DE10100703A1 - Funktionalisierte, antimikrobiell ausgerüstete, mehrschichtige Polyesterfolie mit matter Oberfläche - Google Patents
Funktionalisierte, antimikrobiell ausgerüstete, mehrschichtige Polyesterfolie mit matter OberflächeInfo
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Abstract
Offenbart ist eine mehrtschichtige, biaxial orientierte und thermofixierte Folie mit einer Basisschicht aus einem kristallisierbaren Thermoplasten und mindestens einer Deckschicht mit einer matten Oberfläche, wobei die Deckschicht ein Gemisch umfaßt aus einem Polyethylentrephthalat-Homopolymer oder -Copolymer und einem Polyethylenterephthalat-Copolymeren, dessen Dicarbonsäure-Einheiten zu 65 bis 95 Mol-% aus Isophthalsäure-Einheiten, zu 0 bis 20 Mol-% aus Einheiten von aliphatischen Dicarbonsäuren der Formel HO¶2¶C-[CH¶2¶]-CO¶2¶H, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 11 bedeutet, und zu 5 bis 15 Mol-% aus Einheiten von aromatischen Dicarbonsäuren bestehen, die, gebunden an den aromatischen Teil, wenigstens eine Sulfonatgruppe aufweisen, und dessen Diol-Einheiten Einheiten aus aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen sind, wobei mindestens eine Schicht der Folie einen antimikrobiell wirksamen Anteil an 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxy-diphenylether (Triclosan) aufweist und die Folie mindestens eine zusätzliche Funktionalität aufweist. Die zusätzliche Funktionalität besteht bevorzugt darin, daß sie gegen UV-Strahlung stabilisiert, flammhemmend ausgerüstet, auf einer Seite oder auf beiden Seiten beschichtet, siegelfähig und/oder corona- bzw. flammbehandelt ist. Die Folie wird allgemein durch Coextrusion hergestellt, wobei das Triclosan in Form eines vorgetrockneten oder vorkristallisierten Masterbatches zugegeben wird. Sie eignet sich besonders ...
Description
Die Erfindung betrifft Weiterbildungen der in der Hauptanmeldung DE 101 . . .
(interne Nr. 01/002MFE) beschriebenen mehrschichtigen, biaxial orientierten und
thermofixierten Folie mit einer Basisschicht aus einem kristallisierbaren Thermo
plasten und mindestens einer Deckschicht mit einer matten Oberfläche, wobei die
Deckschicht eine Mischung oder ein Blend umfaßt, bestehend aus a) einem
Polyethylenterephthalat-Homopolymer und/oder -Copolymer und b) einem Poly
ethylenterephthalat-Copolymer, dessen Dicarbonsäure-Einheiten zu 65 bis
95 mol-% aus Isophthalsäure-Einheiten, zu 1 bis 20 mol-% aus Einheiten von
aliphatischen Dicarbonsäuren der Formel HO2C-[CH2]n-CO2H, wobei n eine
ganze Zahl von 1 bis 11 bedeutet, und zu 4 bis 15 mol-% aus Einheiten von
aromatischen Dicarbonsäuren, die - gebunden an den aromatischen Teil -
wenigstens eine Sulfonatgruppe aufweisen, und dessen Diol-Einheiten Einheiten
aus aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen
sind und mindestens eine Schicht der Folie einen antimikrobiell wirksamen Anteil
an 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxy-diphenylether (Triclosan) aufweist. Sie betrifft
weiterhin ein Verfahren zur Herstellung dieser Folie und ihre Verwendung.
Polyesterfolien mit einer matten Deckschicht sind bereits beschrieben. So ist in
der US-A 4 399 179 ein Polyesterfolien-Laminat mit einer biaxial verstreckten,
transparenten Basisschicht und mindestens einer wenigstens monoaxial ver
streckten, matten Deckschicht offenbart, wobei die matte Schicht im wesentlichen
aus einem Polyethylenterephthalat-Copolymer mit Einheiten aus Oligo- oder
Polyethylenglykol und inerten Partikeln besteht. Die Partikel (bevorzugt aus
Kieselsäure, Kaolin, Talkum, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat oder
Bariumsulfat) haben meist einen Durchmesser von 0,3 bis 20 µm. Ihr Anteil in der
Deckschicht beträgt allgemein 3 bis 40 Gew.-%. Basis- und/oder Deckschicht
können darüber hinaus Antioxidantien, UV-Absorber, Pigmente oder Farbstoffe
enthalten. Die durch die Partikel aufgerauhte Oberfläche der Deckschicht ist
beschreibbar.
Zum Stand der Technik gehören auch Polyesterfolien, die auf die eine oder
andere Weise funktionalisiert sind. Eine mehrschichtige, biaxial orientierte und
thermofixierte Polyesterfolie ist beispielsweise Gegenstand der GB-A 1 465 973.
Die Folie umfaßt eine Schicht aus transparentem PET und eine Schicht aus
einem ebenfalls transparenten Copolyester. Der Oberfläche der Copolyester
schicht kann mit Hilfe von Walzen eine rauhe Struktur aufgeprägt werden, so daß
die Folie beschreibbar wird.
In der EP-A 035 835 ist eine biaxial verstreckte und thermofixierte, mehr
schichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine Schicht aus einem hochkristallinen
Polyester und damit verbunden eine siegelfähige Schicht aus einem im
wesentlichen amorphen, linearen Polyester umfaßt. Die letztgenannte Schicht
enthält feinverteilt Partikel, deren mittlerer Durchmesser größer ist als die
Schichtdicke. Durch die Partikel werden Oberflächenvorsprünge gebildet, die das
unerwünschte Blocken und Kleben an Walzen oder Führungen verhindern. Die
Folie läßt sich dadurch besser aufwickeln und verarbeiten. Durch die Wahl von
Partikeln mit größerem Durchmesser als die Siegelschicht und den in den
Beispielen angegebenen Konzentrationen wird das Siegelverhalten der Folie
verschlechtert. Die Siegelnahtfestigkeit der gesiegelten Folie bei 140°C liegt in
einem Bereich von 63 bis 120 N/m (0,97 N/15 mm bis 1,8 N/15 mm Folienbreite).
In der EP-A 0 432 886 ist eine coextrudierte Folie mit einer Polyester-
Basisschicht, einer Deckschicht aus einem siegelfähigen Polyester und einer
rückseitigen Polyacrylatbeschichtung beschrieben. Die siegelfähige Deckschicht
kann aus einem Copolyester mit Einheiten aus Isophthalsäure und Tere
phthalsäure bestehen. Durch die rückseitige Beschichtung läßt sich die Folie
besser verarbeitungen. Für eine 11 µm dicke Siegelschicht wird eine Siegelnahtfestigkeit
von 761,5 N/m (11,4 N/15 mm) bei einer Temperatur von 140°C
angegeben. Nachteilig an der rückseitigen Acrylatbeschichtung ist, daß diese
Seite gegen die siegelfähige Deckschicht nicht mehr siegelt. Die Folie ist damit
nur sehr eingeschränkt zu verwenden.
Eine coextrudierte, mehrschichtige, siegelfähige Polyesterfolie ist ferner in der
EP-A 515 096 beschrieben. Die siegelfähigen Schicht enthält zusätzlich Pigmen
tierungspartikel, bevorzugt Kieselgelpartikel. Die Partikel können auch auf die
bereits extrudierte Folie aufgebracht werden, beispielsweise durch Beschichten
mit einer wäßrigen Kieselgel-Dispersion. Hierdurch soll die Folie die guten Siegel
eigenschaften beibehalten und gut zu verarbeiten sein. Die Rückseite enthält nur
sehr wenige Partikel, die hauptsächlich über das Regranulat in diese Schicht
gelangen. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C gemessen und beträgt mehr
als 200 N/m (3 N/15 mm). Für eine 3 µm dicke Siegelschicht wird eine
Siegelnahtfestigkeit von 275 N/m (4,125 N/15 mm) angegeben.
Die aus der WO 98/06575 bekannte coextrudierte, mehrschichtige Polyesterfolie
umfaßt eine siegelfähige Deckschicht und eine nicht siegelfähige Basisschicht.
Die Basisschicht kann dabei aus einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein,
wobei die innere Schicht mit der siegelfähigen Schicht in Kontakt ist. Die andere
(äußere) Schicht bildet dann die zweite, nicht siegelfähige Deckschicht. Die
siegelfähige Deckschicht kann auch hier aus Copolyestern mit Einheiten aus
Isophthalsäure und Terephthalsäure bestehen. Die Deckschicht enthält jedoch
keine Antiblockpartikel. Die Folie enthält außerdem noch mindestens einen UV-
Absorber, der in der Basisschicht in einem Gewichtsverhältnis von 0,1 bis 10%
enthalten ist. Als UV-Absorber werden dabei vorzugsweise Triazine, z. B. ®Tinuvin
1577 der Fa. Ciba, verwendet. Die Basisschicht ist mit üblichen Antiblockmitteln
ausgestattet. Die Folie zeichnet sich durch eine gute Siegelfähigkeit aus, hat
jedoch nicht das gewünschte Verarbeitungsverhalten und weist zudem Defizite
in den optischen Eigenschaften auf.
Schichten aus Copolyester lassen sich auch durch Auftragen einer ent
sprechenden wäßrigen Dispersion erzeugen. So ist in der EP-A 144 878 eine
Polyesterfolie beschrieben, die auf wenigstens einer Seite eine durchgehende
Beschichtung aus dem Copolyester trägt. Die Dispersion wird auf die Folie vor
dem Verstrecken bzw. vor dem letzten Verstreckschritt aufgebracht. Die
Polyesterbeschichtung besteht aus einem Kondensationsprodukt von verschie
denen Monomeren, die zur Bildung von Polyestern befähigt sind, wie Iso
phthalsäure, aliphatische Dicarbonsäuren, Sulfomonomere und aliphatische oder
cycloaliphatische Glykole.
In der DE-A 23 46 787 sind unter anderem schwer entflammbare Folien aus
linearen Polyestern, die mit Carboxyphosphinsäuren modifiziert sind, offenbart.
