Die Erfindung betrifft biaxial orientierte Polyesterfolien, welche sich zur Laminierung mit Blechen eignen; insbesondere betrifft die Erfindung eine Polyesterfolie, welche (bezogen auf die Masse an Polyester) 1 bis 8 Gew.-% Isophthalat-abgeleitete Einheiten enthält und sowohl Partikel mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 2,0 µm als auch solche mit einem mittleren Druchmesser von > 2,5 µm bis < 8 µm enthält. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Folien und deren Verwendung.
Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft biaxial orientierte Polyesterfolien, welche
sich zur Laminierung mit Blechen eignen; insbesondere betrifft die Erfindung eine
Polyesterfolie, welche (bezogen auf die Masse an Polyester) 1 bis 8 Gew.-% Isophthalat-abgeleitete
Einheiten enthält und sowohl Partikel mit einem mittleren Durchmesser von 0.1
bis 2.0 &mgr;m als auch solche mit einem mittleren Durchmesser von > 2.5 &mgr;m
enthält. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser
Folien.
Hintergrund
Polyesterfolien haben aufgrund ihrer hervorragenden optischen und
mechanischen Eigenschaften vielseitige Anwendungsgebiete. Ein Anwendungsgebiet ist
die Blechlaminierung, bei der die Polyesterfolie auf ein Metallblech laminiert wird.
Die Laminierung erfolgt zum Schutz der Bleche gegen Korrosion bzw.
zu dekorativen Zwecken (Bedruckung). Bei Metalldosen, welche aus folienlaminierten
Blechen hergestellt werden, dient die auf der Innenseite auflaminierte Folie als
Barriere zwischen verpacktem Gut und Metall. So verhindert die Folie einerseits
die Diffusion von korrosiven Bestandteilen des Verpackungsgutes zum Metall und anderseits
die Diffusion von Korrosionsprodukten in das Verpackungsgut. Eine auf die Außenseite
auflaminierte Folie dient neben dem Korrosionsschutz in der Regel dekorativen Zwecken,
wobei eine Konterbedruckung besonders werbewirksam ist und gleichzeitig den Druck
schützt.
Gewöhnlich werden Blech-Folienlaminate hergestellt, indem man
beispielsweise eine mehrschichtige, siegelfähige Folie mit einem auf eine hohe
Temperatur aufgeheizten Blech zusammenbringt. Eine weitere Möglichkeit besteht
darin, die Folie mittels eines Klebers auf das Blech aufzukleben. Hierbei werden
entweder lösungsmittelbasierende Kleber oder Hotmelts verwendet. Die Folien
gemäß vorliegender Erfindung eignen sich besonders zur Laminierung mittels
Hotmeltkleber.
Stand der Technik
In der EP-B-474 240 werden Polyesterfolien für die Blechlaminierung
beschrieben, die Partikel mit einem mittleren Durchmesser von kleiner gleich 2.5
&mgr;m enthalten. Die Folien bestehen aus einem Copolyester mit einem Schmelzpunkt
zwischen 210 und 245°C. In den Beispielen sind Copolyester mit einem Isophthalsäuregehalt
von 9 bis 12 Mol-% genannt. Die laminierten Bleche werden zu tiefgezogenen Dosen
für die Lebensmittelverpackung verarbeitet.
In der EP-A-586 161 werden Polyesterfolien für die Laminierung
auf Blech beschrieben, die einen Copolyester mit einem Schmelzpunkt zwischen 210
und 245°C und zwei verschieden große Partikel mit einem mittleren Durchmesser
von 0.05 bis 0.6 &mgr;m und 0.3 bis 2.5 &mgr;m enthält. Die laminierten
Bleche werden zu tiefgezogenen Dosen für die Lebensmittelverpackung verarbeitet.
Die Folien sollen eine gute Hitzebeständigkeit haben und den Geschmack des
Füllguts nicht verändern.
In der EP-A-1 086 979 werden Polyesterfolien beschrieben, die für
die Laminierung auf Bleche durch Aufschmelzen geeignet sind. Die Folien bestehen
aus einem Copolyester, der kleiner gleich 18 Mol-% Isophthalsäure und poröse
Partikel mit einem mittleren Durchmesser von 0.1 bis 2.5 &mgr;m enthält.
