PL180657B1

PL180657B1 - Przezroczysta, amorficzna plyta ze zdolnego do krystalizacji tworzywa termoplastycznego oraz sposób wytwarzania przezroczystej, amorficznej plyty ze zdolnego do krystalizacji tworzywa termoplastycznego PL PL PL

Info

Publication number: PL180657B1
Application number: PL96323630A
Authority: PL
Inventors: Ursula Murschall; Wolfgang Gawrisch; Rainer Brunow
Original assignee: Hostaglas Ltd
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2001-03-30
Also published as: DE59602952D1; ATE183959T1; OA10542A; PL323630A1; BR9609292A; NO975467L; EP0828596A1; NO975467D0; DE19519579C2; ES2137005T3; HUP9802385A2; AU5819596A; JPH11505779A; CN1189119A; TW419504B; DE19519579A1; BG102074A; RU2164926C2; MX9709366A; US6187422B1

Abstract

1 . P r z e z ro c z y s ta , a m o r f ic z n a p ly ta , o g r u b o s c i w z a k re s ie od 1 d o 2 0 m m . k tó re j g ló w n a c z e sc s k la d o w a s ta n o w i z d o ln e d o kry- s ta liz a c ji tw o rzy w o te rm o p la sty c z n e , z n a m ie n n a ty m , ze z d o ln e do k ry stalizac ji tw o rz y w o te rm o p la sty c z n e je s t w y b ran e z g ru p y o b e j- m u ja c ej p o lietv len o tere ftalan , p o lib u ty le n o tereftala n , p olim er cykloo- lefin y i k o p o lim e r c y k lo o le tin y , k o rz y stn ie p o lie ty le n o te re fta la n o te m p e ra tu rz e m ie k nie n ia k ry stalitu , m ierzo n ej p rzez D S C z p re d k o - s c ia ro z g rz e w a n ia 10°C /m in , w y n o sz a c e j o d 2 2 0 ° d o 2 8 0 °C , te m p e - ra tu rz e k ry stalizac ji, m ie rz o n e j p rzez D S C z p re d k o s c ia ro z g rz e w a n ia 10°C /m in , w y n o s z a c e j o d 7 5 ° d o 2 8 0 ° C i s to p n iu kry- s ta lic z n o sc i w z a k re s ie o d 5 d o 6 5 % 4 S p o so b w y tw a rz a n ia p rzez ro czy ste j, a m o rfic z n e j plyty o g ru - b o s c i w za k re sie o d 1 d o 2 0 m m , k tó r e j g ló w n a cz esc sk la d o w a s ta n o - w i z d o ln e d o k ry s ta liz a c ji tw o rz y w o te rm o p la sty c z n e , z n a m ie n n y ty m , ze topi sie w w y tla c z a rc e ( 1) z d o ln e d o k ry s ta liz a c ji tw o rz y w o te rm o p la s ty c z n e , s to p io n e tw o rz y w o fo rm u je sie p o d c z a s w y tla c z a - n ia p rz e z d y s z e (2 ) w y tla c z a rk i ( 1), a n a s te p n ie k a lib ru je sie, w y g la d z a i c h lo d z i w u rz a d z e n iu d o w y g la d z a n ia (3 ), z a p o m o c a co n a jm n ie j d w ó c h w a lc ó w (9 ), p rz e d n a d a n ie m p ly c ie z a d a n e g o w y - m ia ru , p rzy c z y m te m p e ra tu ra p ie rw s z e g o w a lc a u rz a d z e n ia do w y g la d z a n ia (3 ) w y n o si o d 50 d o 8 0 °C . p o c z y m m a te ria l p ly ty c h lo d z i sie w tó rn ie w z e sp o le c h lo d z a c y m (4 ), k o rz y s tn ie w p o stac i p rz e n o s n ik a ro lk o w e g o (5 ), p ro w a d z i p rz e z o d c ia g w a lc o w y (6 ), n a - s te p n ie p rz y c in a sie n a z a d a n y w y m ia r p rz e z pile tn a c a (7 ) i u k la d a w s to s w u rz a d z e n iu s k la d u ja c y m (8 ) Fi g. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest przezroczysta, amorficzna płyta ze zdolnego do krystalizacji tworzywa termoplastyczneego o grubości w zakresie od 1 do 20 mm i sposób wytwarzania przezroczystej, amorficznej płyty ze zdolnego do krystalizacji tworzywa termoplastycznego.