Die Herstellung dieser Folien ist jedoch mit einer Reihe von Problemen ver
bunden. So ist der Rohstoff sehr hydrolyseempfindlich und muß sehr gut vorge
trocknet werden. Beim Trocknen des Rohstoffes mit Trocknern, die dem Stand
der Technik entsprechen, verklebt er, so daß nur unter schwierigsten Bedingun
gen eine Folie herstellbar ist. Die unter extremen, unwirtschaftlichen Bedingun
gen hergestellten Folien verspröden zudem bei Temperaturbelastung. Die
mechanischen Eigenschaften gehen dabei so stark zurück, daß die Folie
unbrauchbar wird. Bereits nach 48 h Temperaturbelastung tritt diese Versprödung
auf.
Im Stand der Technik finden sich keine Hinweise darauf, wie einer Folie
zumindest auf einer Seite ein niedriger Glanz bei weiterhin hoher Transparenz
verliehen werden kann, wobei gleichzeitig die Folie antimikrobiell ausgerüstet ist
und keine Versprödung nach Temperaturbelastung zeigt. Es besteht deshalb
weiterhin ein Bedarf an transparenten, antimikrobiell ausgerüsteten Folien bei
denen zumindest eine Seite matt erscheint.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, die in der Hauptanmeldung
DE 101 . . . beschriebene antimikrobiell ausgerüstete, transparente Poly
esterfolie, die mindestens eine matte Oberfläche aufweist, mit speziellen
Funktionalitäten auszurüsten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß eine mehrschichtige,
biaxial orientierte und thermofixierte Folie gemäß der Hauptanmeldung DE 101
mit einer Basisschicht aus einem kristallisierbaren Thermoplasten
und mindestens einer Deckschicht mit einer matten Oberfläche, wobei die
Deckschicht eine Mischung oder ein Blend umfaßt, bestehend aus
- a) einem Polyethylenterephthalat-Homopolymer und/oder -Copolymer und
- b) einem Polyethylenterephthalat-Copolymer, dessen Dicarbonsäure-Ein
heiten
zu 65 bis 95 mol-% aus Isophthalsäure-Einheiten,
zu 0 bis 20 mol-% aus Einheiten von aliphatischen Dicarbon säuren der Formel HO2C-[CH2]n-CO2H, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 11 bedeutet, und
zu 5 bis 15 mol-% aus Einheiten von aromatischen Dicarbon säuren, die - gebunden an den aromatischen Teil - wenigstens eine Sulfonatgruppe auf weisen,
und dessen Diol-Einheiten Einheiten aus aliphatischen oder cyclo aliphatischen Diolen mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen sind,
und mindestens eine Schicht der Folie einen antimikrobiell wirksamen Anteil an
2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxy-diphenylether (Triclosan) aufweist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Folie mit mindestens einer weiteren Funktionalität versehen ist.
Der Anteil des Triclosans beträgt allgemein 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1
bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schicht.
Unter der Bezeichnung "Polyethylenterephthalat-Homopolymer" sollen Polymere
verstanden werden, die neben Ethylenglykol- und Terephthalsäure-Einheiten
keine weiteren Monomereinheiten enthalten. "Polyethylenterephthalat-Copoly
mere" enthalten dementsprechend zusätzlich noch Einheiten aus anderen Diolen
und/oder Dicarbonsäuren.
Die zusätzliche Funktionalität besteht vorzugsweise darin, daß die Folie gegen
UV-Strahlung stabilisiert, flammhemmend ausgerüstet, auf einer Seite oder auf
beiden Seiten beschichtet, siegelfähig und/oder corona- bzw. flammbehandelt ist.
Die Deckschicht der erfindungsgemäßen Folie zeichnet sich durch eine
charakteristische matte Oberfläche bzw. Optik aus. Zu ihren guten mechanischen
Eigenschaften zählen unter anderem eine hoher E-Modul (in Längsrichtung =
Maschinenrichtung (MD) mehr als 3.200 N/mm2; in Querrichtung (TD) mehr als
3.500 N/mm2) und gute Reißfestigkeitswerte (in MD mehr als 100 N/mm2; in TD
mehr als 130 N/mm2). Die Folie läßt sich bei ihrer Herstellung sowohl in Längs-
als auch ich Querrichtung hervorragend und ohne Abrisse verstrecken.
Unter Mischungen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung mechanische
Mischungen zu verstehen, die aus den Einzelkomponenten hergestellt wird. Im
allgemeinen werden hierzu die einzelnen Bestandteile als gepreßte Formkörper
kleiner Größe, z. B. linsen- oder kugelförmiges Granulat, zusammengeschüttet
und mit einer geeigneten Rüttelvorrichtung mechanisch miteinander vermischt.
Eine andere Möglichkeit für die Erstellung einer Mischung besteht darin, daß die
Komponenten a) und b) in Granulatform jeweils für sich getrennt dem Extruder
für die erfindungsgemäße Deckschicht zugeführt werden und die Mischung im
Extruder, bzw. in den nachfolgenden schmelzeführenden Systemen durchgeführt
wird.
Ein Blend im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein legierungsartiger Verbund
der einzelnen Komponenten a) und b), der nicht mehr in die ursprünglichen
Bestandteile zerlegt werden kann. Es weist Eigenschaften wie ein homogener
Stoff auf und kann durch entsprechende Parameter charakterisiert werden.
Die erfindungsgemäße Folie ist zumindest zweischichtig. Sie umfaßt dann eine
Basisschicht B und eine Deckschicht A. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Folie dreischichtig aufgebaut und weist auf der einen Seite
der Schicht B eine Deckschicht A und auf der anderen Seite eine weitere
Deckschicht C auf. Erfindungsgemäß kann das antimikrobiell wirksame Mittel in
der/den Deckschichten und/oder der Basisschicht enthalten sein.
Die Basisschicht B der Folie besteht bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-% aus
einem thermoplastischen Polyester. Geeignet sind Polyester aus Ethylenglykol
und Terephthalsäure (= Polyethylenterephthalat, PET), aus Ethylenglykol und
Naphthalin-2,6-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalat, PEN), aus 1,4-Bis
hydroxymethyl-cyclohexan und Terephthalsäure (= Poly-1,4-cyclohexandimethy
lenterephthalat, PCDT) sowie aus Ethylenglykol, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure
und Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalatbibenzoat,
PENBB). Besonders bevorzugt sind Polyester, die zu mindestens 90 mol-%,
bevorzugt mindestens 95 mol-%, aus Ethylenglykol- und Terephthalsäure-
Einheiten oder aus Ethylenglykol- und Naphthalin-2,6-dicarbonsäure-Einheiten
bestehen. Die restlichen Monomereinheiten stammen aus anderen aliphatischen,
cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren. 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
Kohlenstoff-Atomen. Von den cycloaliphatischen Diolen sind Cyclohexandiole
(insbesondere Cyclohexan-1,4-diol) zu nennen. Geeignete andere aromatische
Diole entsprechen beispielsweise der Formel HO-C6H4-X-C6H4-OH, wobei X für
-CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -O-, -S- oder -SO2- steht. Daneben sind auch
Bisphenole der Formel HO-C6H4-C6H4-OH gut geeignet.
Andere aromatische Dicarbonsäuren sind bevorzugt Benzoldicarbonsäuren,
Naphthalindicarbonsäuren (beispielsweise Naphthalin-1,4- oder -1,6-dicarbon
säure), Biphenyl-x,x'-dicarbonsäuren (insbesondere Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure),
Diphenylacetylen-x,x'-dicarbonsäuren (insbesondere Diphenylacetylen-4,4'-di
carbonsäure) oder Stilben-x,x'-dicarbonsäuren. Von den cycloaliphatischen Dicar
bonsäuren sind Cyclohexandicarbonsäuren (insbesondere Cyclohexan-1,4-dicar
bonsäure) zu nennen. Von den aliphatischen Dicarbonsäuren sind die (C3-C19)-
Alkandisäuren besonders geeignet, wobei der Alkanteil geradkettig oder
verzweigt sein kann.
Die Herstellung der Polyester kann beispielsweise nach dem Umesterungs
verfahren erfolgen. Dabei geht man von Dicarbonsäureestern und Diolen aus, die
mit den üblichen Umesterungskatalysatoren, wie Zink-, Calcium-, Lithium-,
Magnesium- und Mangansalzen, 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 Poly
kondensationskatalysatoren erfolgen. Dabei geht man direkt von den Dicarbon
säuren und den Diolen aus.
Mindestens eine Deckschicht der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie enthält
eine im Folgenden näher beschriebene Mischung bzw. ein Blend mit den zwei
Komponenten a) und b) und gegebenenfalls Additiven.
Die Komponente a) der Deckschicht besteht bevorzugt im wesentlichen aus
einem Polyethylenterephthalathomo- oder -copolymer, insbesondere einem
solchen, wie er bereits für die Basisschicht näher beschrieben ist. Für die
Erzeugung hoher Mattgrade hat es sich dabei als günstig erwiesen, wenn der die
Komponente a) ausmachende Polyester eine vergleichsweise geringe Viskosität
aufweist. Für die Beschreibung der Viskositäten der Schmelzen wird eine
modifizierte Lösungsmittelviskosität (SV-Wert) verwendet. Für handelsübliche
Polyethylenterephthalate, die sich zur Herstellung von biaxial orientierten Folien
eignen, liegen die SV-Werte im Bereich von 500 bis 1200. Um eine hohe Mattheit
der Folie im Sinne der vorliegenden Erfindung zu bekommen, hat es sich als
günstig erwiesen, wenn der SV-Wert des Polyethylenterephthalathomo- oder
-copolymers a) im Bereich von 500 bis 800, bevorzugt im Bereich von 500 bis 750,
besonders bevorzugt im Bereich von 500 bis 700, liegt.
Aliphatische Dicarbonsäuren zur Herstellung der Copolyester b) sind
insbesondere Malon-, Adipin-, Azelain-, Glutar-, Sebacin-, Kork-, Bernstein-
und Brassylsäure sowie Mischungen dieser Säuren oder deren zur Bildung von
Polyestern befähigte Derivate. Von den genannten Säuren wird Sebacinsäure
bevorzugt.
Die aromatischen Dicarbonsäure, die, gebunden an den aromatischen Teil,
wenigstens eine Sulfonatgruppe aufweist, entspricht bevorzugt der Formel
worin
Z ein 3-wertiger aromatischer Rest und
M ein Alkalimetallkation, bevorzugt Na+, K+ oder Li+, ist.
