WO1997004948A1 - Amorphous, transparent plate of a crystallisable thermoplast with a high standard viscosity - Google Patents

Amorphous, transparent plate of a crystallisable thermoplast with a high standard viscosity Download PDF

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WO1997004948A1
WO1997004948A1 PCT/EP1996/003089 EP9603089W WO9704948A1 WO 1997004948 A1 WO1997004948 A1 WO 1997004948A1 EP 9603089 W EP9603089 W EP 9603089W WO 9704948 A1 WO9704948 A1 WO 9704948A1
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plate according
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plate
polyethylene terephthalate
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PCT/EP1996/003089
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Ursula Murschall
Wolfgang Gawrisch
Rainer Brunow
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Hoechst Research & Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C43/222—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material

Definitions

  • the invention relates to an amorphous, transparent plate made of a crystallizable thermoplastic with a high standard viscosity, the thickness of which is in the range from 1 to 20 mm.
  • the plate is characterized by very good optical and mechanical properties.
  • the invention further relates to a method for producing this plate and its use.
  • thermoplastics that are processed into sheets are, for example, polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC) and polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PVC polyvinyl chloride
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the amorphous thermoplastics can be easily reshaped using smoothing units or other shaping tools due to the steadily increasing viscosity as the temperature decreases. After shaping, amorphous thermoplastics then have sufficient stability, ie a high viscosity, to "stand by themselves” in the calibration tool. But they are still soft enough to be shaped by the tool. The melt viscosity and inherent stiffness of amorphous thermoplastics is so high in the calibration tool that the semi-finished product does not collapse in the calibration tool before it cools down. With easily decomposable materials such. B. PVC are special processing aids in extrusion, such as. B. Processing stabilizers against decomposition and lubricants against excessive internal friction and thus uncontrollable heating necessary. External lubricants are required to prevent snagging on walls and rollers. When processing PMMA z. B. used a degassing extruder for dehumidification.
  • PMMA sheets also have extremely poor impact strength and shatter when broken or subjected to mechanical stress.
  • PMMA panels are highly flammable, so that they cannot be used, for example, for indoor applications or in trade fair construction.
  • PMMA and PC sheets are also not cold-formable. During cold forming, PMMA sheets break into dangerous fragments. When cold-forming PC sheets, hairline cracks and whitening occur.
  • EP-A-0 471 528 describes a method for molding an article from a polyethylene terephthalate (PET) plate.
  • the intrinsic viscosity of the PET used is in the range from 0.5 to 1.2.
  • the PET sheet is heat-treated on both sides in a deep-drawing mold in a temperature range between the glass transition temperature and the melting temperature.
  • the molded PET sheet is taken out of the mold when the degree of crystallization of the molded PET sheet is in the range of 25 to 50%.
  • the PET sheets disclosed in EP-A-0 471 528 have a thickness of 1 to 10 mm.
  • the deep-drawn molded article produced from this PET sheet is partially crystalline and therefore no longer transparent, and the surface properties of the molded article through the deep-drawing process, the given temperatures and Forms are determined, it is immaterial which optical properties (e.g. gloss, haze and light transmission) have the PET sheets used. As a rule, the optical properties of these plates are poor and need to be optimized.
  • US Pat. No. 3,496,143 describes the vacuum deep drawing of a 3 mm thick PET sheet, the crystallization of which is said to be in the range from 5 to 25%. However, the crystallinity of the deep-drawn molded body is greater than 25%. No demands are made on the optical properties of these PET sheets either. Since the crystallinity of the plates used is already between 5 and 25%, these plates are cloudy and opaque.
  • the object of the present invention is to provide an amorphous, transparent plate with a thickness of 1 to 20 mm, which has both good mechanical and optical properties.
  • Good optical properties include, for example, high light transmission, high surface gloss, extremely low haze and high image sharpness (clarity).
  • the good mechanical properties include high impact strength and high breaking strength.
  • the plate according to the invention should be recyclable, in particular without loss of the mechanical properties, and also flame-retardant, so that it can also be used, for example, for interior applications and in trade fair construction.
  • DCE standard viscosity SV
  • the standard viscosity SV (DCE) of the crystallizable thermoplastic measured in dichloroacetic acid according to DIN 53728 is preferably between 2000 and 5000 and particularly preferably between 2500 and 4000.
  • the intrinsic viscosity IV (DCE) is calculated as follows from the standard viscosity SV (DCE):
  • the surface gloss measured according to DIN 67530 (measuring angle 20 °), is greater than 120, preferably greater than 130, the light transmission, measured according to ASTM D 1003, is more than 84%, preferably more than 86%, and the turbidity of the plate, measured according to ASTM D 1003, is less than 15%, preferably less than 11%.
  • the main component of the transparent, amorphous plate is a crystallizable thermoplastic.
  • Suitable crystallizable or semi-crystalline thermomers are, for example, polyethylene terephthalate,
  • crystallizable thermoplastic is understood to mean crystallizable homopolymers, crystallizable copolymers, crystallizable compounds, crystallizable recyclate and other variations of crystallizable thermoplastics.
  • amorphous plate is understood to mean plates which, although the crystallizable thermoplastic used preferably has a crystallinity of between 5 and 65%, are not crystalline.
  • polyethylene terephthalates usually takes place by polycondensation in the melt or by a two-stage polycondensation, the first step up to an average molecular weight - corresponding to an average intrinsic viscosity IV of about 0.5 to 0.7 - in the melt and the further condensation is carried out by solid condensation.
  • the polycondensation is generally in the presence of known polycondensation or
  • PET chips are heated to temperatures in the range from 180 to 320 ° C. under reduced pressure or under protective gas until the desired molecular weight is reached.
  • polyethylene terephthalate is described in detail in a variety of patents, e.g. in JP-A-60-139 717, DE-C-2 429 087, DE-A-27 07 491, DE-A-23 19 089, DE-A-1 6 94 461, JP-63-41 528 , JP-62-39 621, DE-A-41 17 825, DE-A-42 26 737, JP-60-141 71 5, DE-A-27 21 501 and US-A-5,296,586.
  • Polyethylene terephthalates with particularly high molecular weights can be added by polycondensation of dicarboxylic acid diol precondensates (oligomers) elevated temperature in a liquid heat transfer medium in the presence of conventional polycondensation catalysts and possibly co-condensable modifiers, if the liquid heat transfer medium is inert and free from aromatic components and has a boiling point in the range from 200 to 320 ° C, the weight ratio of the dicarboxylic acid diol precondensate used (Oligomers) to liquid heat transfer medium is in the range from 20:80 to 80:20, and the polycondensation is carried out in the boiling reaction mixture in the presence of a dispersion stabilizer.
  • the notched impact strength a k according to Izod (measured according to ISO 180 / 1A) of the plate is preferably in the range from 2.0 to 8.0 kJ / m 2 , particularly preferably in the range from 4.0 to 6.0 kJ / m 2nd
  • the image sharpness of the plate which is also called Clarity and is determined at an angle of less than 2.5 ° (ASTM D 1003), is preferably above 96% and particularly preferably above 97%.
  • Polyethylene terephthalate polymers with a crystallite melting point T m measured with DSC (differential scanning calorimetry) with a heating rate of 10 ° C / min, from 220 ° C to 280 ° C, in particular 220 ° C to 260 ° C and preferably from 230 ° C to 250 ° C, with a crystallization temperature range T c between 75 ° C and 280 ° C, preferably 75 ° C and 260 ° C, a glass transition temperature T g between 65 ° C and
  • the bulk density measured according to DIN 53466, is preferably between 0.75 kg / dm 3 and 1.0 kg / dm, and particularly preferably between 0.80 kg / dm 3 and 0.90 kg / dm 3 .