Amorficzne, przezroczyste płyty o grubości między 1 a 20 mm są dostatecznie znane. Te struktury powierzchniowe są wykonane z amorficznych, niezdolnych do krystalizacji tworzyw termoplastycznych. Typowymi przykładami tego rodzaju tworzyw termoplastycznych, które są przerabiane na płyty, są na przykład polichlorek winylu (PCV), poliwęglan (PC) i polimetylometakrylan (PMMA). Te półprodukty są wytwarzane na tak zwanych ciągach wytłaczających (Extrusionsstrajle) [por. Polymer Werkstoffe (Tworzywa polimerowe) tom II, Technologia 1, str. 136, wyd. Georg. Thieme, Struttgart, 1994]. Stapianie sproszkowanego albo

180 657 granulowanego surowca następuje w wytłaczarce. Amorficzne tworzywa termoplastyczne po wytłaczaniu, wskutek stale wzrastającej lepkości przy obniżającej się temperaturze, dają się łatwo odkształcać przez mechanizmy do wygładzania oraz przez inne narzędzia do obróbki plastycznej. Amorficzne tworzywa termoplastyczne po obróbce plastycznej mają dostateczną stabilność, to znaczy duża lepkość, aby nie podlegać deformacji w urządzeniu do kalibrowania. Jednak są one dostatecznie miękkie, aby podlegać kształtowaniu przez urządzenie. Lepkość w stanie stopionym i sztywność własna amorficznych tworzyw termoplastycznych w urządzeniu do kalibrowania jest tak wysoka, że półprodukt nie zestala się przed schłodzeniem w urządzeniu do kalibrowania. W przypadku tworzyw łatwo rozkładających się, jak na przykład PCV, przy wytłaczaniu konieczne jest stosowanie środków pomocniczych do obróbki, na przykład stabilizatorów przeciw rozkładowi i środków poślizgowych, przeciw zbyt wysokiemu tarciu wewnętrznemu, a tym samym niekontrolowanemu ogrzewaniu. Zewnętrzne środki ślizgowe są natomiast konieczne dla zapobieżenia przywieraniu do ścian i walców.

Podczas przeróbki PMMA, przykładowo w celu odprowadzenia wilgoci, stosuje się wytłaczarki z odgazowaniem.

Przy wytwarzaniu przezroczystych płyt z amorficznych tworzyw termoplastycznych są wymagane na przykład kosztowne dodatki, które częściowo migrują i mogą prowadzić do problemów produkcyjnych wskutek wyparowania oraz do osadów powierzchniowych na półprodukcie. Płyty PCV są trudne do zawracania do obiegu albo dają się zawrócić do obiegu przy użyciu szczególnych sposobów zobojętniających lub elektrolizy. Również płyty PC i PMMA dają się z trudem zawrócić do obiegu albo dająsię zawrócić do obiegu ze stratą albo z krańcowym pogorszę niem właściwości mechanicznych. Oprócz tych niedogodności płyty PMMA wykazują również krańcowo złą udarność i rozpadają się w przypadku złamania albo obciążenia mechanicznego. Poza tym płyty PMMA są łatwopalne, wskutek czego nie mogą być stosowane przykładowo do zastosowań wewnętrznych i w zabudowie targowej.

Ponadto płyty PMMA i PC nie mogą być formowane na zimno. Podczas formowania na zimno płyty PMMA rozpadają się na niebezpieczne odpryski. Przy formowaniu na zimno płyt PC występują pęknięcia włoskowate i białe przełomy.

W opisie europejskim nr 0 471 528 jest opisany sposób formowania przedmiotu z płyty z polietylenotereftalanu (PET). Płyta z polietylenotereftalanu w formie do formowania wgłębnego jest poddawana obróbce cieplnej w zakresie temperatur, obejmującym temperatury między temperaturą zeszklenia i temperaturą topnienia. Uformowana płyta jest wyjmowana z formy, gdy wielkość krystalizacji uformowanej płyty z polietylenotereftalanu leży w zakresie od 25 do 50%. Ujawnione w opisie europejskim nr 0 471 528 płyty z polietylenotereftalanu mają grubość 1-10 mm. Ponieważ wytworzona z płyty z polietylenotereftalanu, formowana wgłębnie kształtka, jest częściowo krystaliczna, a tym samym nieprzezroczysta, a właściwości powierzchniowe kształtki są określane sposobem formowania wgłębnego, przy danych temperaturach i formach, nie jest istotne, jakie właściwości optyczne (na przykład połysk, zmętnienie i przepuszczalność światła) posiadająużyte płyty. Z reguły optyczne właściwości tych płyt sązłe i wymagają dalszej poprawy;

W opisie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,496,143 jest opisane próżniowe formowanie wgłębne płyt z polietylenotereftalanu o grubości 3 mm, których krystalizacji powinna leżeć w zakresie 5-25%. Krystaliczność formowanej wgłębnie kształtki jest jednak wyższa od 25%. Również tym płytom z polietylenotereftalanu nie są stawiane żadne wymagania odnośnie właściwości optycznych. Ponieważ krystaliczność zastosowanych płyt leży między 5 a 25%, zatem płyty te są zmętnione i nieprzejrzyste.

