und dann zu dem Adapterblock 206 und der Extruderdüse 208
befördert. Das Polymermaterial zur Bildung der Hautschicht 20 wird
aus dem Extruder 204 extrudiert und dann zu dem Adapterblock
206 und der Extruderdüse 208 befördert. In der Extruderdüse
208 werden die Polymermaterialien vereinigt, wodurch die geschmolzene mehrschichtige
Folie 12 gebildet wird. Die geschmolzene mehrschichtige Folie
12 wird von der Extruderdüse 208 zu dem Walzenspalt
220, der sich zwischen der Gießwalze 212 und der Befestigungswalze 210 bildet, über die Gießwalze
212 unter der Kühlwalze 214 entlang durch die Spannwalzen
216, durch den Heizstrahler 218 und zwischen der Prägewalze
224 und der zweiten Befestigungswalze 222 zu der Aufnahmetrommel
228 befördert, wo sie zur Bereitstellung der mehrschichtigen Folie
12 in Rollenform aufgewickelt wird. Die Reiterwalze 211 dient
zum Kühlen der Oberfläche der Befestigungswalze 210 und die Reiterwalze
226 dient zum Kühlen der Oberfläche der zweiten Befestigungswalze
222. Die Prägewalze 224 umfaßt bevorzugt ein elastomeres
oder kautschukartiges Material mit einer äußeren Oberfläche, die
eine geprägte oder dreidimensionale Textur definiert. Die äußere
Oberfläche der Prägewalze definiert ebenso eine Vielzahl an Öffnungen
oder Unterbrechungen, die in einem vorbestimmten Muster auf der äußeren
Oberfläche angeordnet sind. Das vorbestimmte Muster, das durch die Unterbrechungen
oder Öffnungen gebildet wird, kann geschriebene Wort, künstlerische Arbeiten,
eine Marke oder eine andere Markenidentifizierung umfassen. Die Hautschicht
18 wird mit dem vorbestimmten Muster während des Führens durch
den Walzenspaltbereich, der sich zwischen der Prägewalze und der zweiten Befestigungswalze
bildet, bereitgestellt.
In einer anderen Ausführungsform wird die thermoplastische Hochglanzfolie
weiter verarbeitet, um den Glanz und/oder die DOI der Hautschicht 18 zu
erhöhen. Diese Ausführungsform ist dem in 4
dargestellten Prägeverfahren ähnlich, außer daß die Prägewalze
224 durch eine zweite, stark polierte Walze ersetzt wird. In dieser Ausführungsform
verläßt die thermoplastische Folie die Spannwalzen 216 und wird
dann durch den Heizstrahler 218 und zwischen der zweiten Befestigungswalze
222 und einer zweiten stark polierten Walze zu der Aufnahmetrommel
228 geführt, wo sie zur Bereitstellung einer mehrschichtigen Folie
12 in Rollenform aufgewickelt wird. Die zweite, stark polierte Walze kann
aus denselben Materialien bestehen, wie die Gießwalze 212. Beim erneuten
Erhitzen der Folie wurden die Spannungen, die sich in dem Gießextrusionsverfahren
in der Folie aufgebaut hatten, abgebaut. Ferner können jegliche Oberflächendefekte,
die mit dem Entgasen eines abgebauten Antioxidationsmittels oder mit eingeschlossener
Feuchtigkeit verbunden sind, beseitigt werden. Löcher in der Folienoberfläche,
die durch den Einschluß von Verdampfungsfeuchtigkeit aus dem geschmolzen Extrudat
und der Gießwalze verursacht werden, können ausgeglichen werden, indem
die erweichte Folie erneut erhitzt und zwischen der zweiten stark polierten Walze
und der zweiten Befestigungswalze gewalzt wird. Eine Folie mit einem noch höheren
Glanz und höherem DOI-Finish kann in dieser Ausführungsform erhalten werden.
Die zweite stark polierte Walze weist eine Oberflächenrauheit von nicht mehr
als Ra = 0,635 nm (0,025 microinches) auf. Bevorzugt weist die stark
polierte Walze eine Oberflächenrauheit von nicht mehr als Ra = 0,317
nm (0,0125 microinches) auf.
Wie oben beschrieben, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Computergraphikfolien
und thermoplastische Mehrschichtfolien. Die Folien werden so charakterisiert, daß
sie eine Kernschicht aufweisen, die aus mindestens einem Polyolefin besteht. In
einer anderen Ausführungsform umfaßt der Kern ferner einen oder mehrere
eines Lichtstabilisators, ein Pigment, ein oder mehrere andere thermoplastische
Polymere oder Verarbeitungshilfsmittel, deren Details nachfolgend besprochen werden.
Die Folien der vorliegenden Erfindung umfassen ebenso mindestens eine Hautschicht
auf dem Kern. Die Hautschichten können direkt mit dem Kern in Kontakt sein
oder können an den Kern durch Verbund- oder Zwischenschichten angelagert sein.
Mindestens eine Hautschicht ist abriebbeständig. In einem Aspekt ist die abriebbeständige
Schicht die erste Hautschicht und kann klar oder pigmentiert, bevorzugt klar sein.
Diese Schicht kann aus Gemischen von Polymeren hergestellt werden und ein(en) oder
mehrere von Lichtstabilisatoren, Pigmenten oder Behandlungschemikalien umfassen,
deren Details hierin beschrieben sind. Die zweite Haut kann klar oder pigmentiert
sein. Die zweite Haut kann aus einem Gemisch von Polymeren hergestellt werden und
kann ebenso ein(en) oder mehrere von Lichtstabilisatoren, Behandlungschemikalien
oder Pigmenten, die hierin beschrieben sind, umfassen. Die Mehrschichtfolie kann
orientiert oder nicht orientier, bevorzugt nicht orientiert, sein. Die Haut und
der Kern können unabhängig orientiert oder nicht orientiert, bevorzugt
nicht orientiert, sein. Die Materialien, die verwendet werden, um die Folien der
vorliegenden Erfindung herzustellen, werden in einer Ausführungsform so ausgewählt,
daß sie die physikalischen Eigenschaften bereitstellen, die für eine Signierung
notwenig sind. Mit anderen Worten müssen die Materialien wirksame physikalische
Eigenschaften bereitstellen, um die notwendige Festigkeit bereitzustellen, damit
sie dem Schneideverfahren standhalten und witterungsbeständig für Markierungsanwendungen
sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen
mehrschichtigen Folien durch eine Kombination der Merkmale gekennzeichnet. Diese
umfassen die Zusammensetzung der Kernschicht, die durch die Kombination eines Polyolefins
mit einer Dichte in dem Bereich von etwa 0,89 bis etwa 0,97 g/cm3 gekennzeichnet
ist, und in einer am stärksten bevorzugten Ausführungsform ein zweites
thermoplastisches Polymermaterial, ausgewählt aus Ethylen-ungesättigter
Carbonsäure oder -anhydrid, wie Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere
und Ionomere, abgeleitet von Natrium, Lithium oder Zink, und Ethylen/ungesättigte
Säure oder -anhydrid, wie ein Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, und Kombinationen
davon, wobei die Konzentration des zweiten thermoplastischen Polymermaterials etwa
1 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%, bevorzugt etwa 2 Gew.-% bis etwa 10
Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Kernschicht, beträgt. Diese Kombination
aus Polyolefin und einem zweiten Polymermaterial verbessert signifikant das Aussehen
der Folie. Diese Kombination ist besonders vorteilhaft, wenn dunkle Farben (z. B.
dunkelblau, schwarz usw.) erwünscht sind. Beispielsweise wird in einer Ausführungsform
eine Folie mit einem schwarzgrauen Aussehen hergestellt, wenn nur das Polyolefin
verwendet wird, aber wenn das Polyolefin mit dem zweiten Polymermaterial vereinigt
wird, wie zuvor angegeben, wird eine tiefschwarze Farbe erreicht. Es ist erkennbar,
daß das Polymergemisch in einigen Anwendungen nützlich ist, wo Farbe für
den Endverbraucher wichtig ist. Es gibt einige Anwendungen, wo dies nicht der Fall
ist, und die Zusammensetzung des Kerns kein Copolymergemisch zu sein braucht.