Z ein 3-wertiger aromatischer Rest und
M ein Alkalimetallkation, bevorzugt Na+, K+ oder Li+, ist.
Monomere dieser Art sind bekannt und in der US-A 3 563 942 und der US-A 3 779 993
beschrieben. Beispiele solcher Monomere sind Natrium-sulfotere
phthalsäure, Natrium-5-sulfoisophthalsäure, Natrium-sulfophthalsäure, 5-para-
Natriumsulfophenoxy-isophthalsäure, 5-Natriumsulfopropoxy-isophthalsäure und
ähnliche Monomere sowie deren zur Bildung von Polyestern befähigte Derivate,
z. B. Dimethylester. Der dreiwertige aromatische Rest Z in der genannten Formel
ist folglich vorzugsweise ein dreiwertiger Benzolrest. Unter dem Begriff "zur
Bildung von Polyestern befähigte Derivate" sind hier Verbindungen mit Gruppen
zu verstehen, die zu Kondensationsreaktionen, insbesondere Umesterungs
reaktionen, unter Bildung von Esterbindungen befähigt sind. Dazu zählen
Carboxylgruppen sowie deren niedere Alkylester, z. B. Dimethylterephthalat,
Diethylterephthalat und zahlreiche andere Ester, Halogenide oder Salze. Bevor
zugt werden die Säuremonomeren als Dimethylester verwendet, da auf diese
Weise die Kondensationsreaktion besser gesteuert werden kann.
Die Diol-Einheiten in dem Copolyester b) sind insbesondere Einheiten von
Ethylenglykol,1,5-Pentadiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 1,10-Decandiol
und/oder Cyclohexandimethanol. Bevorzugt wird Ethylenglykol verwendet. Die
Diolkomponente ist in stöchiometrischer Menge anwesend.
Die Copolyester können durch bekannte Polymerisationstechniken hergestellt
werden. Im allgemeinen wird so verfahren, daß die Säurekomponenten mit Glykol
zusammengebracht und in Anwesenheit eines Veresterungskatalysators erhitzt
werden und anschließend ein Polykondensationskatalysator zugegeben wird.
Es hat sich gezeigt, daß die Anteile der Einzelkomponenten für den Copolyester
b) entscheidend für das Erzielen der matten Deckschicht sind. So beträgt der
Anteil der Isophthalsäure-Einheiten mindestens 65 mol-%, bevorzugt 70 bis 95 mol-%,
jeweils bezogen auf die Gesamtheit der Dicarbonsäureeinheiten.
Für die aliphatische Dicarbonsäure gilt, daß jede Säure mit der genannten Formel
zufriedenstellende Ergebnisse bringt, wobei Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacin
säure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure und Mischungen dieser Säuren
bevorzugt sind. Der Anteil der Einheiten aus aliphatischen Dicarbonsäuren
beträgt bis zu 20 mol-%, bevorzugt 1 bis 15 mol-%, jeweils bezogen auf die
Säurekomponente des Copolyesters b).
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Copolyester zeichnen sich weiterhin
dadurch aus, daß sie eine Säurezahl von weniger als 10, vorzugsweise von 0 bis
3, ein mittleres Molekulargewicht von weniger als etwa 50.000 und einen SV-Wert
im Bereich von etwa 30 bis 700, vorzugsweise etwa 350 bis 650, aufweisen.
Das Gewichtsverhältnis der Komponente a) zur Komponente b) kann innerhalb
weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Einsatzzweck
der Mehrschichtfolie. Das Verhältnis der Komponente a) zur Komponente b) liegt
allgemein im Bereich von 10 : 90 bis 95 : 5, bevorzugt von 20 : 80 bis 95 : 5,
besonders bevorzugt von 30 : 70 bis 95 : 5.
Der antimikrobielle Wirkstoff Triclosan wird vorzugsweise über die sogenannte
Masterbatch-Technologie direkt bei der Folienherstellung zudosiert. Als Träger
materialien für den Masterbatch kommen der Thermoplast selbst (insbesondere
Polyethylenterephthalat) oder auch andere Polymere, die mit dem Thermoplasten
ausreichend verträglich sind, in Frage. Wichtig ist, daß Korngröße und
Schüttgewicht des Masterbatches gleich oder zumindest ähnlich der Korngröße
und dem Schüttgewicht des Thermoplasten sind, damit eine homogene
Verteilung erreicht wird. Der Anteil an antimikrobiellem Wirkstoff im Masterbatch
beträgt allgemein 0,4 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,8 bis 15 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Gewicht des Trägermaterials.
Neben Triclosan kann die Folie noch andere antimikrobiell wirksame Verbin
dungen enthalten. Das sind beispielsweise 10,10'-Oxy-bisphenox-arsin, N-
Trihalogenmethylthio-phthalimid, Diphenylantimon-2-ethylhexanoat, Kupfer-8-
hydroxy-chinolin, Tributylzinnoxid und dessen Derivate sowie Derivate von
halogenierten Diphenyletherverbindungen, wobei die oben genannten Derivate
des 2,4,4'-Trichlor-2-hydroxy-diphenylethers besonders bevorzugt sind. Diese
Derivate (speziell Ester und Ether) des Triclosans sind beispielsweise in der WO 99/31036
beschrieben. Sie sind thermisch stabil und zeigen eine geringe
Flüchtigkeit bei geringer Migrationstendenz. Die weiteren antimikrobiell
wirksamen Verbindungen werden vorzugsweise ebenfalls als Masterbatch
zudosiert.
Eine Weiterbildung der in der Hauptanmeldung beschriebenen Folie besteht
darin, daß diese auf mindestens einer Seite beschichtet ist. Die Beschichtung auf
der fertigen Folie hat dabei allgemein eine Dicke von 5 bis 100 nm, bevorzugt 20
bis 70 nm, insbesondere 30 bis 50 nm. Sie wird bevorzugt In-line aufgebracht,
d. h. während des Folienherstellprozesses, zweckmäßigerweise vor der
Querstreckung. Besonders bevorzugt ist die Aufbringung mittels des "Reverse
gravure-roll coating"-Verfahrens, bei dem sich die Beschichtung äußerst
homogen in der genannten Schichtdicke auftragen läßt. Die Beschichtungen
werden - bevorzugt wäßrig - als Lösungen, Suspensionen oder Dispersionen
aufgetragen. Die genannten Beschichtungen verleihen der Folienoberfläche eine
zusätzliche Funktionalität. Beispielsweise wird die Folie dadurch siegelfähig,
bedruckbar, metallisierbar, sterilisierbar, antistatisch, zeigt eine verbesserte
Aromabarriere oder eine verbesserte Haftung von Materialien, die ansonsten
nicht auf der Folienoberfläche haften würden (z. B. fotografische Emulsionen).
Beispiele für Stoffe oder Zusammensetzungen, die zusätzliche Funktionalität
verleihen sind Acrylate (siehe WO 94/13476), Ethylvinylalkohole, PVDC,
Wasserglas (Na2SiO4), hydrophile Polyester (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltige
PET/IPA Polyester wie in den EP-A 144 878 oder US-A 4 252 885 genannt),
Copolymere mit Vinylacetat-Einheiten (siehe WO 94/13481), Polyvinylacetate,
Polyurethane, Alkali- oder Erdalkalisalze von (C10-C18)-Fettsäuren, Copolymere
mit Einheiten aus Butadien und Acrylnitril, Methylmethacrylat, Methacrylsäure
und/oder Acrylsäure und/oder deren Ester. Die Stoffe oder Zusammensetzungen,
die die zusätzliche Funktionalität verleihen, können die üblichen Additive, wie
Antiblockmittel und/oder pH-Stabilisatoren, in Mengen von 0,05 bis 5 Gew.-%,
vorzugsweise von 0,1 bis 3 Gew.-% enthalten.
Die genannten Stoffe oder Zusammensetzungen werden als verdünnte - vor
zugsweise wäßrige - Lösung, Emulsion oder Dispersion auf eine oder beide
Seiten der Folie aufgebracht. Anschließend wird das Lösungsmittel entfernt.
Werden die Beschichtungen In-line vor der Querstreckung aufgebracht, reicht
gewöhnlich die Temperaturbehandlung vor der Querstreckung aus, um das
Lösungsmittel zu verflüchtigen und die Beschichtung zu trocknen. Die
getrockneten Beschichtungen haben dann Schichtdicken von 5 bis 100 nm,
bevorzugt 20 bis 70 nm, insbesondere 30 bis 50 nm.
Des Weiteren kann die Folie - vorzugsweise in einem Off-Line-Verfahren - mit
Metallen wie Aluminium oder keramischen Materialien wie SiOx oder AlxOy
beschichtet sein. Das verbessert insbesondere ihre Gasbarriereeigenschaften.
Die erfindungsgemäße Folie ist in einer Weiterbildung auch UV-stabil aus
gerüstet. Licht, insbesondere der ultraviolette Anteil der Sonnenstrahlung, d. h.
der Wellenlängenbereich von 280 bis 400 nm, induziert bei Thermoplasten
Abbauvorgänge, als deren Folge sich nicht nur das visuelle Erscheinungsbild
durch eintretende Farbänderung bzw. Vergilbung ändert, sondern durch die auch
die mechanisch-physikalischen Eigenschaften der Folien aus den Thermoplasten
äußerst negativ beeinflußt werden. Die Unterbindung dieser photooxidativen
Abbauvorgänge ist von erheblicher technischer und wirtschaftlicher Bedeutung,
da andernfalls die Anwendungsmöglichkeiten von zahlreichen Thermoplasten
drastisch eingeschränkt sind. Polyethylenterephthalate beginnen beispielsweise
schon unterhalb von 360 nm UV-Licht zu absorbieren, ihre Absorption nimmt
unterhalb von 320 nm beachtlich zu und ist unterhalb von 300 nm sehr aus
geprägt. Die maximale Absorption liegt im Bereich zwischen 280 und 300 nm. In
Gegenwart von Sauerstoff werden hauptsächlich Kettenspaltungen beobachtet,
jedoch keine Vernetzungen. Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Carbonsäuren
stellen die mengenmäßig überwiegenden Photooxidationsprodukte dar. Neben
der direkten Photolyse der Estergruppen müssen noch Oxidationsreaktionen in
Erwägung gezogen werden, die über Peroxidradikale ebenfalls die Bildung von
Kohlendioxid zur Folge haben. Die Photooxidation von Polyethylenterephthalaten
kann auch über Wasserstoffabspaltung in α-Stellung der Estergruppen zu
Hydroperoxiden und deren Zersetzungsprodukten sowie zu damit verbundenen
Kettenspaltungen führen (H. Day, D. M. Wiles: J. Appl. Polym. Sci 16, 1972, Seite
203).