  • the polydispersity of the polyethylene terephthalate M w / M n measured by GPC is usually between 1.5 and 6, preferably between 2.5 and 6.0 and particularly preferably between 3.0 and 5.0.
  • the plate according to the invention is equipped with a UV stabilizer as a light stabilizer.
  • the concentration of the light stabilizer is preferably in the range from 0.01 to 5% by weight, based on the weight of the crystallizable thermoplastic.
  • Light especially the ultraviolet portion of solar radiation, i.e. H. the wavelength range from 280 to 400 nm initiates degradation processes in thermoplastics, as a result of which not only the visual appearance changes as a result of color change or yellowing, but also the mechanical-physical properties are adversely affected.
  • Polyethylene terephthalates for example, begin to absorb UV light below 360 nm, their absorption increases considerably below 320 nm and is very pronounced below 300 nm. The maximum absorption is between 280 and 300 nm.
  • UV stabilizers or UV absorbers as light stabilizers are chemical compounds that can intervene in the physical and chemical processes of light-induced degradation. Soot and other pigments can partially protect against light. However, these substances are unsuitable for transparent plates because they lead to discoloration or color change. For transparent, amorphous plates, only organic and organometallic compounds are suitable, which give the thermoplastic to be stabilized no or only an extremely small color or color change.
  • Suitable light stabilizers or UV stabilizers are, for example
  • the transparent, amorphous plate according to the invention contains, as the main constituent, a crystallizable polyethylene terephthalate and 0.01% by weight to 5.0% by weight of 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazine) -2-yl) -5- (hexyl) oxy-phenol (structure in Fig. 1 a) or 0.01 wt% to 5.0 wt% 2,2'-methylene-bis (6- ( 2H-benzotriazol-2-yl) -4- (1, 1, 3,3-tetramethylbutyl) phenol (structure in Fig. 1 b).
  • UV-stabilized plates according to the invention have no or only slight yellowing, embrittlement, loss of gloss on the surface, cracking on the surface and deterioration of the mechanical properties even after 5 to 7 years of outdoor use.
  • the plate according to the invention is flame-retardant and flame-retardant, so that it is suitable, for example, for indoor applications and in trade fair construction.
  • the plate according to the invention can be easily recycled without environmental pollution and without loss of mechanical properties, which makes it suitable, for example, for use as short-lived advertising signs or other promotional items.
  • the panel has improved weathering resistance and increased UV stability.
  • the transparent, amorphous plate according to the invention can be produced, for example, by an extrusion process in an extrusion line. Such an extrusion line is shown schematically in FIG. 2.
  • It essentially comprises an extruder (1) as a plasticizing system, a slot die (2) as a tool for shaping, a smoothing unit / calender (3) as a calibration tool, a cooling bed (4) and / or a roller conveyor (5) for after-cooling, a roller take-off (6), a separating saw (7), a side cutting device (9), and optionally a stacking device (8).
  • the process is characterized in that the crystallizable thermoplastic is dried, if necessary, then melted together with the UV stabilizer in the extruder, the melt is shaped through a nozzle and then calibrated, smoothed and cooled in the calender before the plate is brought to size.
  • the polyethylene terephthalate is preferably dried at 160 to 180 ° C. for 4 to 6 hours before extrusion.
  • the polyethylene terephthalate is then melted in the extruder.
  • the temperature of the PET melt is preferably in the range from 250 to 320 ° C., the temperature of the melt being able to be set essentially both by the temperature of the extruder and by the residence time of the melt in the extruder.
  • a light stabilizer is used, this can already be metered in at the raw material manufacturer or metered into the extruder during plate manufacture.
  • the addition of the light stabilizer via masterbatch technology is particularly preferred.
  • the light stabilizer is fully dispersed in a solid carrier material. Suitable carrier materials are certain resins, the crystallizable thermoplastic itself, for example polyethylene terephthalate, or other polymers which are sufficiently compatible with the crystallizable thermoplastic.
  • the grain size and the bulk density of the masterbatch are similar to the grain size and the bulk density of the crystallizable thermoplastic, so that a homogeneous distribution and thus a homogeneous UV stabilization can take place.
  • the melt then leaves the extruder through a nozzle.
  • This nozzle is preferably a slot die.
  • the PET melted by the extruder and shaped by a slot die is calibrated by smoothing calender rolls, i.e. H. intensely chilled and smoothed.
  • the calender rolls can, for example, be arranged in an I, F, L or S shape (FIG. 3).
  • the PET material can then be cooled on a roller conveyor, cut to the side, cut to length and finally stacked.
  • the thickness of the PET plate is essentially determined by the take-off, which is arranged at the end of the cooling zone, the cooling (smoothing) rolls coupled with it in terms of speed and the conveying speed of the extruder on the one hand and the distance between the rolls on the other hand.
  • Both single-screw and twin-screw extruders can be used as extruders.
  • the slot die preferably consists of the separable tool body, the lips and the dust bar for flow regulation across the width.
  • the dust bar can be bent by tension and pressure screws.
  • the thickness is adjusted by adjusting the lips. It is important to ensure that the temperature of the PET and the lip is even, otherwise the PET melt will flow out to different thicknesses due to the different flow paths.
  • the calibration tool, d. H. the smoothing calender gives the PET melt the shape and dimensions. This is done by freezing below the glass transition temperature by cooling and smoothing. Deformation should no longer occur in this state, since otherwise surface defects would occur in this cooled state. For this reason, the calender rolls are preferably driven together. The temperature of the calender rolls must be lower than the crystallite melting temperature in order to avoid sticking of the PET melt. The PET melt leaves the slot die at a temperature of 240 to 300 ° C.
  • the first smoothing-cooling roller has a temperature between 50 ° C and 80 ° C depending on the output and plate thickness.
  • the second, somewhat cooler roller cools the second or other surface.
  • the temperature of the first smoothing cooling roll is in the range from 50 to 80 ° C.
  • Freezing brings and cools the profile so far that it is dimensionally stable, lowers the
  • After-cooling can be done on a roller board.
  • the speed of the trigger should match the speed of the
  • Calender rolls must be precisely coordinated to avoid defects and thickness fluctuations.
  • a separating saw as a cutting device, the side trimming, the stacking system and a control point can be located in the extrusion line for the production of the plates as additional devices.
  • the side or edge trimming is advantageous because the thickness in the edge area can be uneven under certain circumstances. The thickness and appearance of the plate are measured at the control point.
  • the transparent and amorphous plate according to the invention is excellently suitable for a variety of different uses, for example for interior cladding, for trade fair construction and trade fair items, as displays, for signs, in the lighting sector, in shop and shelf construction, as promotional items, as Menu card stands, as basketball goal boards, as room dividers, as aquariums, as information boards, as brochure and newspaper stands.
  • the plate according to the invention is also suitable for outdoor applications, such as Greenhouses, roofing, external cladding, covers, for applications in the construction sector, illuminated advertising profiles, balcony cladding and roof hatches.
  • the surface gloss is measured at a measuring angle of 20 ° according to DIN 67530.
  • the reflector value is measured as an optical parameter for the surface of a plate. Based on the standards ASTM-D 523-78 and ISO 2813, the angle of incidence was set at 20 °. A light beam hits the flat test surface at the set angle of incidence and is reflected or scattered by it. The light rays striking the photoelectronic receiver are displayed as a proportional electrical quantity.