In einer Ausführungsform sind die Kernschicht und jede der Hautschichten
durch relativ hohe Konzentrationen an Lichtstabilisatoren gekennzeichnet. In diesem
Fall weist die Kernschicht eine Lichtstabilisatorkonzentration von etwa 1.000 bis
etwa 10.000 ppm oder von etwa 2.500 bis etwa 8.000 ppm auf, weist die erste Hautschicht
eine Lichtstabilisatorkonzentration von etwa 2.000 bis etwa 20.000 ppm oder von
etwa 5.000 bis etwa 16.000 ppm auf und weist die zweite Hautschicht eine Lichtstabilisatorkonzentration
von etwa 1.000 bis 15.000, von etwa 3.000 bis etwa 12.000 ppm auf. Die Verwendung
solcher hohen Niveaus an Lichtstabilisatoren stellt die erfindungsgemäßen
mehrschichtigen Folien mit Witterungsbeständigkeitseigenschaften bereit, die
vergleichbar mit und in einigen Fällen besser als die der im Stande der Technik
verwenden PVC-Folien sind.
In einer am stärksten bevorzugten Ausführungsform gibt es
mindestens eine Hautschicht und diese Schicht ist klar. Typischer sind im allgemeinen
jedoch zwei Hautschichten. Dies steigert die Wirtschaftlichkeit der Verwendung der
erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie, wenn die Kernschicht pigmentiert
ist, aufgrund der Tatsache, daß die Zeit, die mit dem Farbwechsel während
der Extrusion der mehrschichtigen Folie verbunden ist, signifikant reduziert wird.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß dieser
Vorteil umgesetzt werden kann, da Pigmente in der extrudierten Polymerzusammensetzung
zur Haftung an den inneren Metallteilen der Extruderdüse und anderen Extrusionsvorrichtungen
vor dem Extruder neigen, und die Verwendung der klaren Hautschichten der Erfindung
den Kontakt zwischen der pigmentierten Kernschicht und den inneren Metallteilen
der vorstehenden Extrusionsausstattung verhindert oder einschränkt.
Die erste Hautschicht, und gegebenenfalls die zweite Hautschicht,
der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie ist durch die Verwendung eines
abrieb- und abnutzungsbeständigen Polymers gekennzeichnet. Dieses Merkmal stellt
nicht nur die erfindungsgemäße mehrschichtige Folie mit verbesserten Abrieb-
und Abnutzungsbeständigkeitseigenschaften bereit, sondern stellt ebenso die
Folie mit ausgezeichneten Schnitt- und Verschweißeigenschaften bereit.
Die erfindungsgemäße mehrschichtige Folie ist durch die
Abwesenheit von PVC gekennzeichnet. Die Gesamtzusammensetzung der Kernschicht unterscheidet
sich von der Gesamtzusammensetzung der Hautschichten.
Die Erfinder haben herausgefunden, daß die vorstehende Kombination
von Merkmalen die erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folien mit Eigenschaften
bereitstellt, die sie äquivalent zu oder besser als die nach dem Stand der
Technik verwendeten PVC-Folien macht, und dennoch die Verwendung von Folien gestattet,
die die Probleme vermeiden, die mit der Verwendung solcher PVC-Folien verbunden
sind. Ferner besitzen die mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung nicht
das inkonsistente Aussehen der mehrschichtigen Folien, die an einer Gießwalze
mit einem Luftmesser befestigt werden. Der Glanz auf der Oberfläche der mehrschichtigen
Folien dieser Erfindung ist gleichbleibend und die herausragenden Gele, die typischerweise
in einer mittels Luftmesser befestigten Folie zu sehen sind, sind im allgemeinen
in den mehrschichtigen Folien dieser Erfindung nicht zu sehen.
Nützliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
mehrschichtigen Folie werden in 1 und 2
dargestellt. Unter bezug auf 1 weist die mehrschichtige
Folie 12 eine thermoplastische Kernschicht 16 mit einer ersten
Seite und einer zweiten Seite, eine abrieb- und abnutzungsbeständige klare
erste thermoplastische Hautschicht 18, die über der ersten Seite der
Kernschicht 16 liegt, und eine klare zweite thermoplastische Hautschicht
20, die über der zweiten Seite der Kernschicht 16 liegt,
auf. Die Hautschichten 18 und 20 können ebenso pigmentiert
sein.
Unter bezug auf 2 weist die mehrschichtige
Folie 12A eine thermoplastische Kernschicht 16 mit einer
ersten Seite und einer zweiten Seite, eine Zwischenschicht 17, die über
der zweiten Seite der Kernschicht 16 liegt, eine abrieb- und abnutzungsbeständige
klare erste thermoplastische Hautschicht 18, die über der ersten Seite
der Kernschicht 16 liegt, und eine klare zweite thermoplastische Hautschicht
20, die über der Zwischenschicht 17 liegt, auf. Die Hautschichten
18 und 20 können ebenso pigmentiert sein. Die Zwischenschicht
kann eine Versteifungsschicht sein. Die Versteifungsschicht besteht aus einem thermoplastischen
Polymer, wie den hierin beschriebenen Polyolefinen (z. B. Polyethylen, Polypropylen
oder einem Ethylen-Propylen-Copolymer). Die Zwischenschicht kann ebenso eine Haftschicht
sein. Die Zwischenschicht kann aus aufgearbeiteten Kernpolymeren bestehen, die Pigmente
umfassen. Als eine Alternative kann die Zwischenschicht ebenso eine eigetrübte
Schicht sein. Die eingetrübte Schicht enthält Materialien, die die Trübung
der Mehrschichtfolie erhöhen.
Die Kernschicht 16 besteht aus mindestens einem thermoplastischen
Polymer, das nachstehend besprochen wird. Die Kernschicht kann aus einem einzelnen
thermoplastischen Polymer oder einem Gemisch eines thermoplastischen Polymers mit
entweder einem zweiten thermoplastischen Polymer oder einem Haftmittel bestehen.
Der Kern kann ebenso aus einem thermoplastischen Polymer, einem zweiten thermoplastischen
Polymer und einem Haftmittel bestehen. Natürlich ist es selbstverständlich,
daß der Kern andere Verarbeitungskomponenten und Stabilisierungskomponenten
aufweisen kann, wie nachstehend besprochen wird.
In einer Ausführungsform besteht die Kernschicht 16
aus einer Kombination aus thermoplastischen Polymeren. Diese Kombination besteht
aus: einem Polyolefin mit einer Dichte in dem Bereich von etwa 0,89 bis etwa 0,97
g/cm3, und in einer Ausführungsform etwa 0,915 bis etwa 0,97 g/cm3,
und in einer Ausführungsform etwa 0,926 bis etwa 0,945 g/cm3. In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Kern ein zweites
thermoplastisches Polymermaterial, ausgewählt aus Ethylen-ungesättigter
Carbonsäure oder einem -anhydrid, wie Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren,
oder Ethylen-Methacrylsäure-Copolymeren, Ionomeren, abgeleitet von Natrium,
Lithium oder Zink, und Ethylen-ungesättigter Carbonsäure oder -anhydrid,
wie Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, und Kombinationen von zwei oder mehr
davon. Die Konzentration des zweiten thermoplastischen Polymermaterials ist kritisch
und liegt in dem Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%, basierend auf dem
Gewicht der Kernschicht 16. In einer Ausführungsform beträgt
die Konzentration des zweiten thermoplastischen Polymers etwa 2 Gew.-% bis etwa
22 Gew.-%, und in einer Ausführungsform etwa 3 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, und
in einer Ausführungsform etwa 3 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, basierend auf dem
Gewicht der Kernschicht 16. Das kombinierte Gewicht des Polyolefins und
des zweiten thermoplastischen Polymermaterials beträgt mindestens etwa 60 Gew.-%,
basierend auf dem Gewicht der Kernschicht 16, und in einer Ausführungsform
etwa 60 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-%, und in einer Ausführungsform etwa 70 Gew.-%
bis etwa 95 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Kernschicht 16.