UV-Stabilisatoren, d. h. UV-Absorber als Lichtschutzmittel, sind chemische
Verbindungen, die in die physikalischen und chemischen Prozesse des licht
induzierten Abbaus eingreifen. Ruß und andere Pigmente können teilweise einen
Lichtschutz bewirken. Diese Substanzen sind jedoch für hell gefärbte oder gar
gedeckt eingefärbte Folien ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung
führen. Geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind UV-Stabilisatoren,
die mindestens 70%, vorzugsweise 80%, besonders bevorzugt 90%, des UV-
Lichts im Wellenlängenbereich von 180 nm bis 380 nm, vorzugsweise 280 bis
350 nm absorbieren. Diese sind insbesondere dann geeignet, wenn sie im
Temperaturbereich von 260 bis 300°C thermisch stabil sind, d. h. sich nicht in
Spaltprodukte zersetzen und nicht ausgasen. Geeignete UV-Stabilisatoren als
Lichtschutzmittel sind beispielsweise 2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzo
triazole, nickelorganische Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-
Derivate, Resorcin-monobenzoate, Oxalsäure-anilide, Hydroxybenzoesäureester,
Benzoxazinone, sterisch gehinderte Amine und Triazine, wobei die 2-Hydroxy
benzotriazole, die Benzoxazinone und die Triazine bevorzugt sind.
Es war für die Fachwelt völlig überraschend, daß der Einsatz von UV-
Stabilisatoren in Kombination mit einer antimikrobiellen Ausrüstung zu
brauchbaren Folien mit hervorragenden Eigenschaften führt. Der Fachmann hätte
vermutlich zunächst versucht, eine gewisse UV-Stabilität über einen
Oxidationsstabilisator zu erreichen, hätte jedoch nach Bewitterung sofort
festgestellt, daß die Folie schnell gelb wird.
Aus der Literatur sind UV-Stabilisatoren bekannt, die UV-Strahlung absorbieren
und somit Schutz bieten. Der Fachmann hätte dann wohl einen dieser bekannten
und handelsüblichen UV-Stabilisatoren eingesetzt, dabei jedoch festgestellt, daß
der UV-Stabilisator eine mangelnde thermische Stabilität hat und sich bei
Temperaturen zwischen 200 und 240°C in Spaltprodukte zersetzt oder ausgast.
Um die Folie nicht zu schädigen, hätte er große Mengen (ca. 10 bis 15 Gew.-%)
an UV-Stabilisator einarbeiten müssen, damit dieser das UV-Licht wirklich
wirksam absorbiert. Bei diesen hohen Konzentrationen vergilbt jedoch die Folie
schon nach der Herstellung. Auch die mechanischen Eigenschaften werden
negativ beeinflußt. Beim Verstrecken tauchen ungewöhnliche Probleme auf, wie
Abrisse wegen mangelnder Festigkeit, d. h. E-Modul, Düsenablagerungen, was
zu Profilschwankungen führt, Ablagerung von UV-Stabilisator auf den Walzen,
was zur Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften (starke Trübung,
Klebedefekt, inhomogene Oberfläche) führt, und Ablagerungen im Streck- und
Fixierrahmen, die auf die Folie tropfen.
Es war daher überraschend, daß bereits mit niedrigen Konzentrationen des UV-
Stabilisators ein hervorragender UV-Schutz erzielt wird. Besonders überraschend
war, daß sich dabei der Gelbwert der Folie im Vergleich zu einer nicht
stabilisierten Folie im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht ändert. Es treten auch
keine Ausgasungen, Düsenablagerungen oder Rahmenausdampfungen auf,
wodurch die Folie eine exzellente Optik, ein ausgezeichnetes Profil und eine
ausgezeichnete Planlage aufweist. Die UV-stabilisierte Folie läßt sich
hervorragend verstrecken, so daß sie verfahrenssicher und stabil auf
sogenannten "high speed film lines" bis zu Geschwindigkeiten von 420 m/min
produktionssicher hergestellt werden kann. Damit ist die Folie auch wirtschaftlich
rentabel herstellbar. Des weiteren ist es sehr überraschend, daß auch das
Regenerat wieder einsetzbar ist, ohne den Gelbwert der Folie negativ zu
beeinflussen.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungs
gemäße Folie als UV-Stabilisator 0,1 bis 5,0 Gew.-% 2-(4,6-Diphenyl-
[1,3,5]triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol der Formel
oder 0,1 bis 5,0 Gew.-% 2,2'-Methylen-bis-[6-benzotriazol-2-yl-4-(1,1,2,2-tetra
methyl-propyl)-phenol] der Formel
oder 0,1 bis 5,0 Gew.-% 2,2'-(1,4-Phenylen)-bis-([3,1]benzoxazin-4-on) der
Formel
In einer weiteren Ausführungsform können auch Mischungen dieser UV-
Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem dieser UV-Stabilisatoren
mit anderen UV-Stabilisatoren eingesetzt werden, wobei die Gesamtkonzen
tration an Lichtschutzmittel vorzugsweise zwischen 0,1 und 5,0 Gew.-%,
besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, liegt, bezogen auf das
Gewicht der ausgerüsteten Schicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Folie flamm
hemmend ausgerüstet. Flammhemmend bedeutet, daß die Folie in einer
sogenannten Brandschutzprüfung die Bedingungen nach DIN 4102 Teil 2 und
insbesondere die Bedingungen nach DIN 4102 Teil 1 erfüllt und in die
Baustoffklasse B 2 und insbesondere B1 der schwer entflammbaren Stoffe
eingeordnet werden kann. Des Weiteren soll die gegebenenfalls flammhemmend
ausgerüstete Folie den UL-Test 94 "Horizontal Burning Test for Flammability of
Plastic Material" bestehen, so daß sie in die Klasse 94 VTM-0 eingestuft werden
kann. Die Folie enthält demgemäß ein Flammschutzmittel, das ebenfalls über die
Masterbatch-Technologie direkt bei der Folienherstellung zudosiert wird, wobei
der Anteil des Flammschutzmittels im Bereich von 0,5 bis 30,0 Gew.-%,
vorzugsweise von 1,0 bis 20,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schicht
des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt. Im Masterbatchs beträgt der Anteil des
Flammschutzmittels allgemein 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Masterbatches. Geeignete
Flammschutzmittel sind beispielsweise Bromverbindungen, Chlorparaffine und
andere Chlorverbindungen, Antimontrioxid und Aluminiumhydroxid. Die
Halogenverbindungen haben allerdings den Nachteil, daß dabei halogenhaltige
Nebenprodukte entstehen können. Im Brandfall entstehen insbesondere
Halogenwasserstoffe. Nachteilig ist auch die geringe Lichtbeständigkeit einer
damit ausgerüsteten Folie. Weitere geeignete Flammschutzmittel sind
beispielsweise organische Phosphorverbindungen wie Carboxyphosphinsäuren,
deren Anhydride und Methanphosphonsäuredimethylester. Wesentlich ist, daß
die organische Phosphorverbindung im Thermoplast löslich ist, da andernfalls die
geforderten optischen Eigenschaften nicht erfüllt werden.
Da die Flammschutzmittel im allgemeinen eine gewisse Hydrolyseempfindlichkeit
aufweisen, kann der zusätzliche Einsatz eines Hydrolysestabilisators sinnvoll
sein. Als Hydrolysestabilisator werden im allgemeinen phenolische Stabilisatoren,
Alkali- oder Erdalkalistearate und/oder Alkali- oder Erdalkalicarbonate in Mengen
von 0,01 bis 1,0 Gew.-% eingesetzt. Phenolische Stabilisatoren werden in einer
Menge von 0,05 bis 0,6 Gew.-%, insbesondere 0,15 bis 0,3 Gew.-% und mit einer
Molmasse von mehr als 500 g/mol bevorzugt. Pentaerythrit-tetrakis-3-(3,5-di-tert.-
butyl-4-hydroxy-phenyl)-propionat oder 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-
butyl-4-hydroxy-benzyl)-benzol sind besonders vorteilhaft.
In dieser bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße schwer
entflammbare Folie als Hauptbestandteil ein kristallisierbares PET, 1 Gew.-% bis
20 Gew.-% einer im Thermoplasten löslichen organischen Phosphorverbindung
als Flammschutzmittel und 0,1 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% eines Hydrolyse
stabilisators. Als Flammschutzmittel ist Methanphosphonsäuredimethylester
bevorzugt. Diese Anteile an Flammschutzmittel und Hydrolysestabilisator haben
sich auch dann als günstig erwiesen, wenn der Hauptbestandteil der Folie nicht
PET ist, sondern ein anderer Thermoplast ist.
Ganz überraschend haben Brandschutzversuche nach DIN 4102 und dem UL-
Test gezeigt, daß es im Falle einer dreischichtigen Folie durchaus ausreichend
ist, die 0,5 bis 2 µm dicken Deckschichten mit Flammschutzmitteln auszurüsten,
um eine verbesserte Flammhemmung zu erreichen. Bei Bedarf und bei hohen
Brandschutzanforderungen kann auch die Kernschicht mit Flammschutzmitteln
ausgerüstet sein, d. h. eine sogenannte Grundausrüstung beinhalten.
Überraschenderweise erfüllen erfindungsgemäße Folien im Dickenbereich 10 bis
350 µm die Anforderungen der Baustoffklassen B2 und B1 nach DIN 4102 und
des UL-Tests 94.
Wo eine sehr gute Siegelfähigkeit gefordert wird und wo diese Eigenschaft nicht
über eine Online Beschichtung erreicht werden kann, ist die erfindungsgemäße
Folie zumindest dreischichtig aufgebaut und umfaßt dann in einer besonderen
Ausführungsform die Basisschicht B, eine siegelfähige Deckschicht C und die
zuvor beschriebene matte Deckschicht A.