W opisie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 230 656 ujawniona jest płyta, uformowana z jednorodnej mieszaniny, zawierającej 80 do 97% wag. polietylenotereftalanu o lepkości istotnej powyżej około 0,9 i lepkości stopu przy 274°C powyżej 10 000 P oraz 20 do 3% wag. poliwęglanu o lepkości istotnej od 0,4 do 0,6 i lepkości stopu przy 260°C mniejszej niż 50 000 P.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie przezroczystej, amorficznej płyty o grubości od 1 do 20 mm, która wykazuje dobre właściwości mechaniczne jak i optyczne.

180 657

Ponadto płyta według wynalazku powinna być zawracana do obiegu, zwłaszcza bez utraty właściwości mechanicznych oraz trudnopalna, aby mogła być użyta przykładowo również do zastosowań wewnętrznych i zabudowy targowej.

Przezroczysta, amorficzna płyta, o grubości w zakresie od 1 do 20 mm, której główną część składową stanowi zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne jest wybrane z grupy obejmującej polietylenotereftalan, polibutylenotereftalan, polimer cykloolefmy i kopolimer cykloolefiny, korzystnie polietylenotereftalan o temperaturze mięknienia krystalitu, mierzonej przez DSC z prędkością rozgrzewania 10°C/min, wynoszącej od 220° do 280°C, temperaturze krystalizacji, mierzonej przez DSC z prędkościąrozgrzewania 10°C/min, wynoszącej od 75° do 280°C i stopniu krystaliczności w zakresie od 5 do 65%.

Korzystnie, w płycie według wynalazku polietylenotereftalan zawiera zawrócony do obiegu polietylenotereftalan.

Polietylenotereftalan ma lepkość standardową SV(DCE), mierzoną w kwasie dichlorooctowym według DIN 53728, o wartości w zakresie od 800 do 1800.

Korzystnie, polietylenotereftalan ma lepkość standardową SV(DCE), mierzoną w kwasie dichlooctowym według DIN 53728, o wartości w zakresie od 800 do 1400.

Sposób wytwarzania przezroczystej, amorficznej płyty o grubości w zakresie od 1 do 20 mm, której główną część składową stanowi zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że topi się w wytłaczarce zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne, stopione tworzywo formuje się podczas wytłaczania przez dyszę wytłaczarki, a następnie kalibruje się, wygładza i chłodzi w urządzeniu do wygładzania, za pomocą co najmniej dwóch walców, przed nadaniem płycie żądanego wymiaru, przy czym temperatura pierwszego walca urządzenia do wygładzania wynosi od 50 do 80°C, po czym materiał płyty chłodzi się wtórnie w zespole chłodzącym, korzystnie w postaci przenośnika rolkowego, prowadzi przez odciąg walcowy, następnie przycina się na żądany wymiar przez piłę tnącą i układa w stos w urządzeniu składującym.

Jako zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne stosuje się polietylenotereftalan.

Polietylenotereftalan przed wytłaczaniem suszy się przez 4 do 6 godzin w temperaturze 160 do 180°C.

Korzystnie, temperatura stopionego w wytłaczarce polietylenotereftalanu wynosi od 250 ° do 320°C.

Przezroczysta, amorficzna płyta według wynalazku charakteryzuje się dobrymi właściwościami optycznymi, więc wysoką przepuszczalnością światła, wysokim połyskiem powierzchniowym, skrajnie niskim zmętnieniem oraz dobrą ostrością obrazu (clarity).

Natomiast do dobrych właściwości mechanicznych płyty według wynalazku zalicza się między innymi wysoką udarność oraz dużą wytrzymałość na naprężenia niszczące.

Połysk powierzchniowy przezroczystej, amorficznej płyty według wynalazku, zmierzony według DIN 67530 (kąt pomiaru 20°) jest większy niż 130, korzystnie większy niż 140, przepuszczalność światła, mierzona według ASTM D 1003, wynosi powyżej 84%, korzystnie powyżej 86%, a zmętnienie płyty, mierzone według ASTM D 1003, wynosi mniej niż 15%, korzystnie mniej niż 11 %.

Zgodnie z wynalazkiem, pod pojęciem zdolnego do krystalizacji tworzywa termoplastycznego należy rozumieć

- zdolne do krystalizacji homopolimery,

- zdolne do krystalizacji kopolimery,

- zdolne do krystalizacji mieszanki (compounds),

- zdolne do krystalizacji produkty obiegowe i

- inne odmiany zdolnego do krystalizacji tworzywa termoplastycznego.