Die Polyolefine, die in dem Kern nützlich sind, umfassen Polyethylen,
Polypropylen oder Polybutylen oder Copolymere von Ethylen, Propylen oder Butylen
mit einem alpha-Olefin. Das alpha-Olefin wird aus den alpha-Olefinen ausgewählt,
enthaltend 3 bis etwa 18 Kohlenstoffatome, und in einer Ausführungsform 2 bis
etwa 12 Kohlenstoffatome, und in einer Ausführungsform 3 bis etwa 8 Kohlenstoffatome,
umfassend Propylen, Ethylen, Buten, Butylen, Hexen, 4-Methylpenten und Octen. Der
Polyolefinkern kann durch ein Gemisch aus Polyolefinen, wie einem Polyethylen, und
einem Ethylen-Propylen-Copolymer erhalten werden. Polyethylene mittlerer Dichte
und die linearen Polyethylene mittlerer Dichte sind verwendbar. Nützliche Polyolefine
umfassen die unter Verwendung eines Ziegler-Natta-Katalysators oder eines Metallocen-Katalysators
hergestellten. Ein Beispiel eines nützlichen Polyolefins ist von Huntsman Products
unter der Markenbezeichnung 1080 erhältlich, die als ein Polyethylen mit einer
Dichte von 0,93 g/cm3 gekennzeichnet ist. Affinity 1030HF, ein Produkt
von Dow Chemical, gekennzeichnet als ein Metallocen-Katalysator-katalysiertes Octen-Ethylen-Copolymer
kann ebenso verwendet werden. Dowlex 2036A, ein Produkt von Dow, gekennzeichnet
als lineares Polyethylen mittlerer Dichte, kann verwendet werden. Quantum 285-003,
ein Produkt von Millenium Petrochemical, gekennzeichnet als ein Polyethylenharz
mit einer Dichte von 0,93 g/cm3, kann verwendet werden.
Wie oben beschrieben, kann die Kernschicht ein zweites thermoplastisches
Material umfassen, ausgewählt aus Ethylen-ungesättigter Carbonsäure
oder -anhydrid-Copolymeren, Ionomeren, abgeleitet von Natrium, Lithium oder Zink,
und Ethylen/ungesättigter Carbonsäure oder -anhydrid-Copolymeren und Kombinationen
von zwei oder mehr davon. Die Ionomerharze, die von DuPont unter dem Markennamen
Surlyn erhältlich sind, können verwendet werden. Diese Harze werden als
von Natrium, Lithium oder Zink stammend und Copolymere von Ethylen und Methacrylsäure
gekennzeichnet. Von dieser Gruppe umfaßt sind: die Natrium-enthaltenden Ionomere,
die unter dem Namen Surlyn und den folgenden Bezeichnungen erhältlich sind:
1601, 1605, 1707, 1802, 1901, AD-8548, 8020, 8140, 8528, 8550, 8660, 8920 und 8940.
Ebenso eingeschlossen sind die Zink-enthaltenden Ionomere, die unter dem Namen Surlyn
und den folgenden Bezeichnungen erhältlich sind: 1650, 1652, 1702, 1705-1,
1855, 1857, AD-8547, 9120, 9650, 9730, 9910, 9950 und 9970. Die Lithium-enthaltenden
Ionomere, die unter dem Namen Surlyn und den folgenden Bezeichnungen erhältlich
sind, sind ebenso nützlich: AD-8546, 7930 und 7940.
Die Ethylen/Methacrylsäure-Copolymere, die nützlich sind,
umfassen die von DuPont unter dem Markennamen Nucrel erhältlichen. Diese umfassen
Nucrel 0407 mit einem Methacrylsäuregehalt von 4 Gew.-% und einem Schmelzpunkt
von 109 °C, und Nucrel 0910 mit einem Methacrylsäuregehalt von 8,7 Gew.-%
und einem Schmelzpunkt von 100 °C.
Die Ethylen/Acrylsäure-Copolymere, die nützlich sind, umfassen
die von Dow Chemical unter dem Markennamen Primacor erhältlichen. Diese umfassen
Primacor 1430 mit einem Acrylsäuremonomergehalt von 9,5 Gew.-% und einem Schmelzpunkt
von 97 °C.
Die Kernschicht 16 kann pigmentiert sein oder sie kann klar
sein. Eine klare Kernschicht ist eine, durch die man hindurchsehen kann. Bevorzugt
ist die Kernschicht pigmentiert. Das Pigment kann ein Metallpigment, ein Schwermetall-basierendes
Pigment, ein Schwermetall-freies Pigment oder ein organisches Pigment sein. Ein
Schwermetall wird hierin als Blei, Cadmium, Chrom oder Antimon definiert. Die Pigmente,
die verwendet werden könne, umfassen Titandioxid mit sowohl Rutil- als auch
Anataskristallstruktur. Das Titandioxid kann beschichtet oder unbeschichtet sein
(z. B. Aluminiumoxid-beschichtetes TiO2).
In einer Ausführungsform wird das Pigment zu dem Kernschichtmaterial
in Form eines Konzentrats, enthaltend das Pigment und einen Harzträger, zugegeben.
Das Konzentrat kann beispielsweise etwa 20 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% Pigment und
etwa 20 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% Harzträger enthalten. Der Harzträger
kann irgendein thermoplastisches Polymer mit einem Schmelzpunkt in dem Bereich von
etwa 100 °C bis etwa 175 °C sein. Beispiele umfassen Polyethylen, Polypropylen,
Polybutylen und dergleichen. In einer Ausführungsform wird ein Titandioxidkonzentrat
verwendet, das aus einem Gemisch aus etwa 30 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% Polypropylen
und etwa 70 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% Titandioxid besteht. Ein Beispiel eines kommerziell
erhältlichen Pigmentkonzentrats, das verwendet werden kann, ist von A. Schulman
Inc. unter dem Markennamen Polybatch White P8555 SD erhältlich, das als ein
weißes Konzentrat mit einer Rutil-Titandioxid-Beschichtungskonzentration von
50 Gew.-% in einem Polypropylenhomopolymerträgerharz gekennzeichnet ist. Ampacet
150380, ein Produkt von Ampacet Corporation, gekennzeichnet als ein rotes Pigmentkonzentrat,
kann verwendet werden. Ampacet 190303, ein Produkt von Ampacet Corporation, gekennzeichnet
als ein schwarzes Pigmentkonzentrat, kann verwendet werden. Ampacet LR-87132 Orange
PE MB, ein Produkt von Ampacet Corporation, gekennzeichnet als ein Bleimolybdat/Bleichromat-Pigmentkonzentrat,
kann verwendet werden. Die Schwermetall-freien Pigmentkonzentrate, die verwendet
werden können, umfassen Ampacet LR-86813 Yellow UV PE MB, Ampacet LR-86810
Red PE MB, Ampacet LR-86816 Orange PE MB und Ampacet LR-86789 Red UV PE MB. Die
Konzentration an Pigment in der Kernschicht kann bis zu etwa 25 Gew.-%, und in einer
Ausführungsform etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% und in einer Ausführungsform
etwa 10 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% betragen.