Die durch Coextrusion auf die Basisschicht B aufgebrachte siegelfähige Deck
schicht C ist auf Basis von Polyestercopolymeren aufgebaut und besteht im
wesentlichen aus Copolyestern, die überwiegend aus Isophthalsäure-, Bibenzol
carbonsäure- und Terephthalsäure-Einheiten und aus Ethylenglykol-Einheiten
zusammengesetzt sind. Die restlichen Monomereinheiten stammen aus anderen
aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren,
wie sie auch in der Basisschicht vorkommen können. Die bevorzugten Copolyester,
die die gewünschten Siegeleigenschaften bereitstellen, sind solche, die
aus Etylenterephthalat- und Ethylenisophthalat-Einheiten und aus Ethylenglykol-
Einheiten aufgebaut sind. Der Anteil an Ethylenterephthalat beträgt 40 bis 95 mol-%
und der entsprechende Anteil an Ethylenisophthalat 60 bis 5 mol-%.
Bevorzugt sind Copolyester, bei denen der Anteil an Ethylenterephthalat 50 bis
90 mol-% und der entsprechende Anteil an Ethylenisophthalat 50 bis 10 mol-%
beträgt und ganz bevorzugt sind Copolyester, bei denen der Anteil an Ethylen
terephthalat 60 bis 85 mol-% und der entsprechende Anteil an Ethylen
isophthalat 40 bis 15 mol-% beträgt. Im Gegensatz zur matten Deckschicht A ist
die Deckschicht C siegelfähig.
Die gewünschten Siegel- und Verarbeitungseigenschaften der erfindungsge
mäßen Folie werden aus der Kombination der Eigenschaften des verwendeten
Copolyesters für die siegelfähige Deckschicht und den Topographien der siegel
fähigen Deckschicht C und der matten Deckschicht A erhalten.
Die Siegelanspringtemperatur von 110°C und die Siegelnahtfestigkeit von
mindestens 1,3 N/15 mm wird erreicht, wenn für die siegelfähige Deckschicht C
die oben näher beschriebenen Copolymere verwendet werden. Die besten
Siegeleigenschaften der Folie erhält man, wenn dem Copolymeren keine
weiteren Additive, insbesondere keine anorganische oder organische Filler
zugegeben werden. Für diesen Fall erhält man bei vorgegebenem Copolyester
die niedrigste Siegelanspringtemperatur und die höchsten Siegelnahtfestigkeiten.
Allerdings ist in diesem Fall das Handling der Folie schlecht, da die Oberfläche
der siegelfähigen Deckschicht C stark zum Verblocken neigt. Die Folie läßt sich
kaum wickeln und ist für eine Weiterverarbeitung auf schnelllaufenden
Verpackungsmaschinen nicht geeignet. Zur Verbesserung des Handlings der
Folie und der Verarbeitbarkeit ist es notwendig, die siegelfähige Deckschicht C
zu modifizieren. Dies geschieht am besten mit Hilfe von geeigneten
Antiblockmitteln einer ausgewählten Größe, die in einer bestimmten
Konzentration der Siegelschicht zugegeben werden und zwar derart, daß
einerseits das Verblocken minimiert und andererseits die Siegeleigenschaften nur
unwesentlich verschlechtert werden.
Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften kann die Folie auch corona-
bzw. flammbehandelt sein. Die Behandlungsintensität ist so gewählt, daß die
Oberflächenspannung der Folie im allgemeinen über 45 mN/m liegt.
Die Basisschicht und/oder die Deckschichten können neben dem über die
Masterbatch-Technologie zudosierten antimikrobiellen Wirkstoff und den bisher
beschriebenen Additiven zusätzlich weitere übliche Additive, wie Stabilisatoren
und Antiblockmittel, enthalten. Sie werden zweckmäßig dem Polymer bzw. der
Polymermischung bereits vor dem Aufschmelzen zugesetzt.
Als Additive können auch Mischungen von zwei und mehr verschiedenen
Antiblockmitteln oder Mischungen von Antiblockmitteln gleicher Zusammen
setzung, aber unterschiedlicher Partikelgröße gewählt werden. Die Partikel
können den einzelnen Schichten in den üblichen Konzentrationen, z. B. als
glykolische Dispersion, während der Polykondensation oder über Masterbatche
bei der Extrusion zugegeben werden. Als besonders geeignet haben sich
Pigmentkonzentrationen von 0,0001 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der
Deckschichten erwiesen. Durch die Zugabe dieser Partikel in die Deckschicht A
hat man eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, den Mattgrad der Folie zu variieren.
Mit der Zunahme der Pigmentkonzentration ist in der Regel auch eine Zunahme
des Mattgrades der Folie verbunden. Eine detaillierte Beschreibung der
Antiblockmittel findet sich beispielsweise in der EP-A 602 964.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung
dieser Folie. Es umfaßt das Herstellen einer Folie aus Basis- und Deckschichten
durch Coextrusion, das biaxiale Verstrecken der Folie und das Thermofixieren
der verstreckten Folie.
Es ist wichtig, daß das Masterbatch, das den antimikrobiellen Wirkstoff und
gegebenenfalls das Flammschutzmittel enthält, vorkristallisiert bzw. vorgetrocknet
ist. Diese Vortrocknung beinhaltet ein gradielles Erhitzen des Masterbatches
unter reduziertem Druck (20 bis 80 mbar, vorzugsweise 30 bis 60 mbar,
insbesondere 40 bis 50 mbar) und unter Rühren und gegebenenfalls ein
Nachtrocknen bei konstanter, erhöhter Temperatur, ebenfalls unter reduziertem
Druck. Das Masterbatch wird vorzugsweise bei Raumtemperatur aus einem
Dosierbehälter in der gewünschten Abmischung zusammen mit den Polymeren
der Basis- und/oder Deckschichten und ggf. anderen Rohstoffkomponenten
chargenweise in einem Vakuumtrockner, der im Laufe der Trocken- bzw.
Verweilzeit ein Temperaturspektrum von 10°C bis 160°C, vorzugsweise 20°C
bis 150°C, insbesondere 30°C bis 130°C, durchläuft, gefüllt. Während der ca.
6-stündigen, vorzugsweise 5-stündigen, insbesondere 4-stündigen, Verweilzeit
wird die Rohstoffmischung mit 10 bis 70 Upm, vorzugsweise 15 bis 65 Upm,
insbesondere 20 bis 60 Upm, gerührt. Das so vorkristallisierte bzw.
vorgetrocknete Rohstoffgemisch wird in einem nachgeschalteten ebenfalls
evakuierten Behälter bei 90°C bis 180°C, vorzugsweise 100°C bis 170°C,
insbesondere 110°C bis 160°C, für 2 bis 8 Stunden, vorzugsweise 3 bis 7
Stunden, insbesondere 4 bis 6 Stunden, nachgetrocknet.
Zur Herstellung der Deckschicht A werden zweckmäßig Granulate aus der
Mischungskomponente a) und Granulate aus der Mischungskomponente b) im
gewünschten Mischungsverhältnis sowie gegebenenfalls das vorgetrocknete
Triclosan-Masterbatch direkt dem Extruder zugeführt. Es hat sich als zweckmäßig
erwiesen, für die Extrusion der erfindungsgemäßen matten Deckschicht einen
Zweischneckenextruder zu verwenden, wie er z. B. in der EP-A 0 826 478
beschrieben ist. Die Materialien schmelzen bei etwa 300°C und einer Verweilzeit
von etwa 5 min auf und lassen sich extrudieren. Unter diesen Bedingungen
können im Extruder Umesterungsreaktionen ablaufen, bei denen sich weitere
Copolymere aus den Homopolymeren und den Copolymeren bilden können.
Die Polymere für die Basisschicht sowie das vorgetrocknete Triclosan-
Masterbatch und gegebenenfalls weitere Masterbatche werden zweckmäßig über
einen weiteren Extruder zugeführt. Etwa vorhandene Fremdkörper oder
Verunreinigungen lassen sich aus der Polymerschmelze vor der Extrusion
abfiltrieren. Die Schmelzen werden dann in einer Mehrschichtdüse zu flachen
Schmelzefilmen ausgeformt und übereinander geschichtet. Anschließend wird
der Mehrschichtfilm mit Hilfe einer Kühlwalze und gegebenenfalls weiteren
Walzen abgezogen und verfestigt.
Die biaxiale Verstreckung wird im allgemeinen sequentiell oder simultan
durchgeführt. Bei der sequentiellen Streckung wird vorzugsweise erst in
Längsrichtung (d. h. in Maschinenrichtung) und anschließend in Querrichtung (d. h.
senkrecht zur Maschinenrichtung) verstreckt. Dies führt zu einer Orientierung der
Molekülketten. Das Verstrecken in Längsrichtung läßt sich mit Hilfe zweier
entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell laufender
Walzen durchführen. Zum Querverstrecken benutzt man allgemein einen
Kluppenrahmen. Bei der Simultanstreckung wird die Folie gleichzeitig in Längs-
und in Querrichtung in einem Kluppenrahmen verstreckt.
Die Temperatur, bei der die Verstreckung durchgeführt wird, kann in einem relativ
großen Bereich variieren und richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften
der Folie. Im allgemeinen wird die Längsstreckung bei 80 bis 130°C und die
Querstreckung bei 90 bis 150°C durchgeführt. Das Längsstreckverhältnis liegt
allgemein im Bereich von 2,5 : 1 bis 6 : 1, bevorzugt von 3 : 1 bis 5,5 : 1. Das
Querstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 3,0 : 1 bis 5,0 : 1, bevorzugt von
3,5 : 1 bis 4,5 : 1. Sofern gewünscht, kann sich an die Querstreckung nochmals
eine Längsverstreckung und sogar eine weitere Querverstreckung anschließen.
Bei der nachfolgenden Thermofixierung wird die Folie etwa 0,1 bis 10 s lang bei
einer Temperatur von 150 bis 250°C gehalten. Anschließend wird die Folie in
üblicher Weise aufgewickelt.