Jako płyty amorficzne, w rozumieniu według wynalazku należy uznawać takie płyty, które nie sąkrystaliczne, mimo że zastosowane, zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne korzystnie wykazuje krystaliczność między 25 a 65%. Niekrystaliczne, to znaczy zasadniczo amor180 657 ficzne, oznacza, że stopień krystaliczności leży na ogół poniżej 5%, korzystnie poniżej 2%, a szczególnie korzystnie wynosi 0%.

W przypadku polietylenotereftalanu przy pomiarze udarności a_n według Charpy (mierzonej według ISO 179/1D) na płycie korzystnie nie występuje pęknięcie. Ponadto udarność z karbem a_k według Izod mierzona ISO 180/1 A) płyty leży korzystnie w zakresie 2,0 do 8,0 kJ/m^2;, zwłaszcza korzystnie w zakresie od 4,0 do 6,0 kJ/m².

Ostrość obrazu płyty, zwłaszcza również klarowność (clanty) i ustalana pod kątem mniejszym niż 2.5° (ASTM D 1003), leży korzystnie powyżej 96%, a szczególnie korzystnie powyżej 97%.

Korzystnie, materiałami wyjściowymi do wytwarzania płyty są polimery polietylenotereftalanowe o temperaturze mięknienia krystalitu T_m, mierzonej za pomocą DSC (differential scanning calorimetry - kalorymetru różnicowego skaningowego) o prędkości rozgrzewania 10°C/mm, korzystnie od 250°C do 270°C, o zakresie temperatur krystalizacji T_c między 75°C a 280°C, temperaturze zeszklenia T_g między 65°C a 90°C i o gęstości, mierzonej według DIN 53479 od 1,30 do 1,45 i krystaliczności korzystnie 2% a 65%.

Lepkość standardowa SV (DCE) polietylenotereftalanu, mierzona w kwasie dichlorooctowym według DIN 53728, leży korzystnie między 950 a 1250, a szczególnie korzystnie między 100 a 1200.

Graniczną lepkość IV (DCE) oblicza się z lepkości standardowej SV (DCE) w następujący sposób:

IV (DCE) = 6,67 · 10'⁴ SV (DCE) + 0,118

Ciężar nasypowy, mierzony według DIN 53466, leży korzystnie między 0,75 kg/dm³a 1,0 kg/dm³, a szczególnie korzystnie między 0,80 kg/dm³ a 0,90 kg/dm³.

Polidyspersyjność polietylenotereftalanu M^/M,,, mierzona za pomocą GPC , leży korzystnie między 1,5 a 6,0, a zwłaszcza korzystnie między 2,0 a 3,5.

Poza tym całkowicie nieoczekiwanie została stwierdzona zdolność do obróbki plastycznej na zimno, bez załamań, bez pęknięć włoskowatych i bez przełomów białych, dzięki czemu płyta według wynalazku może być odkształcana i wyginana bez oddziaływania temperatury.

Ponadto pomiary wykazały, że płyta według wynalazku jest trudnopalna i trudno zapalna, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wewnętrznych i zabudowy targowej.

Poza tym płyta według wynalazku jest bez problemu zawracana do obiegu bez obciążania środowiska naturalnego i bez utraty właściwości mechanicznych, dzięki czemu nadaje się do zastosowania jako często wymieniane szyldy reklamowe albo inne artykuły reklamowe.

Wytwarzanie przezroczystych, amorficznych płyt według wynalazku można realizować sposobem wytłaczania w ciągach wytłaczających obejmujących zespół urządzeń do wytwarzania płyty.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ciąg wytłaczający do wytwarzania płyty według wynalazku, fig. 2 przedstawia różne wzajemne usytuowania walców wygładzających kalandra.

Ciąg wytłaczający obejmujący zespół urządzeń do wytwarzania płyty przedstawionej na fig. 1 składa się z wytłaczarki 1 jako układu do plastyfikacji; dyszy szerokoszczelinowej 2 jako narzędzia do formowania; urządzenia do wygładzania 3 obejmującego walce 9, korzystnie w postaci kalandra wygładzającego; zespołu chłodzącego 4, w którym wytłaczana płyta jest chłodzona, przy czym zespół ten przedstawiony na fig. 1 ma postać przenośnika rolkowego 5, z wieloma rolkami usytuowanymi obok siebie; odciągu walcowego 6, stanowiącego urządzenie do dalszego poruszania wytłaczanej płyty, po jej przejściu przez urządzenie do wygładzania i zespół chłodzący, piły tnącej 7, stanowiącej urządzenie do cięcia wytłoczonej płyty na żądany wymiar, także do cięcia bocznego oraz korzystnie z urządzenia do układania w stos 8, składającego pocięte na określoną długość płyty w stos.

Sposób wytwarzania płyty według wynalazku zostanie wyczerpująco opisany poniżej na przykładzie polietylenotereftalanu.