Wie oben angegeben ist die mehrschichtige Folie 12 oder
12A für Markierungsanwendungen nützlich und ein kritisches Merkmal
dieser Erfindung ist, daß die Hautschicht 18 abrieb- und abnutzungsbeständig
ist. Ebenso ist die Hautschicht 20 in einer Ausführungsform abrieb-
und abnutzungsbeständig. Die Art des Abriebs und der Abnutzung, die von Interesse
ist, sind der Abrieb und die Abnutzung, die auftreten, wenn die Folie auf ein Substrat
aufgetragen wird. In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Folie mit
einem Gummi- oder Kunststoffapplikator aufgetragen, der gegen die Folienoberfläche
gerieben wird, um die Kanten zu glätten oder Luftblasen, die zwischen der Folie
und dem Substrat eingeschlossen sind, zu entfernen. Die Luft wird unter der Folie
hervorgedrückt, indem die Luftblasen zum Rand gedrängt werden. Dies führt
zum Abrieb und/oder zur Abnutzung der Folienoberfläche, wodurch ein unerwünschtes
Aussehen hinterlassen wird. Die Abrieb- und Abnutzungsbeständigkeit kann unter
Verwendung von ASTM D4060-84 gemessen werden. Für den Zweck dieser Erfindung
ist eine Folienoberfläche, die „abrieb- und abnutzungsbeständig"
ist, eine Folienoberfläche mit einer 60°-Glanzreduktion von 20 Punkten
oder weniger, wenn gemäß ASTM D4060-84 unter Verwendung eines Nr. CS-10-Rades
und einer 250-g-Last nach 5 Umdrehungen untersucht. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Hochglanzhautschicht abrieb- und abnutzungsbeständig.
Die Hautschicht 18 kann klar oder pigmentiert, bevorzugt
klar, sein. Der Ausdruck „klar" wird hierin für die Tatsache verwendet,
daß man durch die Hautschicht 18 durchsehen kann. „Klare" Folien
sind die, durch die Graphiken gelesen werden können. Wenn sie pigmentiert ist,
kann die Hautschicht eines oder mehrere der hierin beschriebenen Pigmente enthalten.
Die Hautschicht 18 besteht aus irgendeinem thermoplastischen abrieb- und
abnutzungsbeständigen Polymer, wie zuvor angegeben. In einer Ausführungsform
besteht die Hautschicht aus einem Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer,
einem Ionomer, abgeleitet aus Natrium, Lithium oder Zink, und einem
Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, oder einer Kombination davon. Jedes der Ethylenacryl-
oder Methacrylsäure-Copolymere oder Ionomere, das oben als für die Herstellung
der Kernschicht 16 verwendbar beschrieben wurde, kann verwendet werden.
Diese Copolymere und Ionomere, die verwendbar sind, umfassen die von DuPont unter
dem Markennamen Surlyn erhältlichen Ionomere, die von DuPont unter dem Markennamen
Nucrel erhältlichen Ethylen/Methacrylsäure-Copolymere und die von Dow
Chemical unter dem Markennamen Primacor erhältichen Ethylen/Acrylsäure-Copolymere.
Da Surlyn hygroskopisch ist, wird die thermoplastische Folie, enthaltend Surlyn
in der Hautschicht 18, bevorzugt erneut erwärmt und zwischen der zweiten
Polierwalze und der zweiten Befestigungswalze gewalzt, wie hierin zuvor beschrieben.
Mit diesem nachfolgenden Erwärmungs- und Walzschritt wird der Feuchtigkeitsgehalt
der Hautschicht 18 gesenkt und das Aussehen der Hautschicht 18
verbessert.
Die Konzentration der vorstehenden thermoplastischen Polymere in der
Hautschicht 18 beträgt im allgemeinen mindestens etwa 45 Gew.-% oder
mindestens etwa 60 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Hautschicht
18, und in einer Ausführungsform mindestens etwa 75 Gew.-%, und in
einer Ausführungsform etwa 75 Gew.-% bis etwa 98 Gew.-%, und in einer Ausführungsform
etwa 80 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-%. Die Hautschicht kann ebenso eines oder mehrere
der oben beschrieben Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, oder ein Ethylen-Propylen-Copolymer
enthalten. Typischerweise liegt das Polyolefin in einer geringen Menge vor, wie
einer Menge von etwa 3 % bis etwa 40 %, oder von etwa 5 % bis etwa 25 %.
Die Hautschicht 20 ist klar oder pigmentiert und kann aus
irgendeinem der thermoplastischen Polymere bestehen, die zuvor als zur Herstellung
der Kernschicht 16 oder der Hautschicht 18 verwendbar bezeichnet
wurden. Der Ausdruck „klar" wird hierin für die Tatsache verwendet,
daß man durch die Hautschicht 20 durchsehen kann. Wenn sie pigmentiert
ist, kann die Hautschicht eines oder mehrere der obigen hierin beschriebenen Pigmente
enthalten. In einer Ausführungsform ist die Hautschicht 20 abrieb-
und abnutzungsbeständig. Die Hautschicht 20 kann aus einem thermoplastischen
Copolymer oder Terpolymer, abgeleitet von Ethylen oder Propylen, und einem funktionellen
Monomer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Acrylsäure, Alkylacrylsäure,
und Kombinationen aus zwei oder mehr davon bestehen. Die Alkylgruppen in den Alkylacrylsäuren
enthalten typischerweise 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatome, und in einer Ausführungsform
1 bis etwa 2 Kohlenstoffatome. Die funktionelle Monomerkomponente des Copolymers
oder Terpolymers liegt in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 15 Mol.-%, und in einer
Ausführungsform etwa 1 bis 10 Mol.-% des Copolymer- oder Terpolymermoleküls.
Beispiele umfassen: Ethylen/Methacrylsäure-Copolymere; Ethylen/Acrylsäure-Copolymere;
Ethylen/Methacrylsäure-Copolymere, enthaltend Natrium, Lithium oder Zink (ebenso
als Ionomere bezeichnet); und Gemische von zwei oder mehr davon. Die Zusammensetzung
der Hautschichten 18 und 20 kann die gleiche sein, wie die andere,
oder sie können unterschiedliche sein. Die Konzentration der vorstehenden thermoplastischen
Polymere in der Hautschicht 20 beträgt im allgemeinen mindestens etwa
50 Gew.-%, und in einer Ausführungsform mindestens etwa 60 Gew.-%, und in einer
Ausführungsform etwa 60 Gew.-% bis etwa 97 Gew.-%, und in einer Ausführungsform
etwa 70 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-%. Die Hautschicht kann ebenso ein oder mehrere
der oben beschriebenen Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, oder ein Ethylen-Propylen-Copolymer
umfassen. Typischerweise liegt das Polyolefin in einer geringen Menge, wie einer
Menge von etwa 3 % bis etwa 40 %, oder von etwa 5 % bis etwa 25 %, vor.
In einer anderen Ausführungsform ist die Hautschicht
20 eine Haftmittelhautschicht. Die Haftmittelhautschicht umfaßt Haftpolymere,
wie die unten beschriebenen, und einschließlich Ethylenvinylacetat-Copolymere.
Die Hautschicht 20 kann ebenso ein Gemisch aus einem Haftpolymer und einem
Polyolefin oder einem der oben beschriebenen zweiten thermoplastischen Polymere
sein. In einer Ausführungsform umfaßt die Haftmittelhautschicht ein Gemisch
aus einem Polyolefin und einem Haftpolymer. Das Polyolefin liegt typischerweise
in einer Menge von etwa 50 Gew.-% bis zu etwa 95 Gew.-%, oder von etwa 65 Gew.-%
bis zu etwa 85 Gew.-% vor. Das Haftpolymer liegt in einer Menge von etwa 5 Gew.-%
bis zu etwa 45 Gew.-%, oder von etwa 15 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-%, vor.