  • the measured value is dimensionless and must be specified together with the angle of incidence.
  • the light transmission is measured with the "Hazegard plus" measuring device in accordance with ASTM D 1003.
  • Haze is the percentage of the transmitted light that deviates by more than 2.5 ° on average from the incident light beam.
  • the image sharpness is determined at an angle of less than 2.5 °.
  • the haze and clarity are measured using the "Hazegard plus" measuring device in accordance with ASTM D 1003.
  • the surface defects are determined visually.
  • the impact strength or strength a k according to Izod is measured according to ISO 180/1 A.
  • the density is determined according to DIN 53479.
  • the standard viscosity SV (DCE) is based on DIN 53728 in
  • the intrinsic viscosity (IV) is calculated as follows from the standard viscosity (SV)
  • the thermal properties such as crystallite melting point T m , crystallization temperature range T c , post- (cold) crystallization temperature T CN and glass transition temperature T g are measured by differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 10 ° C / min.
  • the molecular weights M w and M n and the resulting polydispersity M ⁇ / M,. are measured by means of gel permeation chromatography (GPC).
  • UV stability is tested according to the test specification ISO 4892 as follows
  • Test device Atlas Ci 65 Weather Ometer
  • Xenon lamp inner and outer filter made of borosilicate
  • the color change of the samples after artificial weathering is measured with a spectrophotometer according to DIN 5033.
  • the yellowness index G is the deviation from the colorlessness in the "yellow” direction and is measured in accordance with DIN 61 67. Yellow value G values of ⁇ 5 are not visually visible.
  • the polyethylene terephthalate from which the transparent plate is made has a standard viscosity SV (DCE) of 3490, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 2.45 dl / g.
  • the moisture content is ⁇ 0.2% and the density (DIN 53479) is 1.35 g / cm 3 .
  • the crystallinity is 19%, the crystallite melting point according to DSC measurements being 243 ° C.
  • the crystallization temperature range T c is between 82 ° C and 243 ° C.
  • the polydispersity M w / M n of the polyethylene terephthalate is 4.3, where M w is 225070 g / mol and M n is 52400 g / mol.
  • the glass transition temperature is 82 ° C.
  • the polyethylene terephthalate is dried in a dryer at 170 ° C. for 5 hours and then extruded in a single-screw extruder at an extrusion temperature of 292 ° C. through a slot die onto a smoothing calender, the rollers of which are arranged in an S-shape, and extruded to a thickness of 3 mm Smoothed plate.
  • the first calender roll has a temperature of 73 ° C and the subsequent rolls each have a temperature of 67 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 6.5 m / min.
  • the transparent, 3 mm thick PET sheet is trimmed at the edges with separating saws, cut to length and stacked.
  • the transparent PET sheet produced has the following property profile:
  • Polyethylene terephthalate which has the following properties:
  • the extrusion temperature is 280 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 2.9 m / min.
  • the transparent PET sheet produced has the following property profile:
  • Extrusion temperature is 275 ° C.
  • the first calender roll has one
  • the PET sheet produced has the following property profile:
  • Thickness 10 mm
  • Notched impact strength a k according to Izod 5.0 kJ / m 2
  • Polyethylene terephthalate which has the following properties:
  • the extrusion temperature is 274 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 50 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 45 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 1.2 m / min.
  • the transparent PET sheet produced has the following property profile:
  • Example 2 Analogous to example 2, a transparent plate is produced. 70% polyethylene terephthalate from Example 2 are mixed with 30% recyclate from this polyethylene terephthalate.
  • the transparent PET sheet produced has the following property profile:
  • Example 2 Analogously to Example 1, a 3 mm thick, transparent, amorphous plate is produced, the main constituent of which is the polyethylene terephthalate from Examples 1 and 1,
  • UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) oxyphenol ®
  • Tinuvin 1577 has a melting point of 149 ° C and is thermally stable up to approx. 330 ° C.
  • UV stabilizer 1.0% by weight of the UV stabilizer is incorporated directly into the raw material manufacturer
  • Example 1 The drying, extrusion and process parameters are chosen as in Example 1.
  • the transparent PET sheet produced has the following property profile:
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties: - Thickness 3 mm
  • Example 6 Analogously to Example 6, a 3 mm thick, transparent, amorphous plate is produced.
  • the UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) -oxyphenol® (Tinuvin 1 577) is metered in in the form of a masterbatch.
  • the master batch ® is composed of 5% by weight of Tinuvin 1577 as the active ingredient and 95% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 1.
  • Example 1 Before the extrusion, 80% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 1 and 20% by weight of the masterbatch are dried at 170 ° C. for 5 hours. The extrusion and sheet production take place analogously to Example 1.
  • the transparent, amorphous PET sheet produced has the following property profile:
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Example 2 Analogously to Example 2, a 6 mm thick, transparent, amorphous plate is produced, which as the main constituent is the polyethylene terephthalate described in Example 2 and 0.6% by weight of the UV stabilizer 2,2'-methylene-bis (6- (2H- benzotriazol-2-yl) -4-
  • Tinuvin 360 has a melting point of 1 95 ° C and is thermally stable up to approx. 250 ° C.
  • Example 6 0.6% by weight of the UV stabilizer is incorporated directly into the polyethylene terephthalate at the raw material manufacturer.
  • the extrusion temperature is 280 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 C C.
  • the speed of the draw-off and of the calender rolls is 2.9 m / min.
  • the transparent PET sheet produced has the following property profile:
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Example 8 Analogously to Example 8, a transparent, amorphous plate is produced.
  • the extrusion temperature is 275 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 57 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 50 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 1.7 m / min.
  • the plate is stabilized as described in Example 3.
  • the PET sheet produced has the following property profile:
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties: Thickness 10 mm
  • a transparent plate is produced.
  • the polyethylene terephthalate used has a standard viscosity SV (DCE) of 760, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 0.62 dl / g.
  • DCE intrinsic viscosity IV
  • the other properties are identical to the properties of the polyethylene terephthalate from Example 1 within the scope of the measurement accuracy.
  • the process parameters and the temperature were chosen as in Example 1. Due to the low viscosity, plate production is not possible. The melt stability is insufficient, so that the melt collapses on the calender rolls before cooling.
  • a transparent plate is produced analogously to Example 2, the polyethylene terephthalate from Example 2 also being used.
  • the first calender roll has a temperature of 98 ° C and the subsequent rolls each have one Temperature of 92 ° C.
  • the plate produced is extremely cloudy.
  • the light transmission, the clarity and the gloss are significantly reduced.
  • the plate shows surface defects and structures.
  • the optics are unacceptable for a transparent application.
  • the plate produced has the following property profile:

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Abstract

The invention relates to a transparent, amorphous plate with a thickness in the 1 to 20 mm range, having as its main component a crystallisable thermoplast and in which the crystallisable thermoplast has a standard viscosity SV (DCE) in the 1800 to 6000 range, a process for its production and its use.

Description

Amorphe, transparente Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast mit hoher StandardviskositätAmorphous, transparent plate made of a crystallizable thermoplastic with high standard viscosity
Die Erfindung betrifft eine amorphe, transparente Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast mit hoher Standardviskosität, deren Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm liegt. Die Platte zeichnet sich durch sehr gute optische und mechanische Eigenschaften aus. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Platte und ihre Verwendung.The invention relates to an amorphous, transparent plate made of a crystallizable thermoplastic with a high standard viscosity, the thickness of which is in the range from 1 to 20 mm. The plate is characterized by very good optical and mechanical properties. The invention further relates to a method for producing this plate and its use.