180 657

Polietylenotereftalan ewentualnie suszy się wstępnie przed wytłaczaniem, korzystnie, przez 4-6 godz. w temperaturze 160-180°C. Potem polietylenotereftalan przed wytłaczaniem topie się w wytłaczarce 1. Korzystnie, temperatura stopionego polietylenotereftalanu znajduje się w zakresie 250-320°C, przy czym temperatura stopionego polietylenotereftalanu może być regulowana zasadniczo zarówno przez temperaturę wytłaczarki, jak i czas przebywania tego stopionego tworzywa w wytłaczarce.

Następnie stopione tworzywo opuszcza wytłaczarkę przez dyszę 2 wytłaczarki. Dyszę tę stanowi korzystnie dysza szerokoszczelinowa.

Stopiony w wytłaczarce 1 i uformowany przez dyszę szerokoszczelinową 2 polietylenotereftalan jest kalibrowany przez wygładzające walce 9 kalandra, to znaczy intensywnie chłodzony i wygładzany. Walce 9 kalandra mogą być przykładowo usytuowane w postaci litery I, F, L albo S (patrz fig. 2).

Następnie materiał polietylenotereftalanu może być wtórnie chłodzony na przenośniku rolkowym 5, bocznie przycinany do żądanych wymiarów przez piłę tnącą 7, obrobiony na określoną długość i w końcu ułożony w stos przez urządzenie 8.

Grubość płyty z polietylenotereftalanu jest zasadniczo określona z jednej strony przez odciąg walcowy 6, znajdujący się na końcu zespołu chłodzącego 4, sprzężone z nim pod względem prędkości walce gładzące (chłodzące) i przez prędkość wytłaczania, a z drugiej strony przez odstęp walców 9.

Jako wytłaczarki 1 mogą być stosowane wytłaczarki jednoślimakowe, jak również wytłaczarki dwuślimakowe.

Dysza szerokoszczelinowa 2 składa się korzystnie z rozkładalnego korpusu, warg i belki spiętrzającej do regulacji płynięcia na całej szerokości. W tym celu belka spiętrzająca może być przegięta za pomocą śrub rozciągających i naciskowych. Regulację grubości przeprowadza się przez przestawienie warg. Istotne jest zwrócenie uwagi na równomierną temperaturę polietylenotereftalanu i warg dyszy, ponieważ w przeciwnym razie stopiony polietylenotereftalan wypływa przez różne drogi wypływu o różnej grubości.

Urządzenie do kalibrowania, to znaczy kalander wygładzający, nadaje stopionemu polietylenotereftalanowi określoną postać i wymiary. Uzyskuje się to przez zamrożenie poniżej temperatury zeszklenia za pomocą schładzania i Wygładzania. W tym stanie nie powinno następować formowanie, ponieważ w przeciwnym razie w tym stanie schłodzonym powstaną usterki powierzchniowe. Z tego powodu walce kalandra są korzystnie wspólnie napędzane. Temperatura walców kalandra w celu wyeliminowania przylegania stopionego polietylenotereftalanu jest nizsza od temperatury mięknienia krystalitu. Stopiony polietylenotereftalan opuszcza dyszę szerokoszczelinową 2, mając temperaturę 240 do 300°C. Pierwszy walec gładząco-chłodzący, w zależności od wydajności produkcyjnej i grubości płyty, ma temperaturę między 50°C a 80°C. Drugi, nieco chłodniejszy walec schładza drugą powierzchnię albo inną.

W celu uzyskania amorficznej płyty o grubości od I mm do 20 mm, istotne jest, aby temperatura pierwszego walca gładząco-chłodzącego wynosiła między 50°C a 80°C.

Kalander wygładzający doprowadza powierzchnię polietylenotereftalanu możliwie gładko do zamrożenia i tak znacznie schładza profil, że zachowuje on sztywną postać, natomiast zespół chłodzący do schładzania wtórnego obniża temperaturę płyty z polietylenotereftalanu prawie do temperatury pokojowej. Wtórne schładzanie może nastąpić na przenośniku rolkowym 5. Prędkość wyciągania powinna być dokładnie dopasowana do prędkości walców kalandra, w celu wyeliminowania uszkodzeń i wahań grubości.

Jako urządzenia dodatkowe, w ciągu wytłaczającym, obejmującym zespół urządzeń do wytwarzania płyt znajduje się piła tnąca 7, jako urządzenie do obróbki na określoną długość, urządzenie do obcinania boków, układ do układania w stos 8 oraz stanowisko kontrolne. Obcinanie boków albo krawędzi jest korzystne, ponieważ grubość w obszarze krawędziowym może być czasami nierównomierna. Na stanowisku kontrolnym mierzy się grubość i warunki optyczne płyty.