Die erfindungsgemäße Polyesterfolie enthält vorzugsweise noch eine zweite
Deckschicht C, die auf der der Deckschicht A entgegengesetzten Seite der
Basisschicht B angeordnet ist. Aufbau, Dicke und Zusammensetzung der zweiten
Deckschicht können unabhängig von der bereits vorhandenen Deckschicht
gewählt werden, wobei die zweite Deckschicht ebenfalls die bereits genannten
Polymere, antimikrobiellen Wirkstoffe oder Polymermischungen für die Basis-
oder die erste Deckschicht enthalten kann, welche aber nicht mit denen der
ersten Deckschicht identisch sein müssen. Die zweite Deckschicht kann auch
andere gängige Deckschichtpolymere enthalten, die auch mit antimikrobiellem
Wirkstoff ausgerüstet sein können.
Zwischen der Basisschicht und den Deckschichten kann sich gegebenenfalls
noch eine Zwischenschicht befinden. Sie kann aus den für die Basisschicht
beschriebenen Polymeren bestehen. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform besteht sie aus dem für die Basisschicht verwendeten
Polyester. Sie kann auch den beschriebenen antimikrobiellen Wirkstoff und die
beschriebenen üblichen Additive enthalten. Die Dicke der Zwischenschicht ist im
allgemeinen größer als 0,3 µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 15 µm,
insbesondere 1,0 bis 10 µm.
Die Dicke der Deckschichten ist im allgemeinen größer als 0,1 µm und liegt
vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 5 µm, insbesondere 0,2 bis 4 µm, wobei die
Deckschichten gleich oder verschieden dick sein können.
Die Gesamtdicke der erfindungsgemäßen Polyesterfolie kann innerhalb weiter
Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Verwendungszweck.
Sie beträgt allgemein 1 bis 500 µm, bevorzugt 3 bis 350 µm, insbesondere 6 bis
300 µm, wobei die Basisschicht einen Anteil von vorzugsweise etwa 40 bis 90%
an der Gesamtdicke hat.
Die erfindungsgemäße Folie ist ohne Umweltbelastung problemlos recycelbar.
Ihre Herstellungskosten liegen nur unwesentlich über denen einer Folie aus
Standardpolyesterrohstoffen. Die sonstigen verarbeitungs- und gebrauchs
relevanten Eigenschaften bleiben im wesentlichen unverändert oder sind sogar
verbessert. Daneben ist bei der Herstellung der Folie gewährleistet, daß das
Regenerat in einem Anteil von bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wiederverwendet werden
kann, ohne daß dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert
negativ beeinflußt werden.
Daher war es mehr als überraschend, daß mittels Masterbatch-Technologie,
einer geeigneten Vortrocknung und/oder Vorkristallisation eine antimikrobiell
ausgerüstete Folie mit dem geforderten Eigenschaftsprofil wirtschaftlich und ohne
Verklebung im Trockner herstellbar ist und daß die Folie auch nach
Temperaturbelastung nicht versprödet und beim Knicken nicht bricht.
Sehr überraschend war ebenfalls, daß bei diesem hervorragenden Resultat und
der geforderten antimikrobiellen Wirkung der Gelbwert der Folie im Vergleich zu
einer nicht mit Triclosan ausgerüsteten Folie im Rahmen der Meßgenauigkeit
nicht negativ beeinflußt ist. Es treten auch keine Ausgasungen, Düsenablage
rungen oder Rahmenausdampfungen auf, so daß die Folie eine exzellente Optik
aufweist, ein ausgezeichnetes Profil und eine hervorragende Planlage hat. Die
erfindungsgemäße Folie zeichnet sich zudem durch einen hervorragende
Verstreckbarkeit aus, so daß sie verfahrenssicher und stabil auf sogenannten
High speed film lines bis zu Geschwindigkeiten von 420 m/min produktionssicher
hergestellt werden kann. Damit ist die Herstellung auch wirtschaftlich rentabel.
Weiterhin zeichnet sich die erfindungsgemäße Folie durch einen niedrigen Glanz,
insbesondere auf der Folienoberfläche A, und durch eine vergleichsweise
niedrige Trübung aus. Außerdem besitzt sie ein gutes Wickel- und Verarbei
tungsverhalten. Erwähnenswert ist noch, daß die erfindungsgemäße Deckschicht
gut mit Kugelschreiber, Filzstift oder Füllfeder beschreibbar ist.
Der Glanz der Folienoberfläche A ist niedriger als 70. In einer bevorzugten
Ausführungsform beträgt der Glanz dieser Seite weniger als 60 und in einer
besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 50 (jeweils bei einem
Einstrahlwinkel von 60°). Diese Folienoberfläche vermittelt damit einen besonders
hohen werbewirksamen Charakter und eignet sich daher insbesondere als
außenliegende Oberfläche bei einer Verpackung.
Die Trübung der Folie ist kleiner als 40%. In einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt die Trübung der Folie weniger als 35% und in einer besonders
bevorzugten Ausführungsform weniger als 30%. Durch die vergleichsweise
geringe Trübung der Folie (verglichen mit einer matten Monofolie, siehe
Vergleichsbeispiel) kann die Folie z. B. im Konterdruck bedruckt werden oder es
können Sichtfenster eingebaut werden, durch die z. B. das Füllgut sehr gut zu
erkennen ist.
Durch die überraschende Kombination ausgezeichneter Eigenschaften eignet
sich die erfindungsgemäße Folie in ihren verschiedenen Ausgestaltungen
hervorragend in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen, z. B. als
Verpackungsmaterial im Lebensmittel-, Pharma- und Medizinbereich, aber auch
im Entsorgungsbereich, in der Werbung besonders für Messebau und
Messeartikel, im Bausektor, im Beleuchtungssektor, um nur einige Bereiche zu
nennen. Sie wird eingesetzt als Dekorations-, Möbel- und Verpackungsfolie, im
Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, Lichtwerbeprofil, für Schilder, als
Innenraum- oder Außenverkleidung, als Display, Kaschiermedium, für Gewächs
häuser, Überdachungen, Abdeckungen, als Schattenmatte etc. Sie ist außerdem
zur Herstellung von Etiketten (Labels), als Trennfolie zur Herstellung von GFK-
Halbzeugen, als Prägefolie oder In-Mold-Label geeignet.
Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden die folgenden
Methoden benutzt:
DIN = Deutsches Institut für Normung
ISO = International Organization for Standardization
ASTM = American Society for Testing and Materials
ISO = International Organization for Standardization
ASTM = American Society for Testing and Materials
In einem Schalentest werden die erfindungsgemäße Folie und eine Referenzfolie,
die nicht antimikrobiell ausgerüstet ist, untersucht. Dabei wird die zu prüfende
Folie auf den in einer Petrischale befindlichen Nähragar aufgelegt und
anschließend sehr dünn mit Agar überschichtet, in dem sich die Prüforganismen
befinden. Sofern keine gegen den Organismus wirksame Substanz vorhanden
ist, wird der Prüforganismus das Folienmuster und somit die gesamte Fläche der
Petrischale bewachsen. Eine den Wuchs hemmende Substanz macht sich
dadurch bemerkbar, daß zumindest die zu untersuchende Folie nicht
überwachsen wird oder darüber hinaus der Bewuchs noch um die Folie herum
gehemmt ist (Hemmhof). Als Testkultur wurde escherichia coli NCTC 8196
eingesetzt.
Die Standardviskosität SV (DCE) wird, angelehnt an DIN 53726, in Dichlor
essigsäure gemessen. Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus
der Standardviskosität
IV (DCE) = 6,67 × 10-4 SV (DCE) + 0,118
Die Reibung wurde nach DIN 53 375 bestimmt. Die Gleitreibungszahl wurde 14
Tage nach der Produktion gemessen.
Die Oberflächenspannung wurde mit der sogenannten Tintenmethode (DIN
53 364) bestimmt.
Die Trübung der Folie wurde nach ASTM-D 1003-52 gemessen. Die Trübungs
messung nach Hölz wurde in Anlehnung an ASTM-D 1003-52 bestimmt, wobei
jedoch zur Ausnutzung des optimalen Meßbereichs an vier übereinander
liegenden Folienlagen gemessen und anstelle einer 4°-Lochblende eine 1°-Spalt
blende eingesetzt wurde.
Der Glanz wurde nach DIN 67 530 bestimmt. Gemessen wurde der Reflektorwert
als optische Kenngröße für die Oberfläche einer Folie. Angelehnt an die Normen
ASTM-D 523-78 und ISO 2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 20° oder 60°
eingestellt. Ein Lichtstrahl trifft unter dem eingestellten Einstrahlwinkel auf die
ebene Prüffläche und wird von dieser reflektiert bzw. gestreut. Die auf den
photoelektronischen Empfänger auffallenden Lichtstrahlen werden als proportionale
elektrische Größe angezeigt. Der Meßwert ist dimensionslos und muß mit
dem Einstrahlwinkel angegeben werden.
Die Rauhigkeit Ra der Folie wurde nach DIN 4768 bei einem Cut-off von 0,25 mm
bestimmt.
Die UV-Stabilität wurde nach der Testspezifikation ISO 4892 wie folgt geprüft:
Das Brandverhalten wurde nach DIN 4102 Teil 2, Baustoffklasse B2 und nach
DIN 4102 Teil 1, Baustoffklasse B1 sowie nach dem UL-Test 94 ermittelt.
Mit dem Siegelgerät HSG/ET der Firma Brugger wurden heißgesiegelte Proben
(Siegelnaht 20 mm × 100 mm) hergestellt, wobei die Folie bei unterschiedlichen
Temperaturen mit Hilfe zweier beheizter Siegelbacken bei einem Siegeldruck von
2 bar und einer Siegeldauer von 0,5 s gesiegelt wurde. Aus den gesiegelten
Proben wurden Prüfstreifen von 15 mm Breite geschnitten. Die T-Siegelnaht
festigkeit wurde wie bei der Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit gemessen. Die
Siegelanspringtemperatur ist die Temperatur, bei der eine Siegelnahtfestigkeit
von mindestens 0,5 N/15 mm erreicht wird.
Zur Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit wurden zwei 15 mm breite Folien
streifen übereinandergelegt und bei 130°C, einer Siegelzeit von 0,5 s und einem
Siegeldruck von 2 bar (Gerät: Brugger Typ NDS, einseitig beheizte Siegelbacke)
gesiegelt. Die Siegelnahtfestigkeit wurde nach der T-Peel-Methode bestimmt.