Die Kernschicht 16 und die Hautschichten 18 und
20 können relativ hohe Konzentrationen von Lichtstabilisatoren, wie
Ultraviolett-(UV-)Lichtabsorber, und/oder andere Lichtstabilisatoren enthalten.
Diese Additive werden eingeschlossen, um die erfindungsgemäßen Folien
mit verbesserten Witterungsbeständigkeitseigenschaften auszustatten. Die Konzentration
dieser Lichtstabilisatoren in der Kernschicht 16 liegt in dem Bereich von
etwa 1.000 bis etwa 10.000 ppm, basierend auf dem Gewicht der Kernschicht
16, und beträgt in einer Ausführungsform von etwa 2.000 bis etwa
10.000 ppm, und in einer Ausführungsform etwa 3.000 bis etwa 8.000 ppm. Die
Konzentration des Lichtstabilisators in der Hautschicht 18 liegt in dem
Bereich von etwa 2.000 bis etwa 20.000 ppm, basierend auf dem Gewicht der Hautschicht
18, und beträgt in einer Ausführungsform von etwa 5.000 bis etwa
20.000 ppm, und in einer Ausführungsform von etwa 8.000 bis etwa 18.000 ppm.
Die Konzentration des Lichtstabilisators in der zweiten Hautschicht 20
liegt in dem Bereich von etwa 1.000 bis etwa 15.000 ppm, basierend
auf dem Gewicht der Hautschicht 20, und beträgt in einer Ausführungsform
etwa 3.000 bis etwa 15.000 ppm, und in einer Ausführungsform etwa 5.000 bis
etwa 12.000 ppm.
Verwendbare Lichtstabilisatoren umfassen die Lichtstabilisatoren auf
Basis gehinderter Amine. Lichtstabilisatoren auf Basis gehinderter Amine werden
in der Literatur beschrieben, wie in US-Patent 4,721,531, Spalten 4 bis 9. Die Lichtstabilisatoren
auf Basis gehinderter Amine können beispielsweise Derivate von 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinen
oder substituierten Piperazindionen sein. Eine Vielzahl von Lichtstabilisatoren
auf Basis gehinderter Amine, die in der Erfindung nützlich sind, sind kommerziell
erhältlich, wie von Ciba-Geigy Corporation unter der allgemeinen Markenbezeichnung
„Tinuvin" und „Chemissorb", und von Cytec unter der allgemeinen Bezeichnung
„Cyasorb-UV." Beispiele umfassen Tinuvin 783, das als ein Gemisch aus Poly-[[60[(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino]-1,3,5-triazin-2,4-diyl][[2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]-hexamethylen-[(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]]
und einem Dimethylsuccinatpolymer mit 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinethanol
gekennzeichnet ist; Tinuvin 770, das als Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-sebacat
gekennzeichnet ist; Tinuvin 765, das als Bis-(1,2,2,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-sebacat
gekennzeichnet ist; Tinuvin 622, ein Polyester von Bernsteinsäure und N-beta-Hydroxyethyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxy-piperidin
und Chemissorb 944, das Poly-(6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-amino]-s-triazin-2,4-diyl[[2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]-hexamethylen-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]
ist. Ein nützlicher Stabilisator ist unter dem Markennamen Ampacet 10561, ein
Produkt von Ampacet, gekennzeichnet als ein UV-Stabilisatorkonzentrat, enthaltend
20 Gew.-% eines UV-Stabilisators und 80 Gew.-% eines Polyethylenträgerharzes
niedriger Dichte erhältlich; der UV-Stabilisator in diesem Produkt ist Chemissorb
944. Verwendbare Lichtstabilisatoren werden ebenso in Ampacet 150380 und Ampacet
190303 bereitgestellt, von denen beide Pigmentkonzentrate sind, wie oben beschrieben.
Ampacet 150380 weist eine UV-Stabilisatorkonzentration von 7,5 Gew.-% auf. Ampacet
190303 weist eine UV-Stabilisatorkonzentration von 4 Gew.-% auf. Der UV-Stabilisator
in jedem dieser Produkte ist Chemissorb 944. Ampacet LR-89933 ist ein Graukonzentrat
mit einer UV-Stabilisatorkonzentration von 4,5 Gew.-%, wobei der UV-Stabilisator
Tinuvin 783 ist.
Die Hautschichten 18 und 20 können Antiblockier-
und/oder Gleitmittel enthalten. Diese Additive verhindern, daß die Folie in
Rollenform zusammenklebt. Die Antiblockiermittel umfassen natürliches Siliciumdioxid,
Kieselgur, synthetisches Siliciumdioxid, Glaskugeln, Keramikteilchen, usw. Der Antiblockiergehalt
der Hautschicht 18 sollte etwa 1.500 ppm nicht übersteigen. Über
diesem Niveau wird der Glanz der Hautschicht nachteilig beeinflußt. Die Gleitmittel
umfassen primäre Amide, wie Stearamid, Behenamid, Oleamid, Erucamid und dergleichen;
sekundäre Amide, wie Stearylerucamid, Erucylerucamid, Oleylpalmitamid, Stearylstearamid,
Erucylstearamid und dergleichen; Ethylenbisamide, wie N,N-Ethylenbisstearamid, N,N-Ethylenbisolamid
und dergleichen; und Kombinationen von irgendwelchen zwei oder mehr der vorstehenden
Amide. Ein Beispiel eines nützlichen Gleitmittels ist von Ampacet unter der
Markenbezeichnung 10061 erhältlich; dieses Produkt ist als ein Konzentrat,
enthaltend 6 Gew.-% eines Stearamid-Gleitmittels gekennzeichnet. Die Antiblockier-
und Gleitmittel können zusammen in Form eines Harzkonzentrates zugegeben werden.
Ein Beispiel eines solchen Konzentrats ist von DuPont unter dem Markennamen Elvax
CE9619-1 erhältlich. Dieses Harzkonzentrat enthält 20 Gew.-% Siliciumdioxid,
7 Gew.-% eines Amid-Gleitmittels und 73 Gew.-% Elvax 3170 (ein Produkt von DuPont,
gekennzeichnet als ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt
von 18 Gew.-%). Das Antiblockiermittel kann bei einer Konzentration in dem Bereich
von bis zu etwa 1 Gew.-%, und in einer Ausführungsform etwa 0,01 Gew.-% bis
etwa 0,5 Gew.-%, verwendet werden. Das Gleitmittel kann bei einer Konzentration
in dem Bereich von bis zu etwa 1 Gew.-%, und in einer Ausführungsform etwa
0,01 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-%, verwendet werden.
Eine andere Anwendung von Gleitmitteln dient zur Verbesserung der
Abnutzungsbeständigkeit der obersten Hautschichtoberfläche (18).
In Abhängigkeit davon, wie diese Materialien in die Hautschicht 18
eingeführt werden, migrieren diese Materialien zu der Oberfläche, indem
sie in den Körper der Schicht 18 eingeführt werden, oder können
auf die Oberfläche aufgetragen werden. Das Gleitmittel kann in die Hautschicht
18 in Polyethylenkonzentratform oder durch direktes Einspeisen dieser Additive
durch Öffnungen in dem Hautextruder eingeführt werden.
Oft wird das abriebbeständige Polymer eine statische Ladung während
der Verarbeitung entwickeln. Diese Ladung kann Staub auf der Oberfläche sammeln,
der unerwünscht ist, da Markierungsanwendungen eine saubere Oberfläche
erfordern. Die Ladung kann durch Einführen antistatischer Materialien in die
Hautschicht minimiert werden. Die Antistatikmittel können als Konzentrat, enthaltend
5 % des Antistatikmittels in einem Polyethylenkonzentrat, zugegeben werden. Das
Konzentrat wird typischerweise bei einem Niveau von 6 % verwendet. Das Antistatikmittel
liegt typischerweise in einer Menge von etwa 100 ppm bis etwa 15.000 ppm, oder etwa
25.000 ppm bis etwa 10.000 ppm oder von etwa 3.000 bis etwa 6.000 ppm vor. Ein bevorzugtes
Antistatikmittel ist Glycerolmonoleat. Andere nützliche Antistatikmittel umfassen
alkoxylierte Amine oder Amide, wie ethoxylierte Amine oder ethoxylierte Amide.