Amorphe, transparente Platten mit einer Dicke zwischen 1 und 20 mm sind hinreichend bekannt. Diese flächigen Gebilde bestehen aus amorphen, nicht kristallisierbaren Thermoplasten. Typische Beispiele für derartige Thermoplaste, die zu Platten verarbeitet werden, sind z.B. Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC) und Polymethylmethacrylat (PMMA) . Diese Halbzeuge werden auf sogenannten Extrusionsstraßen hergestellt (vgl. Polymer Werkstoffe, Band II, Technologie 1 , S. 136, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1984). Das Aufschmelzen des pulver- oder granulatförmigen Rohstoffes erfolgt in einem Extruder. Die amorphen Thermoplaste sind nach der Extrusion infolge der mit abnehmender Temperatur stetig steigenden Viskosität leicht über Glättwerke oder andere Ausformwerkzeuge umzuformen. Amorphe Thermoplaste besitzen dann nach der Ausformung eine hinreichende Stabilität, d. h. eine hohe Viskosität, um im Kalibrierwerkzeug "von selbst zu stehen". Sie sind aber noch weich genug um sich vom Werkzeug formen zu lassen. Die Schmelzviskosität und Eigensteife von amorphen Thermoplasten ist im Kalibrierwerkzeug so hoch, daß das Halbzeug nicht vor dem Abkühlen im Kalibrierwerkzeug zusammenfällt. Bei leicht zersetzbaren Werkstoffen wie z. B. PVC sind bei der Extrusion besondere Verarbeitungshilfen, wie z. B. Verarbeitungsstabilisatoren gegen Zersetzung und Gleitmittel gegen zu hohe innere Reibung und damit unkontrollierbare Erwärmung notwendig. Äußere Gleitmittel sind erforderlich um das Hängenbleiben an Wänden und Walzen zu verhindern. Bei der Verarbeitung von PMMA wird z. B. zwecks Feuchtigkeitsentzug ein Entgasungsextruder eingesetzt.Amorphous, transparent plates with a thickness between 1 and 20 mm are well known. These flat structures consist of amorphous, non-crystallizable thermoplastics. Typical examples of such thermoplastics that are processed into sheets are, for example, polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC) and polymethyl methacrylate (PMMA). These semi-finished products are manufactured on so-called extrusion lines (cf. Polymer Werkstoffe, Volume II, Technologie 1, p. 136, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1984). The powdered or granular raw material is melted in an extruder. After extrusion, the amorphous thermoplastics can be easily reshaped using smoothing units or other shaping tools due to the steadily increasing viscosity as the temperature decreases. After shaping, amorphous thermoplastics then have sufficient stability, ie a high viscosity, to "stand by themselves" in the calibration tool. But they are still soft enough to be shaped by the tool. The melt viscosity and inherent stiffness of amorphous thermoplastics is so high in the calibration tool that the semi-finished product does not collapse in the calibration tool before it cools down. With easily decomposable materials such. B. PVC are special processing aids in extrusion, such as. B. Processing stabilizers against decomposition and lubricants against excessive internal friction and thus uncontrollable heating necessary. External lubricants are required to prevent snagging on walls and rollers. When processing PMMA z. B. used a degassing extruder for dehumidification.
Bei der Herstellung von transparenten Platten aus amorphen Thermoplasten sind z. T. kostenintensive Additive erforderlich, die teilweise migrieren und zu Produktionsproblemen infolge von Ausdampfungen und zu Oberflächenbelägen auf dem Halbzeug führen können. PVC-Platten sind schwer oder nur mit speziellen Neutralisations- bzw. Elektrolyseverfahren recyklierbar. PC- und PMMA-Platten sind ebenfalls schlecht und nur unter Verlust oder extremer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften recyklierbar.In the production of transparent plates made of amorphous thermoplastics z. T. costly additives are required, some of which migrate and can lead to production problems due to evaporation and surface coatings on the semi-finished product. PVC sheets are heavy or can only be recycled using special neutralization or electrolysis processes. PC and PMMA boards are also poor and can only be recycled if the mechanical properties are lost or extremely deteriorated.
Neben diesen Nachteilen besitzen PMMA-Platten auch eine extrem schlechte Schlagzähigkeit und zersplittern bei Bruch oder mechanischer Belastung. Daneben sind PMMA-Platten leicht brennbar, so daß sie beispielsweise für Innenanwendungen und im Messebau nicht eingesetzt werden können.In addition to these disadvantages, PMMA sheets also have extremely poor impact strength and shatter when broken or subjected to mechanical stress. In addition, PMMA panels are highly flammable, so that they cannot be used, for example, for indoor applications or in trade fair construction.
PMMA- und PC-Platten sind außerdem nicht kaltformbar. Beim Kaltformen zerbrechen PMMA-Platten in gefährliche Splitter. Beim Kaltformen von PC-Platten treten Haarrisse und Weißbruch auf.PMMA and PC sheets are also not cold-formable. During cold forming, PMMA sheets break into dangerous fragments. When cold-forming PC sheets, hairline cracks and whitening occur.
In der EP-A-0 471 528 wird ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus einer Polyethylenterephthalat (PET)-Platte beschrieben. Die intrinsische Viskosität des eingesetzten PET liegt im Bereich von 0,5 bis 1 ,2. Die PET-Platte wird in einer Tiefziehform beidseitig in einem Temperaturbereich zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur wärmebehandelt. Die geformte PET-Platte wird aus der Form herausgenommen, wenn das Ausmaß der Kristallisation der geformten PET-Platte im Bereich von 25 bis 50 % liegt. Die in der EP-A-0 471 528 offenbarten PET-Platten haben eine Dicke von 1 bis 10 mm. Da der aus dieser PET-Platte hergestellte, tiefgezogene Formkörper teilkristallin und damit nicht mehr transparent ist und die Oberflächeneigenschaften des Formkörpers durch das Tiefziehverfahren, die dabei gegebenen Temperaturen und Formen bestimmt werden, ist es unwesentlich, welche optischen Eigenschaften (z. B. Glanz, Trübung und Lichttransmission) die eingesetzten PET-Platten besitzen. In der Regel sind die optischen Eigenschaften dieser Platten schlecht und optimierungsbedürftig.EP-A-0 471 528 describes a method for molding an article from a polyethylene terephthalate (PET) plate. The intrinsic viscosity of the PET used is in the range from 0.5 to 1.2. The PET sheet is heat-treated on both sides in a deep-drawing mold in a temperature range between the glass transition temperature and the melting temperature. The molded PET sheet is taken out of the mold when the degree of crystallization of the molded PET sheet is in the range of 25 to 50%. The PET sheets disclosed in EP-A-0 471 528 have a thickness of 1 to 10 mm. Since the deep-drawn molded article produced from this PET sheet is partially crystalline and therefore no longer transparent, and the surface properties of the molded article through the deep-drawing process, the given temperatures and Forms are determined, it is immaterial which optical properties (e.g. gloss, haze and light transmission) have the PET sheets used. As a rule, the optical properties of these plates are poor and need to be optimized.