Bei nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen handelt es sich jeweils
um mehrschichtige, matte Folien unterschiedlicher Dicke, die auf einer Extru
sionsstraße hergestellt wurden.
Alle Folien wurden nach der Testspezifikation ISO 4892 beidseitig je 1000
Stunden pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer der Fa. Atlas bewittert
und anschließend bezüglich der mechanischen Eigenschaften, der Verfärbung,
der Oberflächendefekte, der Trübung und des Glanzes geprüft.
Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Ein Copolyester mit 90 mol-% an Einheiten aus Isophthalsäure und 10 mol-%
an Einheiten aus dem Natriumsalz der 5-Sulfoisophthalsäure als Säure
komponente und 100 mol-% Ethylenglykol als Diolkomponente wurde nach dem
folgenden Verfahren hergestellt:
Ein 2 l fassender Reaktionsbehälter aus Edelstahl, der mit einem Ankerrührer,
einem Thermoelement zur Messung der Temperatur des Gefäßinhalts, einer 18
Zoll-Claisen/Vigreux-Destillationskolonne mit Kühler und Vorlage, einer Einlaß
öffnung und einem Heizmantel ausgerüstet war, wurde auf 190°C vorgeheizt, mit
Stickstoff gespült und mit 1065,6 g Dimethylisophthalat, 180,6 g Dimethyl-5-
sulfoisophthalat-natriumsalz und 756,9 g Ethylenglykol befüllt. Außerdem wurden
noch 0,439 g Natriumcarbonat-Decahydrat als Puffer und 0,563 g Mangan(II)-
acetat-Tetrahydrat als Umesterungskatalysator in ein Gefäß gegeben. Das
Gemisch wurde unter Rühren erhitzt, wobei Methanol abdestillierte. Während der
Destillation wurde die Gefäßtemperatur allmählich auf 250°C erhöht. Als das
Gewicht des Destillats der theoretischen Methanolausbeute entsprach, wurde
eine Ethylenglykollösung mit einem Gehalt von 0,188 g phosphoriger Säure
zugesetzt. Die Destillationskolonne wurde durch einen gekrümmten Dampfabzug
mit Vorlage ersetzt. Dem Reaktionsgemisch wurden 20 g reines Ethylencarbonat
zugegeben, und sofort setzte eine heftige Gasentwicklung (CO2) ein. Die CO2-
Entwicklung ließ nach etwa 10 min nach. Es wurde dann ein Unterdruck von
240 mm Hg eingestellt und der Polykondensationskatalysator (0,563 g Sb2O3,
aufgeschlämmt in Ethylenglykol) hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde unter
Beibehaltung des Unterdrucks von 240 mm Hg 10 min gerührt. Anschließend
wurde der Druck in Stufen von jeweils 10 mm Hg/min von 240 mm Hg auf 20 mm
Hg weiter reduziert wurde. Sobald das Vakuum im System auf 20 mm Hg
reduziert war, wurde die Gefäßtemperatur mit einer Geschwindigkeit von
2°C/min von 250°C auf 290°C angehoben. Bei einer Temperatur von 290°C
im Gefäß wurde die Rührergeschwindigkeit gedrosselt und der Druck auf
höchstens 0,1 mm Hg gesenkt. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine Ampere
meterablesung des Rührermotors vorgenommen. Die Viskosität des Polymeren
wurde gesteuert, indem man die Polykondensation nach festen Werten für die
Veränderung der Amperezahl des Rührermotors von (jeweils) 2,3 A ablaufen ließ.
Als das gewünschte Molgewicht erreicht war, wurde das Gefäß mit Stickstoff
unter Druck gesetzt, um das flüssige Polymere aus dem Bodenstopfen des
Gefäßes in ein Abschreckbad aus Eiswasser zu pressen.
Es wurden 85 Gew.-% der Komponente a) (Polyethylenterephthalat mit einem
SV-Wert von 680) mit 15 Gew.-% der Komponente b) dem Einfülltrichter eines
Zweischneckenextruders zugeführt und beide Komponenten zusammen bei etwa
300°C extrudiert und dem Deckschichtkanal A einer Mehrschichtdüse zugeführt.
Durch Coextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und
Querrichtung wurde dann eine matte dreischichtige Folie mit A-B-C-Aufbau und
einer Gesamtdicke von 12 µm hergestellt. Die Deckschichten hatten eine Dicke
von jeweils 1,5 µm.
93 Gew.-% Polyethylenterephthalat (RT 49 von KoSa, Deutschland) mit einem
SV-Wert von 800
5 Gew.-% Masterbatch aus 99 Gew.-% Polyethylenterephthalat (RT 49) und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (®Sylobloc 44H der Firma Grace) mit einer mittleren Teilchengröße von 4,5 µm
2 Gew.-% Masterbatch aus 10 Gew.-% Triclosan und 90 Gew.-% Polyethylenterephthalat (T 94 VV von KoSa, Deutschland)
5 Gew.-% Masterbatch aus 99 Gew.-% Polyethylenterephthalat (RT 49) und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (®Sylobloc 44H der Firma Grace) mit einer mittleren Teilchengröße von 4,5 µm
2 Gew.-% Masterbatch aus 10 Gew.-% Triclosan und 90 Gew.-% Polyethylenterephthalat (T 94 VV von KoSa, Deutschland)
85 Gew.-% Komponente a) und 15 Gew.-% Komponente b)
88 Gew.-% Polyethylenterephthalat (RT 49) mit einem SV-Wert von 800,
10 Gew.-% Masterbatch aus 99 Gew.-% Polyethylenterephthalat (RT 49) und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (®Sylobloc 44 H) mit einer mittleren Teilchengröße von 4,5 µm,
2 Gew.-% Masterbatch aus 10 Gew.-% Triclosan und 90 Gew.-% Polyethylen terephthalat (T 94 VV)
10 Gew.-% Masterbatch aus 99 Gew.-% Polyethylenterephthalat (RT 49) und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (®Sylobloc 44 H) mit einer mittleren Teilchengröße von 4,5 µm,
2 Gew.-% Masterbatch aus 10 Gew.-% Triclosan und 90 Gew.-% Polyethylen terephthalat (T 94 VV)
Die einzelnen Verfahrensschritte wurden wie folgt durchgeführt:
Nach der Längsstreckung wurde die Folie mittels "Reverse gravure-roll coating"-
Verfahren mit einer wäßrigen Dispersion beidseitig beschichtet. Die Dispersion
enthielt neben Wasser 4,2 Gew.-% hydrophilischen Polyester (5-Na-sulfoiso
phthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41, Ticona, USA), 0,15 Gew.-%
kolloidales Siliciumdioxid (Nalco 1060, Deutsche Nalco Chemie, Deutschland) als
Antiblockmittel sowie 0,15 Gew.-% Ammoniumcarbonat (Merck, Deutschland) als
pH-Puffer. Das Naßantragsgewicht betrug 2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach
der Querstreckung lag die berechnete Dicke der Beschichtung bei 40 nm.
Analog Beispiel 1 wurde eine 50 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt. Im Unter
schied zu Beispiel 1 enthielt die Folie zur Verbesserung der UV-Stabilität
zusätzlich 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl-[1,3,5]triazin-2-yl)-5-
hexyloxy-phenol (®Tinuvin 1577 der Firma Ciba-Geigy) in der Basisschicht B und
der Deckschicht C. Der UV-Stabilisator wurde in Form eines Masterbatches
(20 Gew.-% Tinuvin, 80 Gew.-% PET) zugegeben.
Tinuvin 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149°C und ist bis ca. 330°C thermisch
stabil.
Es wurde ein 19 µm dicke coextrudierte A-B-C-Folie hergestellt.
Die 16 µm dicke Basisschicht B enthielt als Hauptbestandteil PET, 0,2 Gew.-%
Triclosan, 0,2 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 4 Gew.-% Flammschutzmittel.
Die Schicht enthielt weiterhin 30 Gew.-% des immanent bei der Folienproduktion
anfallenden Eigenregenerates.
Die Deckschichten A und C waren identisch mit den Deckschichten aus Beispiel
1.
Das PET, aus dem die transparente Folie hergestellt wurde, hatte eine
Standardviskosität SV (DCE) von 810, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE)
von 0,658 dl/g entspricht.
Triclosan wurde in Form eines Masterbatches zugegeben, das neben PET
10 Gew.-% Triclosan enthielt.
Der Hydrolysestabilisator und das Flammschutzmittel wurden in Form eines
Masterbatches zudosiert. Das Masterbatch setzte sich aus 20 Gew.-%
Flammschutzmittel, 1 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 79 Gew.-% PETBB
zusammen.
Bei dem Hydrolysestabilisator handelte es sich um Pentaerythrit-tetrakis-[3-(3,5-
di-tert.-butyl-4-hydroxy-phenyl)-propionat], bei dem Flammschutzmittel um
Methanphosphonsäuredimethylester.
Analog Beispiel 3 wurde eine 19 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt. Im
Unterschied zu Beispiel 3 wurde die Folie nach der Längsstreckung mittels
"Reverse gravure-roll coating"-Verfahren mit einer wäßrigen Dispersion einseitig
auf der Deckschicht C beschichtet. Die Dispersion enthielt neben Wasser 4,2 Gew.-%
eines hydrophilen Polyesters (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltiges
PET/IPA-Polyester, SP41, Ticona, USA), 0,15 Gew.-% kolloidales Siliciumdioxid
(®Nalco 1060) als Antiblockmittel sowie 0,15 Gew.-% Ammoniumcarbonat als pH-
Puffer. Das Naßantragsgewicht betrug 2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach der
Querstreckung lag die berechnete Dicke der Beschichtung bei 40 nm.
Es wurde eine 12 µm dicke, coextrudierte, siegelfähige A-B-C-Folie hergestellt.
Die 10 µm dicke Basisschicht B enthielt als Hauptbestandteil PET, 0,3 Gew.-%
Triclosan sowie 30 Gew.-% des immanent bei der Folienproduktion anfallenden
Eigenregenerates.
Für die 1 µm dicke siegelfähige Deckschicht C wurde als Thermoplast ein
Copolyester aus 78 Mol.-% Ethylenterephthalat und 22 mol-% Ethylenisophthalat
verwendet (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn als
Umesterungskatalysator, Mn-Konzentration: 100 ppm).