Die Kernschicht 16 kann eine geringe Menge eines Haftharzes
enthalten, um die Haftung der Hautschichten 18 und 20 an die Kernschicht
16 zu verbessern. Ebenso, oder alternativ, können Verbundschichten
eines Haftharzes zwischen der Kernschicht 16 und entweder einer der Hautschichten
18 und 20 oder beiden zur Verbesserung der Haftung angeordnet
werden. Das Haftharz kann ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer sein. Dies umfaßt
die Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, die von DuPont unter der Markenbezeichnung Elvax
erhältlich sind. Beispiele umfassen Elvax 3170 und 3190LG. Die von DuPont unter
dem Markennamen Bynel erhältlichen Haftharze können ebenso verwendet werden.
Diese umfassen Ethylen/Vinylacetatharze, erhältlich unter der Markenbezeichnung
der Reihe 1100, Säure-modifizierte Ethylenacrylatpolymere (Reihe 2000), Anhydrid-modifizierte
Ethylenacrylat-Copolymere (Reihe 2100), Anhydrid-modifizierte Ethylen/Vinylacetat-Copolymere
(Reihe 3000), Säure- und Acrylat-modifizierte Ethylen/Vinylacetatharze (Reihe
3100), Anhydrid-modifizierte Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (Reihe 3800), Anhydrid-modifiziere
Ethylen/Vinylacetatharze (Reihe 3900), Anhydrid-modifizierte Polyethylenharze hoher
Dichte (Reihe 4000), Anhydrid-modifizierte linear Polyethylenharze niedriger Dichte
(Reihe 4100), Anhydrid-modifizierte Polyethylenharze niedriger Dichte (Reihe 4200)
und Anhydrid-modifizierte Polypropylenharze (Reihe 5000). Bynel CXA 1123 und Bynel
CXA 3101 sind spezielle Beispiele. Wenn in der Kernschicht enthalten, wird das Haftharz
bei einer Konzentration von bis zu etwa 45 Gew.-% oder bis zu etwa 25 Gew.-%, und
in einer Ausführungsform etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% verwendet. In einer
anderen Ausführungsform liegt das Haftharz in einer Menge von etwa 20 Gew.-%
bis etwa 40 Gew.-%, oder von etwa 25 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% vor. Bei Verwendung
in Form von Folienschichten zwischen der Kernschicht und den Hautschichten, hat
jede dieser Haftharzfolienschichten eine Dicke von etwa 5 % bis etwa 25 % der Dicke
der Mehrschichtfolie, und in einer Ausführungsform etwa 10 % bis etwa 20 %.
In einer Ausführungsform hat die Haftschicht eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa
0,5, oder von etwa 0,2 bis etwa 0,4 mil.
In einer Ausführungsform enthalten die Kernschicht
16 und/oder die Hautschichten 18 und 20 eine wirksame
Menge eines Verarbeitungshilfsmittels, um die Extrusion zu erleichtern. Ohne an
eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß diese Verfahrenshilfsmittel
eine hohe Affinität zu Metalloberflächen aufweisen und dadurch verhindern,
daß die extrudierten Polymerzusammensetzungen an den inneren Wänden der
Extrusionsausrüstung haften, oder dies reduzieren. Dies macht die Reinigung
der Extrusionsausrüstung während der Farbumstellungen einfacher. Diese
Verarbeitungshilfsmittel umfassen Hexafluorkohlenwasserstoffpolymere. Ein Beispiel
eines kommerziell erhältlichen Verarbeitungshilfsmittels, das verwendet werden
kann, ist Ampacet 10919, ein Produkt von Ampacet Corporation, gekennzeichnet als
ein Hexafluorkohlenwasserstoffpolymer. Die Verarbeitungshilfsmittel werden typischerweise
bei Konzentrationen von bis zu etwa 0,25 Gew.-%, und in einer Ausführungsform
etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 0,15 Gew.-%, verwendet.
Wie oben angegeben umfaßt eine Ausführungsform der Erfindung
(2) die Bereitstellung einer Zwischenschicht
17 zwischen der Kernschicht 16 und der Hautschicht 20.
Die Zwischenschicht 17 kann aus den gleichen Materialien wie die Kernschicht
16, die Hautschicht 18 und/oder Hautschicht 20 bestehen.
In einer Ausführungsform kann Verschnitt oder Randstreifenmaterial, das während
des Verfahrens zur Herstellung dieser mehrschichtigen Folien erzeugt wurde, als
das Zwischenschichtmaterial wieder verwertet werden. Ein Beispiel eines Polyolefins,
das in der Zwischenschicht verwendet werden kann, ist das Polyethylenharz von Huntsman
unter der Markenbezeichnung 1080 gelieferte. In einer Ausführungsform
ist die Zwischenschicht 17 so pigmentiert, daß sie eine weiße,
schwarze oder graue Färbung zeigt. Daß heißt, die in dieser Zwischenschicht
17 verwendeten Pigmente sind weiß, schwarz oder ein geeignetes Gemisch
aus weiß und schwarz, um eine geeignete Grauschattierung bereitzustellen. In
dieser Ausführungsform kann die Kernschicht 16 ein farbiges Pigment
(z. B. rot, blau, gelb usw.) enthalten. Diese Kombination verbessert die Trübung
der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie und stellt die Folie mit tieferen
und reicheren Farben bereit. Bei dieser Ausführungsform ist es von besonderem
Vorteil, Schwermetall-freie Pigmente in sowohl der Kernschicht als auch der Zwischenschicht
zu verwenden. Beispiele kommerziell erhältlicher Schwermetall-freier Pigmente
oder organischer Pigmente, die verwendet werden können, umfassen Ampacet LR-86789,
ein rotes pigmentiertes Polyethylenharzkonzentrat, Ampacet 190303, ein schwarzes
pigmentiertes Polyethylenharzkonzentrat, Ampacet LR-89933, ein graues Konzentrat,
und Ampacet 110235, ein weißes pigmentiertes Polyethylenkonzentrat. Die Zwischenschicht
17 hat, wenn verwendet, typischerweise eine Dicke von etwa 5 % bis etwa
25 %, und in einer Ausführungsform etwa 10 % bis etwa 15 % der Gesamtdicke
der mehrschichtigen Folie 12A.
In einer Ausführungsform liegt eine klare Deckschicht über
der Hautschicht 18. Eine Deckschicht kann zu irgendeiner der hierin beschriebenen
Mehrschichtfolien zugegeben werden. Die Deckschicht wird auf die erste Hautschicht
aufgetragen und kann direkt aufgetragen oder durch eine oder mehrere Verbund- oder
Haftbeschichtungen (wie der hierin beschriebene Haftkleber) angelagert
sein. Die Deckschicht wird verwendet, um die erfindungsgemäße mehrschichtige
Folie mit verbesserten Abrieb- und Abnutzungsbeständigkeitseigenschaften und,
in einer Ausführungsform, verbesserten Glanzmerkmalen bereitzustellen. Die
Deckschicht hat bevorzugt eine Dicke von etwa 2 bis etwa 6, oder von etwa 3 bis
etwa 5 Mikrometer. Die Deckschicht wird aus einer thermoplastischen Polymerzusammensetzung
hergestellt, wobei das Polymer ein Ester, Urethan, Epoxid, Phenoxy, Acryl oder eine
Kombination von zwei oder mehr davon ist. Das Polymer kann ein strahlungshärtbares
Polymer sein, wobei UV-härtbare Epoxid-, Acryl-, Ester-, Urethan- und Phenoxyharze
besonders nützlich sind. Das Polymer kann ein hitzehärtbares Harz sein,
wobei Urethan- und Acrylharze besonders nützlich sind. Die Polymerzusammensetzung
kann Verdünnungsmittel (z. B. Vinylether, Limonendioxid, Epoxidoligomere, Glycidylether),
Benetzungsmittel oder oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden, um einheitliches
Fließen bereitzustellen, das zu einer ebenen Deckschicht führt, Wachse,
Gleithilfsmittel, Lichtstabilisatoren und dergleichen enthalten. Die Verwendung
mindestens eines der vorstehenden zuvor besprochenen Lichtstabilisatoren ist kritisch
und irgendeiner der zuvor besprochenen Lichtstabilisatoren kann verwendet werden.