In der US-A-3,496, 143 wird das Vakuum-Tiefziehen einer 3 mm dicken PET- Platte, deren Kristallisation im Bereich von 5 bis 25 % liegen soll, beschrieben. Die Kristallinität des tiefgezogenen Formkörpers ist jedoch größer als 25 %. Auch an diese PET-Platten werden keine Anforderungen hinsichtlich der optischen Eigenschaften gestellt. Da die Kristallinität der eingesetzten Platten bereits zwischen 5 und 25 % liegt, sind diese Platten trüb und undurchsichtig.US Pat. No. 3,496,143 describes the vacuum deep drawing of a 3 mm thick PET sheet, the crystallization of which is said to be in the range from 5 to 25%. However, the crystallinity of the deep-drawn molded body is greater than 25%. No demands are made on the optical properties of these PET sheets either. Since the crystallinity of the plates used is already between 5 and 25%, these plates are cloudy and opaque.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine amorphe, transparente Platte mit einer Dicke von 1 bis 20 mm bereitzustellen, die sowohl gute mechanische als auch optische Eigenschaften aufweist.The object of the present invention is to provide an amorphous, transparent plate with a thickness of 1 to 20 mm, which has both good mechanical and optical properties.
Zu den guten optischen Eigenschaften zählt beispielsweise eine hohe Lichttransmission, ein hoher Oberflächenglanz, eine extrem niedrige Trübung sowie eine hohe Bildschärfe (Clarity).Good optical properties include, for example, high light transmission, high surface gloss, extremely low haze and high image sharpness (clarity).
Zu den guten mechanischen Eigenschaften zählt unter anderem eine hohe Schlagzähigkeit sowie eine hohe Bruchfestigkeit.The good mechanical properties include high impact strength and high breaking strength.
Darüber hinaus sollte die erfindungsgemäße Platte recyklierbar sein, insbesondere ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften, sowie schwer brennbar, damit sie beispielsweise auch für Innenanwendungen und im Messebau eingesetzt werden kann.In addition, the plate according to the invention should be recyclable, in particular without loss of the mechanical properties, and also flame-retardant, so that it can also be used, for example, for interior applications and in trade fair construction.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine transparente, amorphe Platte mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm, die als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten enthält, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß der kristallisierbare Thermoplast eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, im Bereich von 1800 bis 6000 aufweist.This object is achieved by a transparent, amorphous plate with a thickness in the range from 1 to 20 mm, which contains a crystallizable thermoplastic as the main component, and which is characterized in that the crystallizable thermoplastic has a standard viscosity SV (DCE), measured in dichloroacetic acid according to DIN 53728, in the range from 1800 to 6000.
Die Standardviskosität SV (DCE) des kristallisierbaren Thermoplasten gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, liegt vorzugsweise zwischen 2000 und 5000 und besonders bevorzugt zwischen 2500 und 4000.The standard viscosity SV (DCE) of the crystallizable thermoplastic measured in dichloroacetic acid according to DIN 53728 is preferably between 2000 and 5000 and particularly preferably between 2500 and 4000.
Die intrinsische Viskosität IV (DCE) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität SV (DCE):The intrinsic viscosity IV (DCE) is calculated as follows from the standard viscosity SV (DCE):
IV (DCE) = 6,67 • 10"4 SV (DCE) + 0, 1 18IV (DCE) = 6.67 • 10 "4 SV (DCE) + 0.118
Der Oberflächenglanz, gemessen nach DIN 67530 (Meßwinkel 20 °), ist größer als 120, vorzugsweise größer als 130, die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D 1003, beträgt mehr als 84 %, vorzugsweise mehr als 86 %, und die Trübung der Platte, gemessen nach ASTM D 1003, beträgt weniger als 1 5 %, vorzugsweise weniger als 1 1 %.The surface gloss, measured according to DIN 67530 (measuring angle 20 °), is greater than 120, preferably greater than 130, the light transmission, measured according to ASTM D 1003, is more than 84%, preferably more than 86%, and the turbidity of the plate, measured according to ASTM D 1003, is less than 15%, preferably less than 11%.
Die transparente, amorphe Platte enthält als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten. Geeignete kristallisierbare bzw. teilkristalline T h e r m o p l a st e sind beispielsweise Polyethylenterephthalat,The main component of the transparent, amorphous plate is a crystallizable thermoplastic. Suitable crystallizable or semi-crystalline thermomers are, for example, polyethylene terephthalate,
Polybutylenterephthalat, Cycloolefin- und Cycloolefincopolymere, wobei Polyethylenterephthalat besonders bevorzugt ist.Polybutylene terephthalate, cycloolefin and cycloolefin copolymers, with polyethylene terephthalate being particularly preferred.
Erfindungsgemäß versteht man unter kristallisierbarem Thermoplast kristallisierbare Homopolymere, kristallisierbare Copolymere, kristallisierbare Compounds, kristallisierbares Recyklat und andere Variationen von kristallisierbaren Thermoplasten. Unter amorpher Platte werden im Sinne der vorliegenden Erfindung solche Platten verstanden, die, obwohl der eingesetzte kristallisierbare Thermoplast vorzugsweise eine Kristallinität zwischen 5 und 65 % besitzt, nicht kristallin sind. Nicht kristallin, d. h. im wesentlichen amorph bedeutet, daß der Kristallinitatsgrad im allgemeinen unter 5 %, vorzugsweise unter 2 % liegt und besonders bevorzugt 0 % beträgt . Eine derartige amorphe Platte ist im wesentlichen unorientiert.According to the invention, crystallizable thermoplastic is understood to mean crystallizable homopolymers, crystallizable copolymers, crystallizable compounds, crystallizable recyclate and other variations of crystallizable thermoplastics. For the purposes of the present invention, amorphous plate is understood to mean plates which, although the crystallizable thermoplastic used preferably has a crystallinity of between 5 and 65%, are not crystalline. Non-crystalline, ie essentially amorphous, means that the degree of crystallinity is generally below 5%, preferably below 2% and particularly preferably 0%. Such an amorphous plate is essentially unoriented.
Verfahren zur Herstellung der kristallisierbaren Thermoplaste sind dem Fachmann bekannt.Methods for producing the crystallizable thermoplastics are known to the person skilled in the art.
So geschieht die Herstellung von Polyethylenterephthalaten üblicherweise durch Polykondensation in der Schmelze oder durch eine zweistufige Polykondensation, wobei der erste Schritt bis zu einem mittleren Molekulargewicht - entsprechend einer mittleren intrinsischen Viskosität IV von etwa 0,5 bis 0,7 - in der Schmelze und die Weiterkondensation durch Feststoff kondensation ausgeführt wird. Die Polykondensation wird im allgemeinen in Gegenwart von bekannten Polykondensationskatalysatoren oderFor example, the production of polyethylene terephthalates usually takes place by polycondensation in the melt or by a two-stage polycondensation, the first step up to an average molecular weight - corresponding to an average intrinsic viscosity IV of about 0.5 to 0.7 - in the melt and the further condensation is carried out by solid condensation. The polycondensation is generally in the presence of known polycondensation or
-Katalysatorsystemen durchgeführt. Bei der Feststoffkondensation werden PET- Chips unter vermindertem Druck oder unter Schutzgas solange auf Temperaturen im Bereich von 180 bis 320°C erwärmt bis das gewünschte Molekulargewicht erreicht ist.-Catalyst systems performed. In solid condensation, PET chips are heated to temperatures in the range from 180 to 320 ° C. under reduced pressure or under protective gas until the desired molecular weight is reached.