Die Rauigkeit (Ra) der Folien aus den Beispielen beträgt 12 bis
30 nm.
In der EP-A-1 176 163 werden Folien beschrieben, die zu mindestens
90 Gew.-% aus einem thermoplastischen Polyester bestehen und die Partikel von kleiner
als 0.1 &mgr;m und/oder Partikel von größer als 1 &mgr;m enthalten.
Aufgabe
Die Folien gemäß dem Stand der Technik sind nachteilig,
weil sie entweder eine zu geringe Barriere gegenüber Metallionen, eine zu hohe
Wasserdurchlässigkeit oder eine zu hohe Aromaaufnahme aufweisen. Außerdem
weisen sie eine zu geringe mechanische Festigkeit auf, was beispielsweise zu Problemen
bei der Bedruckung führt. Die Wickelbarkeit der Folien und die Entstapelbarkeit
der mit diesen Folien laminierten Bleche sind schlecht.
Es bestand demnach die Aufgabe, eine biaxial orientierte Polyesterfolie
zur Verfügung zu stellen, die sich insbesondere für Hotmelt-Kleberlaminate
eignet. Die Folie soll eine hohe Barriere gegenüber Metallionen, eine niedrige
Wasserdurchlässigkeit und eine geringe Aromaaufnahme aufweisen. Außerdem
soll sie eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, sich gut wickeln lassen und
eine hohe Kratzfestigkeit aufweisen; schließlich soll die Entstapelbarkeit
der mit dieser Folie laminierten Bleche gut sein. Insbesondere soll die Folie folgende
Eigenschaften aufweisen:
– Wasserdampfpermeation < 20 g/(m2·d) H2O
bei 15 &mgr;m Foliendicke, 23°C, 50% r. F. (DIN 53122)
– Sauerstoffpermeation < 100 cm3/(m2·d·bar)
O2 bei 15 &mgr;m Foliendicke (DIN 53380)
– Schwefelwasserstoffpermeation < 860 cm3/(m2·d·bar)
H2S bei 15 &mgr;m Foliendicke (DIN 53380)
– Reißdehnung in einer Richtung (MD oder TD) > 150% (ISO 527-1/527-2)
– E-Modul in einer Richtung (MD oder TD) < 4500 N/mm2,
vorzugsweise > 3000 N/mm2 (ISO-527-1)
– Schrumpf in beiden Richtungen (MD und TD) < 1.8%, > 0% (DIN 40634)
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine biaxial orientierte Polyesterfolie,
wobei der Polyester zu mindestens 80 Gew.-% aus Ethylenterephthalat-abgeleiteten
Einheiten und zu 1 bis 8 Gew.-% aus Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten (jeweils
bezogen auf die Gesamtmasse an Polyester) besteht, wobei die Folie Partikel mit
einem mittleren Durchmesser d50 von 0.1 bis 2.0 &mgr;m und Partikel
mit einem mittleren Durchmesser d50 von > 2.5 &mgr;m bis < 8
&mgr;m enthält.
Detailbeschreibung
Die erfindungsgemäße Polyesterfolie besteht aus Polyester
und Additiven. Der Polyester besteht zu mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt mindestens
85 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 bis 92 Gew.-% aus Ethylenterephthalat-abgeleiteten
Einheiten und zu 1 bis 8 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 3
bis 6 Gew.-% aus Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten (jeweils bezogen auf
die Gesamtmasse an Polyester). Verwendet man Polyester mit einem geringeren Gehalt
an Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten als 1 Gew.-%, so reicht die Verformbarkeit
der Folien nicht mehr aus für eine Eignung als Blechlaminierfolie. Damit einher
geht eine zu geringe Reißdehnung. Verwendet man Polyester mit einem höheren
Gehalt an Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten als 8 Gew.-%, so verschlechtern
sich die Aromabarriere- und Migrationseigenschaften (Wasserdampf-, Gasbarriere)
der Folie. Darüber hinaus verschlechtern sich die mechanischen Eigenschaften
der Folie, welches sich z. B. in einer verschlechterten Verarbeitbarkeit der Folie
bemerkbar macht (sie reißt z. B. leichter).