Die Konzentration dieser Lichtstabilisatoren liegt in dem Bereich von etwa 500 bis
etwa 20.000 ppm, und beträgt in einer Ausführungsform etwa 1.000 bis etwa
12.000 ppm, und in einer Ausführungsform etwa 2.000 bis etwa 8.000 ppm. Die
Dicke der Deckschicht beträgt im allgemeinen etwa 1 bis etwa 12 Mikrometer,
und in einer Ausführungsform von etwa 3 bis etwa 6 Mikrometer. Ein Beispiel
einer Acrylharz-basierenden Deckschichtformulierung, die verwendet werden kann,
lautet wie folgt:
Ein Beispiel einer UV-härtbaren Epoxidharz-basierenden Deckschichtformulierung,
die verwendet werden kann, lautet wie folgt:
Ein Beispiel einer UV-härtbaren Urethan-basierenden Deckschichtformulierung
lautet wie folgt:
In einer Ausführungsform liefert die Deckschicht die Fähigkeit
zum Drucken durch irgendein Verfahren, wie mittels elektrostatischem und Thermotransferdruck.
Die Deckschicht kann irgendeine der hierin beschriebenen Deckschichten sein. Bevorzugt
ist die Deckschicht ein thermoplastisches Polyurethan. Die Druckdeckschicht wird
bevorzugt bei einem Beschichtungsgewicht von etwa 5 bis etwa 9, oder von etwa 6
bis etwa 8 gsm aufgetragen. Ein Beispiel einer Deckschicht zum Drucken lautet wie
folgt:
Diese Deckschicht wird durch Mischen des Polyurethans mit dem Keton
hergestellt, um ein erstes Gemisch herzustellen, das dann mit einem aus dem Antioxidationsmittel
und den UV-Stabilisatoren hergestellten Konzentrat gemischt wird. Toluol und Isopropylalkohol
werden zu dem Gemisch zugegeben und das Gemisch wird filtriert.
Die Deckschicht kann auf die Hautschicht 18 unter Verwendung
bekannter Techniken, umfassend Mehnrwalzenbeschichten, Umkehrwalzenbeschichten,
Rakelstreichverfahren, Luftmesserstreichverfahren, Gravurlackieren usw., aufgebracht
werden.
In einer Ausführungsform sind die Kernschicht 16, die
Zwischenschicht 17 und jede der Hautschichten 18 und
20 und die Deckschicht durch die Abwesenheit von Polyvinylchlorid (PVC)
gekennzeichnet.
In einer anderen Ausführungsform, und wie durch 2
dargestellt, weist eine Mehrschichtfolie eine Kernschicht 16, eine abriebbeständige
Hautschicht 18 und eine Zwischenschicht 17 auf, die mit einem
Haftmittel oder einer haftenden Hautschicht 20 in Kontakt ist. Der Kern
besteht aus den oben beschriebenen Polymeren. In einer Ausführungsform weisen
die Hautschicht 18 und die Zwischenschicht 17 die gleiche Zusammensetzung
auf. In einer anderen Ausführungsform ist die Zwischenschicht 17 eine
Steifigkeit verleihende Schicht, wie eines oder mehrere der obigen Polyolefine oder
der oben beschriebenen zweiten thermoplastischen Materialien. Die Zwischenschicht
17 weist in einer Ausführungsform eine Dicke von etwa 1,27 bis etwa
38,1 &mgr;m (etwa 0,05 bis etwa 1,5 mil), bevorzugt von etwa 2,54 bis etwa 25,4
&mgr;m (etwa 0,1 mil bis etwa 1 mil), oder von etwa 3,81 bis etwa 16,5 &mgr;m
(etwa 0,15 mil bis etwa 0,65 mil) auf. Die Anmelder haben entdeckt, daß durch
die Aufnahme dieser Zwischenschicht die Steifigkeit der Folie verbessert wird.
Die mehrschichtigen thermoplastischen Folien 12 (1)
und 12A (2) können eine Gesamtdicke in
dem Bereich von etwa 25,4 bis etwa 254 &mgr;m (etwa 1 bis etwa 10 mil), und in
einer Ausführungsform etwa 25,4 bis etwa 203 &mgr;m (etwa 1 bis etwa 8 mil),
und in einer Ausführungsform etwa 25,4 bis etwa 127 &mgr;m (etwa 1 bis etwa
5 mil), und in einer Ausführungsform etwa 50,8 bis etwa 127 &mgr;m (etwa
2 bis etwa 5 mil), und in einer Ausführungsform etwa 50,8 bis etwa 101,6 &mgr;m
(etwa 2 bis etwa 4 mil), und in einer Ausführungsform etwa 76,2 &mgr;m (etwa
3 mil) aufweisen. Die Dicke der Kernschicht 16 kann etwa 10 % bis etwa
90 % der Gesamtdicke der mehrschichtige Folie, und in einer Ausführungsform
etwa 20 % bis etwa 80 %, betragen. In einer Ausführungsform beträgt die
Dicke der Haut/Kern/Hautschichten 10 %/80 %/10 %, und in einer Ausführungsform
20 %/60 %/20 %. Die Hautschichten 18 und 20 können gleich
dick sein oder verschiedene Dicken aufweisen. Bevorzugt weisen die Hautschichten
18 und 20 die gleiche oder im wesentlichen die gleiche Dicke auf,
was es ermöglicht, daß die mehrschichtige Folie flach liegen kann und
eine Kräuselung vermieden wird. Ebenso kann jede der Hautschichten
18 und 20 die gleiche Zusammensetzung aufweisen oder sie können
aus unterschiedlichen Zusammensetzungen bestehen.
Haftkleberverbundstoff
In einer Ausführungsform wird die mehrschichtige thermoplastische
Hochglanzfolie der vorliegenden Erfindung als Teil eines Haftkleberverbundstoffes
bereitgestellt, wobei die mehrschichtige thermoplastische Folie ein Haftkleberlaminat
aufweist, das daran haftet. Das Haftkleberlaminat besteht aus einer Schicht eines
Haftklebers, der an einem Trägermaterial haftet. Das Trägermaterial besteht
aus einem Grundmaterial und einer Schicht einer gehärteten Trennschicht, die
an dem Grundmaterial haftet. Die Trennbeschichtung wird zwischen dem Haftkleber
und dem Grundmaterial angeordnet. Die Haftkleberschicht wird zwischen der zweiten
Hautschicht der mehrschichtigen thermoplastischen Folie und der Trennschicht angeordnet
und haftet vorzugsweise an der zweiten Hautschicht.
Die folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um die Erfindung weiter
zu offenbaren. In diesen Beispielen sowie innerhalb der Beschreibung und den Ansprüchen
beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, alle Teile und Prozentangaben auf
das Gewicht.