180 657

Dzięki nieoczekiwanie dużej liczbie doskonałych właściwości, przezroczysta i amorficzna płyta według wynalazku świetnie nadaje się do różnorodnych zastosowań, przykładowo na wykładziny wewnętrzne, do zabudowy targowej i na artykuły związane z targami, jako wskaźniki, na wywieszki, ochronne osłony maszyn i pojazdów, w dziedzinie oświetleniowej, przy budowie lad i regałów, jako artykuły reklamowe, jako stojaki kar menu i jako deski celownicze w koszykówce.

Pomiar poszczególnych właściwości materiału płyt realizuje się za pomocą przedstawionych norm lub sposobów.

Zastosowano następujące metody pomiaru:

Połysk powierzchniowy: mierzono przy kącie pomiaru 20° według DIN 67530.

Przepuszczalność światła: pod pojęciem przepuszczalności światła należy rozumieć stosunek całkowitego przepuszczonego światła do wpadającej ilości światła.

Przepuszczalność światła mierzono za pomocą przyrządu pomiarowego „Hazegard plus” według ASTM 1003.

Zmętnienie i klarowność:

Zmętnienie jest procentowym udziałem przepuszczonego światła, który odbiega od napromieniowanej wiązki światła pośrodku o więcej niż 2,5°. Zmętnienie i klarowność mierzono za pomocą przyrządu pomiarowego „Hazegard plus” według ASTM 1003.

Uszkodzenie powierzchni określa się wzrokowo.

Udarność a_n według Charpy: ustalono według ISO 179/1D.

Udarność z karbem a_k według lzod lub wytrzymałość udarnościowa z karbem a_k mierzono według lzod, według ISO 18/1 A.

Gęstość określono według DIN 53479.

SV (DCE), IV (DCE):

Lepkość standardową SV (DCE) mierzono w oparciu o DIN 53726 w kwasie dichlorooctowym.

Graniczną lepkość (IV) mierzono w następujący sposób z lepkości standardowej (SV)

IV (DCE) = 6,67 · 10-4 SV (DCE) + 0,118

Wartości termiczne.

Właściwości termiczne, jak temperaturę mięknienia krystalitu T_m, zakres temperatur krystalizacji T_c, temperaturę krystalizacji wtórnej (na zimno) T_CN i temperaturę zeszklenia T_a mierzono za pomocą Differential Scanning Calonmetria (DSC) przy prędkości nagrzewania 10°C/min.

Ciężar cząsteczkowy, polidyspersyjność:

Ciężary cząsteczkowe M_w i M_n i wynikająca polidyspersyjność M^/M,, mierzono za pomocą chromatografii przenikalności żelu (GPC).

W poniższych przykładach wynalazku i przykładach porównawczych chodzi każdorazowo o jednowarstwowe, przezroczyste płyty o różnej grubości, które są wytwarzane w opisanym ciągu wytłaczającym, obejmującym zespół urządzeń do wytwarzania płyty.

Przykład 1

Polietylenotereftalan, z którego wytwarza się przezroczystą płytę, ma standardową lepkość SV (DCE) 1010, co odpowiada lepkości granicznej IV (DCE) 0,79 dl/g. Zawartość wilgoci wynosi <0,2%, a gęstość (DIN 53479) wynosi 1,41 g/cm³. Krystaliczność wynosi 59%, przy czym temperatura mięknienia krystalitu według pomiarów DSC wynosi 258°C. Zakres temperatur krystalizacji Tc leży między 83°C 258°C, przy czym temperatura krystalizacji wtórnej (również temperatura krystalizacji na zimno) Tc_N wynosi 144°C. Polidyspersyjność M_w/Mn polimerów polietylenotereftalanowych wynosi 2,14.

Temperatura zeszklenia wynosi 83°C.

Przed wytaczaniem, polietylenotereftalan o krystaliczności 59% suszono w suszarce przez 5 godz. w temperaturze 170°C, a następnie w wytłaczarce jednoślimakowej w temperaturze

180 657 wytłaczania 286°C wytłaczano przez dyszę szerokoszczelinową na kalandrze do wygładzania, którego walce sąumieszczone w postaci litery S i gładzono do uzyskania płyty o grubości 2 mm. Pierwszy walec kalandra ma temperaturę 73°C, a następne walce dają każdorazowo temperaturę 67°C. prędkość wyciągania i prędkość walców kalandra wynosi 6,5 m/min.

Po zakończeniu wtórnego schładzania, przezroczystą płytę z polietylenotereftalanu o grubości 2 mm obcinano do ostrych krawędzi za pomocąpiły tnącej, obrabiano na określonądługość i układano w stos.