Die restlichen Monomereinheiten stammen aus anderen aliphatischen
oder cycloaliphatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren.
Geeignete andere aliphatische Diole sind beispielsweise Diethylenglykol,
Triethylenglykol, 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 Kohlenstoffatomen. Von den cycloaliphatischen Diolen sind Cyclohexandiole (insbesondere
Cyclohexan-1,4-diol) zu nennen.
Andere cycloaliphatische Dicarbonsäuren sind beispielsweise Cyclohexandicarbonsäuren,
insbesondere Cyclohexan-1,4-dicarbonsäure. Von den aliphatischen Dicarbonsäuren
sind die (C3 bis 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 Dicarbonsäurediestern 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. Erfindungsgemäße
Polyester sind als Handelsprodukte erhältlich.
Unter Additiven werden im Folgenden Stabilisatoren wie UV-Stabilisatoren,
Antioxidantien, Hydrolysestabilisatoren, Flammschutzmittel sowie Farbstoffe und
Farbpigmente verstanden. Insbesondere aber sind Additive im vorliegenden Fall Partikel
(auch Antiblockmittel genannt), z. B. Siliciumdioxidpartikel (amorph oder kristallin),
Silikate, wie calzinierte Tone, Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonatpartikel
oder organische, gegebenenfalls vernetzte Partikel. Bevorzugt werden Siliciumdioxidpartikel,
besonders bevorzugt amorphe Siliciumdioxidpartikel eingesetzt.
Erfindungsgemäß werden Partikel mit zwei unterschiedlichen
mittleren Durchmessern d50 verwendet, zum einen kleine Partikel mit einem
mittleren Durchmesser d50 von 0.1 bis 2.0 &mgr;m, bevorzugt 0.2 bis
1.9 &mgr;m, besonders bevorzugt 0.3 bis 1.8 &mgr;m, zum anderen große Partikel
mit einem mittleren Durchmesser d50 von > 2.5 &mgr;m bis < 8
&mgr;m, bevorzugt 3 bis 7 &mgr;m, besonders bevorzugt 4 bis 6 &mgr;m. Verwendet
man kleine Partikel mit einem mittleren Durchmesser von kleiner als 0.1 &mgr;m,
so reicht die Grundrauigkeit der Folie nicht mehr aus, um die geforderten Gleiteigenschaften
sicherzustellen. Sind die kleinen Partikel größer als 2.0 &mgr;m, werden
ebenfalls die Gleiteigenschaften der Folie beeinträchtigt, da die Abstände
zwischen den einzelnen Folienerhebungen nun zu groß sind und die Folie vermehrt
blockt. Würde man mehr von diesen Partikeln verwenden, so wird die Trübung
der Folie beeinträchtigt. Verwendet man große Partikel mit einem mittleren
Durchmesser von kleiner gleich 2.5 &mgr;m, dann lassen sich die einzelnen laminierten
Blechlagen nicht mehr problemlos entstapeln, und die Wickelbarkeit der Folie wird
schlechter. Sind die großen Partikel größer/gleich als 8.0 &mgr;m,
so besteht die Gefahr der Bildung von Löchern beim Tiefziehvorgang (Verschlechterung
der Barriereeigenschaften); außerdem wird die Herstellbarkeit der Folie schlechter,
da die Folie vermehrt zu Abrissen neigt.
Die Partikel werden zweckmäßigerweise während der Herstellung
des Polyesters als Dispersion in Ethylenglykol zugegeben. Dazu wird eine Aufschlämmung
der Partikel in Ethylenglykol leicht gemahlen und mit Ultraschall dispergiert. Der
mittlere Durchmesser d50 der Partikel wird an dieser Dispersion bestimmt
und entspricht dem mittleren Durchmesser der Partikel in der Folie.
Zweckmäßigerweise werden die kleinen Partikel in einer Menge
von 0.01 bis 0.5 Gew.-%, bevorzugt 0.05 bis 0.35 Gew.-%, besonders bevorzugt 0.08
bis 0.2 Gew.-%, eingesetzt (bezogen auf die Masse des Polyesters der Folienschicht,
in der die Partikel eingesetzt werden).