Die Herstellung von Polyethylenterephthalat wird in einer Vielzahl von Patenten ausführlich beschrieben, wie z.B. in der JP-A-60-139 717, DE-C-2 429 087, DE-A- 27 07 491 , DE-A-23 19 089, DE-A-1 6 94 461 , JP-63-41 528, JP-62-39 621 , DE-A-41 17 825, DE-A-42 26 737, JP-60-141 71 5, DE-A-27 21 501 und US-A- 5,296,586.The production of polyethylene terephthalate is described in detail in a variety of patents, e.g. in JP-A-60-139 717, DE-C-2 429 087, DE-A-27 07 491, DE-A-23 19 089, DE-A-1 6 94 461, JP-63-41 528 , JP-62-39 621, DE-A-41 17 825, DE-A-42 26 737, JP-60-141 71 5, DE-A-27 21 501 and US-A-5,296,586.
Polyethylenterephthalate mit besonders hohen Molekulargewichten lassen sich durch Polykondensation von Dicarbonsäure-Diol-Vorkondensaten (Oligomeren) bei erhöhter Temperatur in einem flüssigen Wärmeträger in Gegenwart üblicher Polykondensationskatalysatoren und ggf. cokondensierbarer Modifizierungsmittel herstellen, wenn der flüssige Wärmeträger inert und frei ist von aromatischen Baugruppen und einen Siedepunkt im Bereich von 200 bis 320°C hat, das Gewichtsverhältnis von eingesetztem Dicarbonsäure-Diol-Vorkondensat (Oligomeren) zu flüssigem Wärmeträger im Bereich von 20:80 bis 80:20 liegt, und die Polykondensation im siedenden Reaktionsgemisch in Gegenwart eines Dispersionsstabilisators durchgeführt wird.Polyethylene terephthalates with particularly high molecular weights can be added by polycondensation of dicarboxylic acid diol precondensates (oligomers) elevated temperature in a liquid heat transfer medium in the presence of conventional polycondensation catalysts and possibly co-condensable modifiers, if the liquid heat transfer medium is inert and free from aromatic components and has a boiling point in the range from 200 to 320 ° C, the weight ratio of the dicarboxylic acid diol precondensate used (Oligomers) to liquid heat transfer medium is in the range from 20:80 to 80:20, and the polycondensation is carried out in the boiling reaction mixture in the presence of a dispersion stabilizer.
Im Fall von Polyethylenterephthalat tritt bei der Messung der Schlagzähigkeit an nach Charpy (gemessen nach ISO 179/1 D) an der Platte vorzugsweise kein Bruch auf. Darüber hinaus liegt die Kerbschlagfestigkeit ak nach Izod (gemessen nach ISO 180/1A) der Platte vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis 8,0 kJ/m2, besonders bevorzugt im Bereich von 4,0 bis 6,0 kJ/m2.In the case of polyethylene terephthalate in the measurement of impact strength a (179/1 D measured according to ISO) delivers n Charpy to the plate preferably does not fracture. In addition, the notched impact strength a k according to Izod (measured according to ISO 180 / 1A) of the plate is preferably in the range from 2.0 to 8.0 kJ / m 2 , particularly preferably in the range from 4.0 to 6.0 kJ / m 2nd
Die Bildschärfe der Platte, die auch Clarity genannt wird, und unter einem Winkel kleiner als 2,5 ° ermittelt wird (ASTM D 1003), liegt vorzugsweise über 96 % und besonders bevorzugt über 97 %.The image sharpness of the plate, which is also called Clarity and is determined at an angle of less than 2.5 ° (ASTM D 1003), is preferably above 96% and particularly preferably above 97%.
Polyethylenterephthalat-Polymere mit einem Kristallitschmelzpunkt Tm, gemessen mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C/min, von 220°C bis 280°C, insbesondere 220°C bis 260°C und vorzugsweise von 230°C bis 250°C, mit einem Kristallisationstemperaturbereich Tc zwischen 75°C und 280°C, vorzugsweise 75°C und 260°C, einer Glasübergangstemperatur Tg zwischen 65 °C undPolyethylene terephthalate polymers with a crystallite melting point T m , measured with DSC (differential scanning calorimetry) with a heating rate of 10 ° C / min, from 220 ° C to 280 ° C, in particular 220 ° C to 260 ° C and preferably from 230 ° C to 250 ° C, with a crystallization temperature range T c between 75 ° C and 280 ° C, preferably 75 ° C and 260 ° C, a glass transition temperature T g between 65 ° C and
90 °C und mit einer Dichte, gemessen nach DIN 53479, von 1 ,30 bis 1 ,45 und einer Kristallinität zwischen 5 % und 65 % stellen als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Platte bevorzugte Polymere dar.90 ° C and with a density, measured according to DIN 53479, of 1, 30 to 1, 45 and a crystallinity between 5% and 65% are preferred polymers as starting materials for the production of the plate.
Das Schüttgewicht, gemessen nach DIN 53466, liegt vorzugsweise zwischen 0,75 kg/dm3 und 1 ,0 kg/dm , und besonders bevorzugt zwischen 0,80 kg/dm3 und 0,90 kg/dm3.The bulk density, measured according to DIN 53466, is preferably between 0.75 kg / dm 3 and 1.0 kg / dm, and particularly preferably between 0.80 kg / dm 3 and 0.90 kg / dm 3 .
Die Polydispersität des Polyethylenterephthalats Mw/Mn gemessen mittels GPC liegt üblicherweise zwischen 1 ,5 und 6, vorzugsweise zwischen 2,5 und 6,0 und besonders bevorzugt zwischen 3,0 und 5,0.The polydispersity of the polyethylene terephthalate M w / M n measured by GPC is usually between 1.5 and 6, preferably between 2.5 and 6.0 and particularly preferably between 3.0 and 5.0.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Platte mit einem UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel ausgerüstet.In a particularly preferred embodiment, the plate according to the invention is equipped with a UV stabilizer as a light stabilizer.
Die Konzentration des Lichtschutzmittels liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten.The concentration of the light stabilizer is preferably in the range from 0.01 to 5% by weight, based on the weight of the crystallizable thermoplastic.
Licht, insbesondere der ultraviolette Anteil der Sonnenstrahlung, d. h. der Wellenlängenbereich von 280 bis 400 nm, leitet bei Thermoplasten Abbauvorgänge ein, als deren Folge sich nicht nur das visuelle Erscheinungsbild infolge von Farbänderung bzw. Vergilbung ändert, sondern auch die mechanisch¬ physikalischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden.Light, especially the ultraviolet portion of solar radiation, i.e. H. the wavelength range from 280 to 400 nm initiates degradation processes in thermoplastics, as a result of which not only the visual appearance changes as a result of color change or yellowing, but also the mechanical-physical properties are adversely affected.
Die Inhibierung dieser photooxidativen Abbauvorgänge ist von erheblicher technischer und wirtschaftlicher Bedeutung, da andernfalls die Anwendungsmöglichkeiten von zahlreichen Thermoplasten drastisch eingeschränkt ist.The inhibition of these photooxidative degradation processes is of considerable technical and economic importance, since otherwise the application possibilities of numerous thermoplastics are drastically restricted.
Polyethylenterephthalate beginnen beispielsweise schon unterhalb von 360 nm UV-Licht zu absorbieren, ihre Absorption nimmt unterhalb von 320 nm beträchtlich zu und ist unterhalb von 300 nm sehr ausgeprägt. Die maximale Absorption liegt zwischen 280 und 300 nm.Polyethylene terephthalates, for example, begin to absorb UV light below 360 nm, their absorption increases considerably below 320 nm and is very pronounced below 300 nm. The maximum absorption is between 280 and 300 nm.