BEISPIELE:
Die folgenden Beispiele 1–6 sind mehrschichtige Folien, bestehend
aus der Kernschicht 16 und den Hautschichten 18 und
20. Die Schichten wurden coextrudiert und dann durch eine Silikonkautschukbefestigungswalze
110 an der Gießwalze 112 befestigt.
Tabelle 1 zeigt den 20°-Glanz und den 60°-Glanz, wie durch
das Hunterlab's Pro-Gloss-Glanzmessgerät (HG) gemessen, und den 20°-Glanz
und die DOI, wie durch das Analytical Measurement Technology's Glanzmessgerät
(AMT) gemessen. Das Verhältnis der DOI in der Maschinenrichtung zu der DOI
in Querrichtung wird ebenso für die Beispiele 1–6 gezeigt.
Beispiel 1
Die folgenden Beispiele C-1 bis C-7 sind mehrschichtige Folien, bestehend
aus der Kernschicht 16 und den Hautschichten 18 und
20. Die Schichten werden coextrudiert und dann mit einem Luftmesser an
der Gießwalze 112 befestigt.
Tabelle 2 zeigt den 20°-Glanz und den 60°-Glanz, wie durch
das Hunterlab's Pro-Gloss Glanzmessgerät (HG) gemessen, und den 20°-Glanz
und DOI, wie durch das Analytical Measurement Technology's Glanzmessgerät (AMT)
gemessen. Das Verhältnis der DOI in der Maschinenrichtung zu der DOI in der
Querrichtung wird ebenso für die Beispiele C-1 bis C-7 gezeigt.
Beispiel C-1
Die folgenden Beispiele DC-1 bis DC-5 sind dispersionsgegossene Polymerfolien,
kommerziell erhältlich von Avery Dennison als gegossene Vinylfolien der XL1000-Reihe.
Tabelle 3 zeigt den 20°-Glanz und 60°-Glanz, wie durch das
Hunterlab's ProGloss Glanzmessgerät (HG) gemessen, und den 20°-Glanz und
DOI, wie durch das Analytical Measurement Technology's Glanzmessgerät (AMT)
gemessen. Das Verhältnis der DOI in der Maschinenrichtung zu der DOI in der
Querrichtung wird ebenso für die Beispiele DC-1 bis DC-5 gezeigt.
TABELLE 3
Während die Erfindung in bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
erklärt wurde, ist es selbstverständlich, daß verschiedene Modifikationen
davon einem Fachmann beim Lesen der Beschreibung offensichtlich werden.
Daher ist es selbstverständlich, daß die hierin offenbarte
Erfindung solche Modifikationen, wie sie in den Umfang der anliegenden Ansprüche
fallen, abdeckt.
Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen einer thermoplastischen Hochglanzmehrschichtfolie
(12, 12A), umfassend:
das Bilden eines geschmolzenen Coextrudats von Polymerfolienschichten, wobei die
Polymerfolienschichten
mindestens eine Polyolefinkernschicht (16) mit einer ersten Seite und einer
zweiten Seite,
mindestens eine erste thermoplastische Hautschicht (18) mit einer äußeren
Oberfläche, wobei die erste thermoplastische Hautschicht über der ersten
Seite der Kernschicht liegt, und
mindestens eine zweite thermoplastische Hautschicht (20) mit einer äußeren
Oberfläche, wobei die zweite thermoplastische Hautschicht über der zweiten
Seite der Kernschicht liegt, umfassen,
wobei die Zusammensetzung der Kernschicht von der Zusammensetzung der Hautschichten
verschieden ist und die Kernschicht und die Hautschichten durch die Abwesenheit
von Polyvinylchlorid gekennzeichnet sind,
das Befestigen des geschmolzenen Coextrudats auf einer gekühlten Gießwalze
(112, 212) mit einer Oberflächenrauheit von nicht mehr als
Ra = 0,635 nm (0,025 microinches) mit einer Befestigungswalze, wobei
der Druck zwischen der Befestigungswalze (110, 210) und der Gießwalze
(112, 212) in dem Bereich von 5,25 bis 17,51 kN/m (30 bis 100
pounds per linear inch) liegt, um eine Folie mit einer glatten äußeren
Oberfläche der ersten Hautschicht zu bilden, wobei die glatte äußere
Oberfläche der Hautschicht ein Verhältnis der Abbildungsschärfe in
der Maschinenrichtung zu der Abbildungsschärfe in der Querrichtung in dem Bereich
von 1:1 zu 1,3:1 aufweist und einen 20°-Glanz in sowohl der Maschinenrichtung
als auch der Querrichtung von mindestens 40 aufweist.Verfahren nach Anspruch 1, wobei die äußere Oberfläche
der ersten Haut frei von Geldefekten ist.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend das Erwärmen
der Folie, gefolgt von Prägen der Folie durch Führen der erwärmten
Folie durch einen Walzenspaltbereich, welcher zwischen einer Prägewalze (224)
und einer glatten Walze gebildet ist.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend das Erwärmen
der Folie, gefolgt von Führen der erwärmten Folie durch einen Walzenspaltbereich,
welcher zwischen einer polierten Walze und einer zweiten Befestigungswalze (222)
gebildet ist.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Polymerfolienschichten
ferner eine Zwischenschicht umfassen, welche zwischen der Kernschicht und der zweiten
thermoplastischen Hautschicht angeordnet ist, wobei die Zwischenkernschicht durch
die Abwesenheit von PVC gekennzeichnet ist.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend das
Aufbringen einer klaren Deckschicht über der ersten thermoplastischen Hautschicht,
wobei die klare Deckschicht durch die Abwesenheit von PVC gekennzeichnet ist.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kernschicht
ferner mindestens ein zweites Polymermaterial, ausgewählt aus Ethylen-ungesättigte
Carbonsäure-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Säurecopolymeren, von Natrium,
Lithium oder Zink abgeleiteten Ionomeren und einem Ethylen/ungesättigte Carbonsäure-Copolymer
und Kombinationen davon, umfasst.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Hautschicht
aus einem von Natrium, Lithium oder Zink abgeleiteten Ionomer und einem Ethylen/ungesättigte
Carbonsäure-Copolymer aufgebaut ist.Thermoplastische Mehrschichtfolie (12, 12A), umfassend:
mindestens eine Polyolefinkernschicht (16) mit einer ersten Seite und einer
zweiten Seite,
mindestens eine erste thermoplastische Hautschicht (18) mit einer äußeren
Oberfläche, wobei die erste thermoplastische Hautschicht über der ersten
Seite der Kernschicht liegt, und
mindestens eine zweite thermoplastische Hautschicht (20), welche über
der zweiten Seite der Kernschicht liegt,
wobei die Zusammensetzung der Kernschicht von der Zusammensetzung der Hautschichten
verschieden ist und die Kernschicht und die Hautschichten durch die Abwesenheit
von Polyvinylchlorid gekennzeichnet sind, und wobei die äußere Oberfläche
der ersten thermoplastischen Hautschicht ein Verhältnis der Abbildungsschärfe
in der Maschinenrichtung zu der Abbildungsschärfe in der Querrichtung in dem
Bereich von 1:1 zu 1,3:1 aufweist und einen 20°-Glanz in sowohl der Maschinenrichtung
als auch der Querrichtung von mindestens 40 aufweist.Folie nach Anspruch 9, wobei die erste Hautschicht klar ist.Folie nach Anspruch 9, wobei die erste Hautschicht aus einem von Natrium,
Lithium oder Zink abgeleiteten Ionomer und einem Ethylen/ungesättigte Carbonsäure-Copolymer
aufgebaut ist.Folie nach Anspruch 9, wobei die erste Hautschicht ferner ein Antistatikmittel
und/oder einen UV-Licht-Stabilisator umfasst.Folie nach Anspruch 9, wobei die äußere Oberfläche der
ersten Hautschicht frei von Geldefekten ist.