Zweckmäßigerweise werden die großen Partikel in einer
Menge von 0.01 bis 0.5 Gew.-%, bevorzugt 0.015 bis 0.3 Gew.-%, besonders bevorzugt
0.02 bis 0.25 Gew.-% eingesetzt (bezogen auf die Masse des Polyesters der Folienschicht,
in der die Partikel eingesetzt werden).
Die Gesamtdicke der erfindungsgemäßen Polyesterfolie kann
innerhalb bestimmter Grenzen variieren. Sie beträgt 10 bis 150 &mgr;m, insbesondere
12 bis 100 &mgr;m, vorzugsweise 15 bis 75 &mgr;m.
Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Polyesterfolie nach dem an sich bekannten Extrusionsverfahren.
Im Rahmen dieses Verfahrens wird so vorgegangen, dass eine Polymerschmelze
in der oben angegebenen Zusammensetzung durch eine Flachdüse extrudiert wird,
die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n abgezogen
wird, die Folie anschließend biaxial gestreckt (orientiert), die biaxial gestreckte
Folie thermofixiert und gegebenenfalls an der zur Behandlung vorgesehenen Oberflächenschicht
corona- oder flammbehandelt wird.
Die biaxiale Verstreckung wird im Allgemeinen sequenziell 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 mehrerer entsprechend
dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell laufender 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. Im Allgemeinen wird die Längsstreckung bei 80
bis 140°C und die Querstreckung bei 90 bis 150°C durchgeführt. Das
Längsstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 2.0:1 bis 4.5:1,
bevorzugt von 2.5:1 bis 4:1. Das Querstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich
von 2.5:1 bis 4.5:1, bevorzugt von 3.0:1 bis 4:1. Vor der Querstreckung
kann man eine oder beide Oberfläche(n) der Folie nach den bekannten Verfahren
in-line beschichten. Die Inline-Beschichtung kann beispielsweise zu einer verbesserten
Haftung der kann beispielsweise zu einer verbesserten Haftung der aufgebrachten
Druckfarbe oder des Hotmelt-Klebers führen, aber auch zur Verbesserung des
antistatischen Verhaltens oder des Verarbeitungsverhaltens dienen. Typische Beschichtungen
sind haftvermittelnd, antistatisch, schlupfverbessernd oder dehäsiv wirkende
Beschichtungen. Es bietet sich an, diese zusätzlichen Beschichtungen über
In-line-Coating mittels wässriger Dispersionen vor dem Streckschritt in Querrichtung
auf die Folie aufzubringen. Geeignete Polymere sind Acrylate wie sie beispielsweise
beschrieben sind in der WO 94/13476, hydrophile Polyester (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltiger
PET/IPA-Polyester) wie sie beispielsweise beschrieben sind in der EP-A-0 144 878,
US-A-4,252,885 oder EP-A-0 296 620), Polyurethane, Butadiencopolymere mit Acrylnitril
oder Methylmethacrylat, Methacrylsäure oder deren Ester.
Für die Herstellung einer Folie mit einem &Dgr;p von kleiner
als 0.14 ist es zweckmäßig, wenn der Flächenstreckfaktor (d. h. das
Produkt aus Längs- und Querstreckverhältnis) im Bereich von 9 bis 15,
bevorzugt, 10 bis 14, besonders bevorzugt 11 bis 13, liegt.
Bei der nachfolgenden Thermofixierung wird die Folie etwa 0.1 bis
10 s lang bei einer Temperatur von 200 bis 250°C, bevorzugt 210 bis 245°C,
besonders bevorzugt 220 bis 240°C, gehalten (Umgebungstemperatur). Niedrigere
Fixiertemperaturen führen zu einem zu hohen Schrumpf und höhere Fixiertemperaturen
zu einem möglichen Verlust der mechanischen Eigenschaften. 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 über 45 mN/m.
Bei der Herstellung der Folie ist gewährgeleistet, dass das Regenerat
in einer Konzentration von bis zu 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.
Eigenschaften
Durch die erfindungsgemäße Folienzusammensetzung werden
die geforderten Eigenschaften erreicht.