Die Deckschicht C enthielt weiterhin 3,0 Gew.-% eines Masterbatches aus 97,75 Gew.-%
Copolyester und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (®Sylobloc 44 H) und
1,25 Gew.-% pyrogenes SiO2 (®Aerosil TT 600 von Degussa).
Die Deckschicht A war identisch mit der Deckschicht A aus Beispiel 1.
Das PET, aus dem die transparente Folie hergestellt wurde, hatte eine
Standardviskosität SV (DCE) von 810, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE)
von 0,658 dl/g entspricht.
Es wurde analog zu Beispiel 5 eine 12 µm dicke, matte, coextrudierte,
siegelfähige A-B-C-Folie hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 5 wurde die nicht
siegelfähige Deckschicht C nach der Längsstreckung mittels "Reverse gravure-
roll coating"-Verfahren mit einer wäßrigen Dispersion einseitig beschichtet. Die
Dispersion enthielt neben Wasser 4,2 Gew.-% hydrophilischen Polyester (5-
Natrium-sulfoisophthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41, Ticona, USA),
0,15 Gew.-% kolloidales Siliciumdioxid (®Nalco 1060) als Antiblockmittel sowie
0,15 Gew.-% Ammoniumcarbonat als pH-Puffer. Das Naßantragsgewicht betrug
2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach der Querstreckung lag die berechnete Dicke
der Beschichtung bei 40 nm.
Analog Beispiel 6 wurde eine 12 µm dicke, matte, coextrudierte, siegelfähige A-B-
C-Folie hergestellt. Im Gegensatz zu Beispiel 6 war die Folie unbeschichtet.
Die Folie wurde auf der Deckschicht C coronabehandelt. Die Intensität wurde so
gewählt, daß die Oberflächenspannung nach der Coronabehandlung bei mehr
als 45 mN/m lag.
Analog Beispiel 2 wurde eine 50 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt.
Analog Beispiel 2 enthielt die Folie neben Triclosan zur Verbesserung der UV-
Stabilität zusätzlich 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl-
[1,3,5]triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol (®Tinuvin 1577 der Firma Ciba-Geigy) in
den Schichten B und C. Der UV-Stabilisator wurde in Form eines 20 gew.%igen
Masterbatches zugegeben.
Weiterhin enthielt die Basisschicht der Folie 0,2 Gew.-% Hydrolysestabilisator
und 4 Gew.-% Flammschutzmittel. Der Hydrolysestabilisator und das Flamm
schutzmittel wurden in Form eines Masterbatches zudosiert. Das Masterbatch
setzte sich aus 20 Gew.-% Flammschutzmittel, 1 Gew.-% Hydrolysestabilisator
und 79 Gew.-% PET zusammen. Bei dem Hydrolysestabilisator handelte es sich
um Pentaerythrit-tetrakis-[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-phenyl)-propionat], bei
dem Flammschutzmittel um Methanphosphonsäuredimethylester.
Nach der Längsstreckung wurde die Folie mittels "Reverse gravure-roll coating"-
Verfahren mit einer wäßrigen Dispersion beidseitig beschichtet. Die Dispersion
enthielt neben Wasser 4,2 Gew.-% eines hydrophilen Polyesters (5-Na-
sulfoisophthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41, Ticona, USA), 0,15 Gew.-
% kolloidales Siliciumdioxid (®Nalco 1060) als Antiblockmittel sowie 0,15 Gew.-%
Ammoniumcarbonat als pH-Puffer. Das Naßantragsgewicht betrug 2 g/m2 pro
beschichtete Seite. Nach der Querstreckung lag die berechnete Dicke der
Beschichtung bei 40 nm.
Analog Beispiel 8 wurde eine 50 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt, sie enthielt
also Triclosan, UV-Stabilisator, Flammschutzmittel und Hydrolysestabilisator. Im
Unterschied zu Beispiel 8 war nur die 46 µm dicke Basisschicht mit Triclosan,
UV-Stabilisator, Flammschutzmittel und Hydrolysestabilisator ausgerüstet.
Die 2 µm dicke matte Deckschicht A war identisch der im Beispiel 1. Die 2 µm
dicke siegelfähige Deckschicht C war identisch mit der im Beispiel 5. Die Folie
blieb unbeschichtet.
Analog zu Beispiel 1 wurde eine 12 µm dicke, matte A-B-C-Folie hergestellt. Im
Gegensatz zu Beispiel 1 enthielt die Folie kein Triclosan, war also nicht
antimikrobiell ausgerüstet.
Die Eigenschaften der hergestellten Folien sind aus der Tabelle 1 zu entnehmen.
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer
zeigten die PET-Folien aus den Beispielen 2, 8 und 9 kaum veränderte
Eigenschaften.
Nach 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit einem Atlas CI 65 Weather Ometer
wiesen die Folien aus den übrigen Beispielen und dem Vergleichsbeispiel 1 an
den Oberflächen Risse und Versprödungserscheinungen auf. Ein präzises
Eigenschaftsprofil - insbesondere die mechanischen Eigenschaften - konnte
daher nicht mehr gemessen werden. Außerdem zeigte die Folie eine visuell
sichtbare Gelbfärbung.
Claims (18)
1. Mehrschichtige, biaxial orientierte und thermofixierte Folie gemäß DE 101
. . . (int. Nr. 01/002MFE) mit einer Basisschicht aus einem
kristallisierbaren Thermoplasten und mindestens einer Deckschicht mit
einer matten Oberfläche, wobei die Deckschicht ein Gemisch umfaßt aus
- a) einem Polyethylenterephthalat-Homopolymer oder -Copolymer und
- b) einem Polyethylenterephthalat-Copolymer, dessen Dicarbonsäure-
Einheiten zu
65 bis 95 mol-% aus Isophthalsäure-Einheiten, zu
0 bis 20 mol-% aus Einheiten von aliphatischen Dicarbon säuren der Formel HO2C-[CH2]n-CO2H, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 11 bedeutet, und zu
5 bis 15 mol-% aus Einheiten von aromatischen Dicarbon säuren, die, gebunden an den aromatischen Teil, wenigstens eine Sulfonatgruppe auf weisen, bestehen und
dessen Diol-Einheiten Einheiten aus aliphatischen oder cyclo aliphatischen Diolen mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen sind,
2. Folie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche
Funktionalität darin besteht, daß sie gegen UV-Strahlung stabilisiert,
flammhemmend ausgerüstet, auf einer Seite oder auf beiden Seiten
beschichtet, siegelfähig und/oder corona- bzw. flammbehandelt ist.
3. Folie gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Schicht darin einen UV-Stabilisator enthält.
4. Folie gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-
Stablilisator 2-(4,6-Diphenyl-[1,3,5]triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol, 2,2'-
Methylen-bis-[6-benzotriazol-2-yl-4-(1,1,2,2-tetramethyl-propyl)-phenol]
oder 2,2'-(1,4-Phenylen)-bis-[3,1]benzoxazin-4-on] ist.
5. Folie gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil
des UV-Stabilisators 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 3,0 Gew.-%,
beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der mindestens einen
Schicht.
6. Folie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Schicht darin ein Flamm
schutzmittel enthält.
7. Folie gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flamm
schutzmittel eine Bromverbindung, ein Chlorparaffin oder eine andere
Chlorverbindung, Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid oder eine organische
Phosphorverbindung ist.
8. Folie gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil
des Flammschutzmittels 0,5 bis 30,0 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20,0 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gewicht der Schicht des
kristallisierbaren Thermoplasten, beträgt.
9. Folie gemäß einem oder mehren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mindestens eine weitere antimikrobiell
wirksame Verbindung enthält, bevorzugt 10,10'-Oxy-bisphenox-arsin, N-
Trihalogenmethylthio-phthalimid, Diphenylantimon-2-ethylhexanoat,
Kupfer-8-hydroxy-chinolin, Tributylzinnoxid und dessen Derivate oder ein
Derivat von halogenierten Diphenyletherverbindungen, wobei Derivate des
2,4,4'-Trichlor-2-hydroxy-diphenylethers besonders bevorzugt sind.
10. Folie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine siegelfähige Deckschicht umfaßt.
11. Folie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß sie auf mindestens einer Seite eine zusätzliche
Beschichtung aufweist, bevorzugt mit einer Dicke von 5 bis 100 nm,
besonders bevorzugt mit einer Dicke von 20 bis 70 nm.
12. Folie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß sie corona- oder flammbehandelt ist.
13. Folie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Glanz der Deckschicht mit der matten
Oberfläche niedriger als 70, bevorzugt weniger als 60, besonders
bevorzugt weniger als 50, bestimmt jeweils bei einem Einstrahlwinkel von
60°, beträgt.
14. Verfahren zur Herstellung der Folie gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Basisschicht und die
Deckschichten coextrudiert werden, die Folie dann biaxial verstreckt und
anschließend thermofixiert wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Triclosan in Form eines vorkristallisierten oder vorgetrockneten Master
batches vor der Coextrusion zugegeben wird.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzliche antimikrobiell wirksame Verbindungen, UV-Stabilisatoren
und/oder Flammschutzmittel in Form mindestens eines Masterbatches vor
der Extrusion zugegeben werden.
17. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beschichtung durch "Reverse
gravure-roll coating" aufgebracht wird.
18. Verwendung der Folie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
13 als Dekorationsfolie, als Verpackungsmittel oder für medizinische
Anwendungen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10100702A DE10100702A1 (de) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Antimikrobiell ausgerüstete, mehrschichtige Polyesterfolie mit matter Oberfläche |
PCT/EP2002/000025 WO2002055301A1 (de) | 2001-01-10 | 2002-01-04 | Antimikrobiell ausgerüstete, mehrschichtige polyesterfolie mit matter oberfläche |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10100702A DE10100702A1 (de) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Antimikrobiell ausgerüstete, mehrschichtige Polyesterfolie mit matter Oberfläche |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10100703A1 true DE10100703A1 (de) | 2002-09-19 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2001100703 Withdrawn DE10100703A1 (de) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Funktionalisierte, antimikrobiell ausgerüstete, mehrschichtige Polyesterfolie mit matter Oberfläche |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10100703A1 (de) |
-
2001
- 2001-01-10 DE DE2001100703 patent/DE10100703A1/de not_active Withdrawn
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