In Gegenwart von Sauerstoff werden hauptsächlich Kettenspaltungen, jedoch keine Vernetzungen beobachtet. 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.In the presence of oxygen, mainly chain cleavages are observed, but no cross-links. Carbon monoxide, carbon dioxide and carboxylic acids represent the quantitatively predominant photo-oxidation products. In addition to the direct photolysis of the ester groups, oxidation reactions must also be considered, which also result in the formation of carbon dioxide via peroxide radicals.
Die Photooxidation von Polyethylenterephthalaten kann auch über Wasserstoffspaltung in α-Stellung der Estergruppen zu Hydroperoxiden und deren Zersetzungsprodukten sowie zu damit verbundenen Kettenspaltungen führen (H. Day, D. M. Wiles: J. Appl. Polym. Sei 1 6, 1972, Seite 203).The photooxidation of polyethylene terephthalates can also lead to hydroperoxides and their decomposition products and to associated chain cleavages via hydrogen cleavage in the α-position of the ester groups (H. Day, D. M. Wiles: J. Appl. Polym. Sei 1 6, 1972, page 203).
UV-Stabilisatoren bzw. UV-Absorber als Lichtschutzmittel sind chemische Verbindungen, die in die physikalischen und chemischen Prozesse des lichtinduzierten Abbaus eingreifen können. Ruß und andere Pigmente können teilweise einen Lichtschutz bewirken. Diese Substanzen sind jedoch für transparente Platten ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung führen. Für transparente, amorphe Platten sind nur organische und metallorganische Verbindungen geeignet, die dem zu stabilisierenden Thermoplasten keine oder nur eine extrem geringe Farbe oder Farbänderung verleihen.UV stabilizers or UV absorbers as light stabilizers are chemical compounds that can intervene in the physical and chemical processes of light-induced degradation. Soot and other pigments can partially protect against light. However, these substances are unsuitable for transparent plates because they lead to discoloration or color change. For transparent, amorphous plates, only organic and organometallic compounds are suitable, which give the thermoplastic to be stabilized no or only an extremely small color or color change.
Geeignete Lichtschutzmittel oder UV-Stabilisatoren sind beispielsweiseSuitable light stabilizers or UV stabilizers are, for example
2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzotriazole, nickelorganische2-hydroxybenzophenones, 2-hydroxybenzotriazoles, organo-nickel
Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-Derivate, Resorcinmonobenzoate, Oxalsäureanilide, Hydroxybenzoesäureester, sterisch gehinderte Amine und Triazine, wobei die 2-Hydroxybenzotriazole und die Triazine bevorzugt sind.Compounds, salicylic acid esters, cinnamic acid ester derivatives, resorcinol monobenzoates, oxalic acid anilides, hydroxybenzoic acid esters, sterically hindered amines and triazines, the 2-hydroxybenzotriazoles and the triazines being preferred.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße, transparente, amorphe Platte als Hauptbestandteil ein kristallisierbares Polyethylenterephthalat und 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5- triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxy-phenol (Struktur in Fig. 1 a) oder 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2,2'-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-( 1 , 1 ,3,3-tetramethylbutyl)- phenol (Struktur in Fig. 1 b). In einer bevorzugten Ausführungsform können auch Mischungen dieser beiden UV-Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem dieser beiden UV-Stabilisatoren mit anderen UV-Stabilisatoren eingesetzt werden, wobei die Gesamtkonzentration an Lichtschutzmittel vorzugsweise zwischen 0,01 Gew.-% und 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an kristallisierbarem Polyethylenterephthalat, liegt.In a particularly preferred embodiment, the transparent, amorphous plate according to the invention contains, as the main constituent, a crystallizable polyethylene terephthalate and 0.01% by weight to 5.0% by weight of 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazine) -2-yl) -5- (hexyl) oxy-phenol (structure in Fig. 1 a) or 0.01 wt% to 5.0 wt% 2,2'-methylene-bis (6- ( 2H-benzotriazol-2-yl) -4- (1, 1, 3,3-tetramethylbutyl) phenol (structure in Fig. 1 b). In a preferred embodiment, also Mixtures of these two UV stabilizers or mixtures of at least one of these two UV stabilizers with other UV stabilizers are used, the total concentration of light stabilizers preferably being between 0.01% by weight and 5.0% by weight, based on the Weight of crystallizable polyethylene terephthalate.
Bewitterungstests haben ergeben, daß die erfindungsgemäßen UV-stabilisierten Platten selbst nach 5 bis 7 Jahren Außenanwendung keine oder nur geringfügige Vergilbung, Versprödung, Glanzverlust an der Oberfläche, Rißbildung an der Oberfläche und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.Weathering tests have shown that the UV-stabilized plates according to the invention have no or only slight yellowing, embrittlement, loss of gloss on the surface, cracking on the surface and deterioration of the mechanical properties even after 5 to 7 years of outdoor use.
Daneben wurde völlig unerwartet eine gute Kaltformbarkeit ohne Bruch, ohne Haarrisse und/oder ohne Weißbruch festgestellt, so daß die erfindungsgemäße Platte ohne Temperatureinwirkung verformt und gebogen werden kann.In addition, good cold formability without breakage, without hairline cracks and / or without white breakage was found completely unexpectedly, so that the plate according to the invention can be deformed and bent without the effect of temperature.
Darüber hinaus ergaben Messungen, daß die erfindungsgemäße Platte schwer brennbar und schwer entflammbar ist, so daß sie sich beispielsweise für Innenanwendungen und im Messebau eignet.In addition, measurements have shown that the plate according to the invention is flame-retardant and flame-retardant, so that it is suitable, for example, for indoor applications and in trade fair construction.
Desweiteren ist die erfindungsgemäße Platte ohne Umweltbelastung und ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften problemlos recyklierbar, wodurch sie sich beispielsweise für die Verwendung als kurzlebige Werbeschilder oder anderer Werbeartikel eignet.Furthermore, the plate according to the invention can be easily recycled without environmental pollution and without loss of mechanical properties, which makes it suitable, for example, for use as short-lived advertising signs or other promotional items.
In der UV-stabilisierten Ausführungsform besitzt die Platte eine verbesserte Bewitterungsbeständigkeit und eine erhöhte UV-Stabilität. Das bedeutet, daß die Platten durch Bewitterung und Sonnenlicht oder durch andere UV-Strahlung nicht oder nur extrem wenig geschädigt werden, so daß sich die Platten für Außenanwendungen und/oder kritische Innenanwendungen eignen. Die Herstellung der erfindungsgemäßen, transparenten, amorphen Platte kann beispielsweise nach einem Extrusionsverfahren in einer Extrusionsstraße erfolgen. Eine derartige Extrusionsstraße ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Sie umfaßt im wesentlichen einen Extruder (1 ) als Plastifizierungsanlage, eine Breitschlitzdüse (2) als Werkzeug zum Ausformen, ein Glättwerk/Kalander (3) als Kalibrierwerkzeug, ein Kühlbett (4) und/oder eine Rollenbahn (5) zur Nachkühlung, einen Walzenabzug (6), eine Trennsäge (7), eine Seitenschneideinrichtung (9), und gegebenenfalls eine Stapelvorrichtung (8).In the UV-stabilized embodiment, the panel has improved weathering resistance and increased UV stability. This means that the plates are not or only extremely little damaged by weathering and sunlight or by other UV radiation, so that the plates are suitable for outdoor applications and / or critical indoor applications. The transparent, amorphous plate according to the invention can be produced, for example, by an extrusion process in an extrusion line. Such an extrusion line is shown schematically in FIG. 2. It essentially comprises an extruder (1) as a plasticizing system, a slot die (2) as a tool for shaping, a smoothing unit / calender (3) as a calibration tool, a cooling bed (4) and / or a roller conveyor (5) for after-cooling, a roller take-off (6), a separating saw (7), a side cutting device (9), and optionally a stacking device (8).