Die nachstehende Tabelle (Tabelle 1) fasst die wichtigsten erfindungsgemäßen
Folieneigenschaften noch einmal zusammen.
Tabelle 1
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Für die Bestimmung der Eigenschaften wurden die folgenden Messmethoden verwendet:
Wasserdampfpermeation
Die Wasserdampfpermeation wurde an einer 15 &mgr;m dicken Folien
bei 23°C und 50% r. F. nach DIN 53122 gemessen.
Sauerstoffpermeation
Die Sauerstoffpermeation wurde an einer 15 &mgr;m dicken Folien
nach DIN 53380 gemessen.
Schwefelwasserstoffpermeation
Die Schwefelwasserstoffpermeation wurde an einer 15 &mgr;m dicken
Folien nach DIN 53380 gemessen.
Reißdehnung
Die Reißdehnung in MD und in TD wurde gemäß ISO 527-1/527-2
gemessen.
E-Modul
Der E-Modul in MD und TD wurde gemäß ISO-527-1 bestimmt.
Mittlerer Partikeldurchmesser d50
Die Bestimmung des mittleren Durchmessers d50 wurde auf
einem Horiba LA 500 (Horiba Europe GmbH, Deutschland) durchgeführt. Der Partikelgrößenanalysator
beruht auf dem Prinzip der elastischen Laserstreuung an dispergierten Teilchen.
Die Messung der Partikel erfolgte an Dispersionen in Ethylenglykol. Zur Herstellung
der Dispersionen wurden die Partikel in Ethylenglykol eingerührt, leicht gemahlen
und anschließend mit Ultraschall behandelt. Der Messvorgang ist automatisch
und beinhaltet auch die mathematische Bestimmung des d50-Wertes. Der
d50-Wert wird dabei definitionsgemäß aus der (relativen) Summenkurve
der Partikelgrößenverteilung bestimmt: Der Schnittpunkt des 50%-Ordinatenwertes
mit der Summenkurve liefert auf der Abszissenachse den gewünschten d50-Wert
(Volumenmittel dv).
Schrumpf
Der Schrumpf in beiden Richtungen (MD und TD) wurde gemäß
DIN 40634 bestimmt.
Bleibende Dehnung
Aus der Folie wurde ein 15 mm breiter Folienstreifen quer zur Maschinenrichtung
geschnitten und in eine Zugprüfmaschine eingespannt, wobei die Einspannlänge
200 mm betrug. Die Probe wurde dann mit 20 mm/min entsprechend 10%/min gedehnt.
Nach einer Dehnung von 10%, d. h. bei einer Probenlänge von 220 mm, wurde die
Probe automatisch mit gleicher Geschwindigkeit entspannt. Die bleibende Dehnung
ist der Dehnungswert, bei dem die Kraft wieder auf null zurückgegangen ist.
Dichte
Die Dichte der Folie wurde nach ASTM D1505-68 Methode C bestimmt.
Planare Orientierung &Dgr;p
Die Bestimmung der planaren Orientierung erfolgt über die Messung
der Brechungsindizes mit dem Abbe-Refraktometer.
Probenvorbereitung:
Probengröße und Probenlänge: 60 bis 100 mm
Probenbreite: entspricht Prismenbreite von 10 mm
Zur Bestimmung von nMD und n&agr; (= 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 n&agr; (= 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 vor der 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 überschüssige 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 soweit verdreht,
dass der im Okular sichtbare Bereich zwischen 1.49 und 1.50 zu sehen ist.
Jetzt wird der Brechungsindex in n&agr; bzw. nz
(in Dickenrichtung 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 der auf der Skala
angezeigten Wert abgelesen und in die Tabelle eingetragen.
Anschließend wird die Probe gedreht und die entsprechenden Brechungsindizes
nMD und n&agr; (= 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 nTD und n&agr; (= 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:
&Dgr;n = nMD – nTD
&Dgr;p = (nMD + nTD)/2 – nz
nav = (nMD + nTD + nz)/3
Rauigkeit Ra und Rt
Die Rauigkeiten Ra und Rt wurden nach DIN 4762
mit einem Cut-off von 0.25 mm bestimmt.