Wytworzona przezroczysta płyta z polietylenotereftalanu ma

- grubość 2 mm

- połysk powierzchniowy 1 -sza strona 200 (kąt pomiaru 20°) 2-ga strona 198

- przepuszczalność światła 91 %

- klarowność (clanty) 100%

-zmętnienie 1,5%

- uszkodzenia powierzchni na m² (skupienia nie ma cząstek, skórka pomarańczowa, pęcherze i tym podobne)

- udarność a_n według Charpy bez złamań

- udarność z karbem a_k według Izod 4.2 kl/m²

- zdolność do obróbki plastycznej na zimno dobra, bez uszkodzeń

- krystaliczność 0%

-gęstość 1,33 g/cm³

Przykład 2

Analogicznie do przykładu 2 wytworzono przezroczystą płytę, przy czym zastosowano polietylenotereftalan, który charakteryzuje się następującymi właściwościami:

1100 0,85 dl/g 1,38 gćm’ 44%

2255C

82°C-245°C

152°C

2,02

82°C

SV (DCE)

IV (DCE) gęstość krystaliczność temperatura mięknienia krystalitu Tm zakres temperatur krystalizacji Tc temperatura krystalizacji wtórnej (na zimno) T_CNpolidyspersyjność temperatura zeszklenia

Temperatura wytłaczania wynosi 280°C. Pierwszy walec kalandra ma temperaturę 66°C, a następne walce mają temperaturę 60°C. Prędkość wyciągania i prędkość walca kalandra wynosi

2,9 m/min.

Wytworzona przezroczysta płyta z polietylenotereftalanu ma następujący zestaw właściwości:

- grubość 6 mm

- połysk powierzchniowy 1-sza strona 172 (kąt pomiaru 20°) 2-ga strona 170

- przepuszczalność światła 88,11%

- klarowność (clanty) 99>,ć^6%

- zmętnienie 2,6%

- uszkodzenia powierzchni na m2 (skupienia cząstek, skórka pomarańczowa, pęcherze i tym podobne)

- udarność an według Charpy

- udarność z karbem a_k według lzod

- zdolność do obróbki plastycznej na zimno

- krystaliczność

- gęstość nie ma bez złamań 4,8 kJ/m2 dobra, bez uszkodzeń 0%

1,33 g/cm,

180 657

Przykład 3

Wytworzono przezroczystą płytę analogicznie do przykładu 2. Temperatura wytłaczania wynosi 275°C. Pierwszy walec kalandra ma temperaturę 57°C, a następne walce majątemperaturę 50°C. Prędkość wyciągania i prędkość walca kalandra wynosi 1,7 m/min.

Wytworzona płyta z polietylenotereftalanu ma następujący zestaw właściwości:

- grubość 10 mm

- połysk powierzchniowy 1-sza strona 163 (kąt pomiaru 20°) 2-ga strona 161

- przepuszczalność światła 86,5%

- klarowność (clanty) 99,2%

- zmętnienie 4,95%

- uszkodzenia powierzchni na m²(skupienia cząstek, skórka pomarańczowa, pęcherze i tym podobne)

- udarność a_n według Charpy

- udarność z karbem a_k według Izod

- zdolność do obróbki plastycznej na zimno

- krystaliczność

- gęstość Przykład 4

Wytworzono przezroczystą płytę, analogicznie do przykładu 2, przy czym zastosowano polietylenotereftalan, który wykazuje następujące właściwościami:

SV (DCE) 1200

IV (DCE) 0,1 1 dl/g gęstość 1,37 g/cm³ krystaliczność 36% temperatura mięknienia krystalitu T_m 242°C zakres temperatur krystalizacji T_c 82^242^ temperatura krystalizacji wtórnej (na zimno) Tn 157°C polidyspersyjność M_w'% 2!,2 temperatura zeszklenia 82 °C

Temperatura wytłaczania wynosi 274°C. Pierwszy walec kalandra ma temperaturę 50°C, a następne walce mają temperaturę 45°C. Prędkość wyciągania i prędkość walca kalandra wynosi 1,2 m/min.

me ma bez złamań 55,1 kJ/m² dobaa , bez uszkodzeń 04% ,,33 g/cm³

- grubość	15 mm
- połysk powierzchniowy 1-sza strona	144
(kąt pomiaru 20°) 2-ga strona	138
- przepuszczalność światła	86,4%
- klarowność (clarity)	97,4%
- zmętnienie	10,5%
- uszkodzenia powierzchni na m2
(skupienia cząstek, skórka pomarańczowa,
pęcherze i tym podobne)	nie ma
- udarność an według Charpy	bez złamań
- udarność z karbem a_k według Izod	54 kJ/m2
- zdolność do obróbki plastycznej na zimno	bez uszkodzeń
- k rystal iczność	0,1%
- gęstość	1,33 g/cC

180 657 mm 168 166 88,0% 99,4% 3,2% nie ma bez złamań dobra, bez uszkodzeń 0%

1,33 g/cm3

Przykład 5

Wytworzono przezroczystą płytę analogicznie do przykładu 2. 70% polietylenotereftalanu z przykładu 2 zmieszano z 30% zawróconego do obiegu polietylenotereftalanu.