Trübung
Die Trübung wurde gemäß ASTM-D1003-61 Methode A bestimmt.
Topographie
Die Topographie der Oberfläche wurde mit einem Weißlicht-Interferometrie-Mikroskop
der Firma Veeco, Typ Wyko NT3300, bestimmt. Gemessen wurde eine Fläche von
0.92 mm × 1.21 mm (480 × 736 Pixel) bei 5.1-facher Vergrößerung.
Zur Messung wurde die Probe in einen Ring (Durchmesser 40 mm) eingespannt Die Messung
erfolgte im VSI-Modus (phase shifting interferometry). Die Messlänge in z-Richtung
wurde auf 10 &mgr;m festgelegt. Eine eventuelle Welligkeit des Musters wurde herausgefiltert.
Zur Analyse der Erhebungen wurde die so genannte Multi-Region-Analysis
verwendet. Hierbei wurde die Messfläche nach zusammenhängenden Regionen
untersucht, die höher als 0.5 &mgr;m sind. Allerdings wurden nur Regionen
berücksichtigt, die eine Größe von mindestens 5 Bildpunkten haben.
Ein Beispiel ist in 1 gezeigt.
Beispiel 1
Zur Herstellung der nachfolgend beschriebenen Folie wurden folgende
Ausgangsmaterialien verwendet:
90 Gew.-% Copolyester mit 4.5 Gew.-% Ethylenisophthalat und 95.5 Gew.-% Ethylenterephthalat
(Invista, Offenbach, Deutschland)
10 Gew.-% Masterbatch, bestehend aus
98.7 Gew.-% Polyethylenterephthalat (Invista, Offenbach, Deutschland),
1.0 Gew.-% wasserfreies Aluminiumsilikat (d50= 1.8 &mgr;m, Sachtosil
PV, Sachtleben, Duisburg, Deutschland) und
0.3 Gew.-% amorphes Siliciumdioxid (d50 = 4.3 &mgr;m, Sylobloc CP4-8191,
Grace, Worms, Deutschland)
Die o. g. Rohstoffe wurden zusammen in einem Extruder aufgeschmolzen
und gemischt und durch eine Breitschlitzdüse auf eine gekühlte Abzugswalze
extrudiert. Die so erhaltene amorphe Vorfolie wurde dann sequenziell biaxial gestreckt,
fixiert und aufgerollt (Enddicke der Folie 15 &mgr;m). Die Bedingungen in den
einzelnen Verfahrensschritten waren:
Die Eigenschaften der so erhaltenen Folie sind in den Tabellen 2 und
3 widergegeben.
Beispiel 2
Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen. Die Rohstoffzusammensetzung
war jetzt wie folgt:
90 Gew.-% Copolyester mit 4.5 Gew.-% Ethylenisophthalat und 95.5 Gew.-% Ethylenterephthalat
(Invista, Offenbach, Deutschland)
10 Gew.-% Masterbatch, bestehend aus
98.7 Gew.-% Polyethylenterephthalat (Invista, Offenbach, Deutschland),
1.0 Gew.-% Calciumcarbonat (d50 = 1.2 &mgr;m, Omyalite 90, Omya GmbH,
Deutschland) und
0.3 Gew.-% amorphes Siliciumdioxid (d50 = 4.3 &mgr;m, Sylobloc CP4-8191,
Grace, Worms, Deutschland)
Die Bedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren:
Enddicke der Folie 15 &mgr;m.
Die Eigenschaften der so erhaltenen Folie sind in den Tabellen 2 und
3 widergegeben.
Beispiel 3
Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen. Die Rohstoffzusammensetzung
war jetzt wie folgt:
90 Gew.-% Copolyester mit 4.5 Gew.-% Ethylenisophthalat und 95.5 Gew.-% Ethylenterephthalat
(Invista, Offenbach, Deutschland)
10 Gew.-% Masterbatch, bestehend aus
98.7 Gew.-% Polyethylenterephthalat (Invista, Offenbach, Deutschland),
1.0 Gew.-% beschichtetes Bariumsulfat (d50 = 1.4 &mgr;m, Hombright
F, Sachtleben, Duisburg, Deutschland) und
0.3 Gew.-% amorphes Siliciumdioxid (d50 = 3.4 &mgr;m, Sylysia 430,
Fuji Sylysia, Japan)
Die Bedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren:
Enddicke der Folie 15 &mgr;m.
Die Eigenschaften der so erhaltenen Folie sind in den Tabellen 2 und
3 widergegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Folie hergestellt nach Beispiel 1 der EP-A-586 161.
Die Rohstoffzusammensetzung war wie folgt:
Copolyester mit 9 Mol-% Ethylenisophthalat und 91 Mol-% Ethylenterephthalat enthaltend
0.4 Gew.-% Titandioxid (d50 = 0.4 &mgr;m) und
0.01 Gew.-% amorphes Siliciumdioxid (d50 = 1.3 &mgr;m)
Die Bedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren:
Die Enddicke der Folie war 25 &mgr;m. Die Rauigkeit dieser Folie
ist sehr niedrig, was zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung führt. Außerdem
ist der Schrumpf zu hoch.
Anspruch[de]
Biaxial orientierte Polyesterfolie, wobei der Polyester zu mindestens
80 Gew.-% aus Ethylenterephthalat-abgeleiteten Einheiten und zu 1 bis 8 Gew.-% aus
Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten (jeweils bezogen auf die Gesamtmasse an
Polyester) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie Partikel mit einem
mittleren Durchmesser d50 von 0.1 bis 2.0 &mgr;m und Partikel mit einem
mittleren Durchmesser d50 von > 2.5 &mgr;m bis < 8 &mgr;m enthält.Biaxial orientierte Polyesterfolie, wobei der Polyester zu mindestens
80 Gew.-% aus Ethylenterephthalat-abgeleiteten Einheiten und zu 1 bis 8 Gew.-% aus
Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten (jeweils bezogen auf die Gesamtmasse an
Polyester) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Reißdehnung
in einer Richtung (MD oder TD) von mindestens 150% (ISO 527-1/527-2), einen E-Modul
in einer Richtung (MD oder TD) von < 4500 N/mm2 (ISO-527-1) und einen
Schrumpf von < 1.8 und > 0 in beiden Richtungen (MD und TD) aufweist.Biaxial orientierte Polyesterfolie, wobei der Polyester zu mindestens
80 Gew.-% aus Ethylenterephthalat-abgeleiteten Einheiten und zu 1 bis 8 Gew.-% aus
Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten (jeweils bezogen auf die Gesamtmasse an
Polyester) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Rauigkeit Ra
von > 35 nm (DIN 4762 Cu-off 0.25 mm) und 100 bis 400 Erhebungen/mm2
aufweist, die größer sind als 0.5 &mgr;m und kleiner als 5.0 &mgr;m.Verfahren zur Herstellung einer Folie gemäß Anspruch 1, 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Polyesterschmelze, wobei der Polyester
zu mindestens 80 Gew.-% aus Ethylenterephthalat-abgeleiteten Einheiten und zu 1
bis 8 Gew.-% aus Ethylenisophthalat-abgeleiteten Einheiten (jeweils bezogen auf
die Gesamtmasse an Polyester) besteht und wobei der Polyester Partikel mit einem
mittleren Durchmesser d50 von 0.1 bis 2.0 &mgr;m und Partikel mit einem
mittleren Durchmesser d50 von > 2.5 &mgr;m bis < 8 &mgr;m enthält,
durch eine Flachdüse extrudiert, die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf
einer oder mehreren Walze/n abzieht, die Folie anschließend biaxial streckt
(orientiert), die biaxial gestreckte Folie thermofixiert und gegebenenfalls an der
zur Behandlung vorgesehenen Oberflächenschicht corona- oder flammbehandelt
und dann aufwickelt.Metalllaminat enthaltend ein Metallblech und eine Folie gemäß
Anspruch 1, 2 oder 3.Metalllaminat nach Anspruch 5, wobei sich zwischen dem Metallblech und
der Folie ein Kleber befindet.Metalllaminat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber
ein feuchtigkeitshärtender Polyurethankleber ist.Formkörper aus einem Metalllaminat nach Anspruch 5, 6 oder 7.Verwendung einer Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Laminierung von
Blechen.