- grubość

- połysk powierzchniowy 1-sza strona (kąt pomiaru 20°) 2-ga strona

- przepuszczalność światła

- klarowność (clarity)

- zmętnienie

- udarność an według Charpy

- udarność z karbem ak według Izod

- zdolność do obróbki plastycznej na zimno

- krystaliczność

- gęstość

Przykład porównawczy 1:

Wytworzono przezroczystą płytę analogicznie do przykładu 1. Zastosowany polietylenotereftalan ma lepkość standardową SV (DCE) 760, co odpowiada lepkości granicznej IV (DCE) 0,62 dl/g. Pozostałe właściwości w ramach dokładności pomiaru są identyczne z właściwościami polietylenotereftalanu z przykładu 1. Parametry sposobu i temperatura zostały dobrane jak w przykładzie 1. Wskutek niskiej lepkości nie jest możliwe wytworzenie płyty. Stabilność mięknieniajest niedostateczna, wskutek czego stopiony polietylenotereftalan przed schłodzeniem na walcach kalandra zestala się.

Przykład porównawczy 2:

Wytworzono przezroczystą płytę analogicznie do przykładu 2, przy czym zastosowano również polietylenotereftalan z przykładu 2. Pierwszy walec kalandra wykazuje temperaturę 83°C, a następne walce mają każdorazowo temperaturę 77°C.

Wytworzona płyta jest krańcowo zmętniona. Przepuszczalność światła, klarowność i połysk są znacznie zredukowane. Płyta wykazuje uszkodzenia powierzchni i struktur. Właściwości optyczne do zastosowania jako element przezroczysty są nie do zaakceptowania.

Wytworzona płyta ma następujący zestaw właściwości:

- grubość 6 mm

- połysk powierzchniowy 1-sza strona 95 (kąt pomiaru 20°) 2-ga strona 93

- przepuszczalność światła 74%

- klarowność (clarity) 90%

- zmętnienie 5^2^%

- uszkodzenia powierzchni na m2 (skupienia cząstek, skórka pomarańczowa, pęcherze i tym podobne) skórka pomarańczowa, pęcherze

- udarność an według Charpy bez złamań

- udarność z karbem an według Izod 5,0 kJ/m²

- zdolność do obróbki plastycznej na zimno dobaa

- krystaliczność ok. 8%

- gęstość 1,34 gcerk

180 657

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Przezroczysta, amorficzna płyta, o grubości w zakresie od 1 do 20 mm, której główną część składową stanowi zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne, znamienna tym, że zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne jest wybrane z grupy obejmującej polietylenotereftalan, polibutylenotereftalan, polimer cykloolefiny i kopolimer cykloolefiny, korzystnie polietylenotereftalan o temperaturze mięknienia krystalitu, mierzonej przez DSC z prędkością rozgrzewania 10°C/min, wynoszącej od 220° do 280°C, temperaturze krystalizacji, mierzonej przez DSC z prędkością rozgrzewania 10°C/min, wynoszącej od 75° do 280°C i stopniu krystaliczności w zakresie od 5 do 65%.
2. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że polietylenotereftalan zawiera zawrócony do obiegu polietylenotereftalan.
3. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że polietylenotereftalan ma lepkość standardową SV(DCE), mierzoną w kwasie dichlorooctowym według DIN 53728, o wartości w zakresie od 800 do 1800, korzystnie do 1400.
4. Sposób wytwarzania przezroczystej, amorficznej płyty o grubości w zakresie od 1 do 20 mm, której główną część składową stanowi zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne, znamienny tym, że topi się w wytłaczarce (1) zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne, stopione tworzywo formuje się podczas wytłaczania przez dyszę (2) wytłaczarki (1), a następnie kalibruje się, wygładza i chłodzi w urządzeniu do wygładzania (3), za pomocą co najmniej dwóch walców (9), przed nadaniem płycie żądanego wymiaru, przy czym temperatura pierwszego walca urządzenia do wygładzania (3) wynosi od 50 do 80°C, po czym materiał płyty chłodzi się wtórnie w zespole chłodzącym (4), korzystnie w postaci przenośnika rolkowego (5), prowadzi przez odciąg walcowy (6), następnie przycina się na żądany wymiar przez piłę tnącą (7) i układa w stos w urządzeniu składującym (8).
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako zdolne do krystalizacji tworzywo termoplastyczne stosuje się polietylenotereftalan.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że polietylenotereftalan przed wytłaczaniem suszy się przez 4 do 6 godzin w temperaturze 160 do 180°C.
7. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że temperatura stopionego w wytłaczarce (1) polietylenotereftalanu wynosi od 250° do 320°C.

* * *