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den kristallisierbaren Thermoplast gegebenenfalls trocknet, dann im Extruder gegebenenfalls zusammen mit dem UV-Stabilisator aufschmilzt, die Schmelze durch eine Düse ausformt und anschließend im Glättwerk kalibriert, glättet und kühlt, bevor man die Platte auf Maß bringt.The process is characterized in that the crystallizable thermoplastic is dried, if necessary, then melted together with the UV stabilizer in the extruder, the melt is shaped through a nozzle and then calibrated, smoothed and cooled in the calender before the plate is brought to size.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platte wird im folgenden am Beispiel von Polyethylenterephthalat ausführlich beschrieben.The process for producing the plate according to the invention is described in detail below using the example of polyethylene terephthalate.
Die Trocknung des Polyethylenterephthalates vor der Extrusion erfolgt vorzugsweise für 4 bis 6 Stunden bei 160 bis 180 °C.The polyethylene terephthalate is preferably dried at 160 to 180 ° C. for 4 to 6 hours before extrusion.
Das Polyethylenterephthalat wird danach im Extruder aufgeschmolzen. Vorzugsweise liegt die Temperatur der PET-Schmelze im Bereich von 250 bis 320 °C, wobei die Temperatur der Schmelze im wesentlichen sowohl durch die Temperatur des Extruders, als auch die Verweilzeit der Schmelze im Extruder eingestellt werden kann.The polyethylene terephthalate is then melted in the extruder. The temperature of the PET melt is preferably in the range from 250 to 320 ° C., the temperature of the melt being able to be set essentially both by the temperature of the extruder and by the residence time of the melt in the extruder.
Wird ein Lichtschutzmittel verwendet, so kann dies bereits beim Rohstoffhersteller zudosiert werden oder bei der Plattenherstellung in den Extruder dosiert werden. Besonders bevorzugt ist die Zugabe des Lichtschutzmittels über die Masterbatchtechnologie. Dabei wird das Lichtschutzmittel in einem festen Trägermaterial voll dispergiert. Als Trägermaterialien kommen gewisse Harze, der kristallisierbare Thermoplast selbst, z.B. das Polyethylenterephthalat, oder auch andere Polymere, die mit dem kristallisierbaren Thermoplasten ausreichend verträglich sind, in Frage.If a light stabilizer is used, this can already be metered in at the raw material manufacturer or metered into the extruder during plate manufacture. The addition of the light stabilizer via masterbatch technology is particularly preferred. The light stabilizer is fully dispersed in a solid carrier material. Suitable carrier materials are certain resins, the crystallizable thermoplastic itself, for example polyethylene terephthalate, or other polymers which are sufficiently compatible with the crystallizable thermoplastic.
Wichtig ist, daß die Korngröße und das Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des kristallisierbaren Thermoplasten ist, so daß eine homogene Verteilung und damit eine homogene UV-Stabilisierung erfolgen kann.It is important that the grain size and the bulk density of the masterbatch are similar to the grain size and the bulk density of the crystallizable thermoplastic, so that a homogeneous distribution and thus a homogeneous UV stabilization can take place.
Die Schmelze verläßt den Extruder dann durch eine Düse. Diese Düse ist vorzugsweise eine Breitschlitzdüse.The melt then leaves the extruder through a nozzle. This nozzle is preferably a slot die.
Das vom Extruder aufgeschmolzene und von einer Breitschlitzdüse ausgeformte PET wird von Glättkalanderwalzen kalibriert, d. h. intensiv gekühlt und geglättet. Die Kalanderwalzen können beispielsweise in einer I-, F-, L- oder S-Form angeordnet sein (Figur 3) .The PET melted by the extruder and shaped by a slot die is calibrated by smoothing calender rolls, i.e. H. intensely chilled and smoothed. The calender rolls can, for example, be arranged in an I, F, L or S shape (FIG. 3).
Das PET-Material kann dann anschließend auf einer Rollenbahn nachgekühlt, seitlich auf Maß geschnitten, abgelängt und schließlich gestapelt werden.The PET material can then be cooled on a roller conveyor, cut to the side, cut to length and finally stacked.
Die Dicke der PET-Platte wird im wesentlichen vom Abzug, der am Ende der Kühlzone angeordnet ist, den mit ihm geschwindigkeitsmäßig gekoppelten Kühl- (Glätt-)Walzen und der Fördergeschwindigkeit des Extruders einerseits und dem Abstand der Walzen andererseits bestimmt.The thickness of the PET plate is essentially determined by the take-off, which is arranged at the end of the cooling zone, the cooling (smoothing) rolls coupled with it in terms of speed and the conveying speed of the extruder on the one hand and the distance between the rolls on the other hand.
Als Extruder können sowohl Einschnecken- als auch Zweischneckenextruder eingesetzt werden. Die Breitschlitzdüse besteht vorzugsweise aus dem zerlegbaren Werkzeugkörper, den Lippen und dem Staubalken zur Fließregulierung über die Breite. Dazu kann der Staubalken durch Zug- und Druckschrauben verbogen werden. Die Dickeneinstellung erfolgt durch Verstellen der Lippen. Wichtig ist es auf eine gleichmäßige Temperatur des PET und der Lippe zu achten, da sonst die PET- Schmelze durch die unterschiedlichen Fließwege verschieden dick ausfließt.Both single-screw and twin-screw extruders can be used as extruders. The slot die preferably consists of the separable tool body, the lips and the dust bar for flow regulation across the width. For this purpose, the dust bar can be bent by tension and pressure screws. The thickness is adjusted by adjusting the lips. It is important to ensure that the temperature of the PET and the lip is even, otherwise the PET melt will flow out to different thicknesses due to the different flow paths.
Das Kalibrierwerkzeug, d. h. der Glättkalander gibt der PET-Schmelze die Form und die Abmessungen. Dies geschieht durch Einfrieren unterhalb der Glasübergangstemperatur mittels Abkühlung und Glätten. Verformt werden sollte in diesem Zustand nicht mehr, da sonst in diesem abgekühlten Zustand Oberflächenfehler entstehen würden. Aus diesem Grund werden die Kalanderwalzen vorzugsweise gemeinsam angetrieben. Die Temperatur der Kalanderwalzen muß zwecks Vermeidung des Anklebens der PET-Schmelze kleiner als die Kristallitschmelztemperatυr sein. Die PET-Schmelze verläßt mit einer Temperatur von 240 bis 300 °C die Breitschlitzdüse.The calibration tool, d. H. the smoothing calender gives the PET melt the shape and dimensions. This is done by freezing below the glass transition temperature by cooling and smoothing. Deformation should no longer occur in this state, since otherwise surface defects would occur in this cooled state. For this reason, the calender rolls are preferably driven together. The temperature of the calender rolls must be lower than the crystallite melting temperature in order to avoid sticking of the PET melt. The PET melt leaves the slot die at a temperature of 240 to 300 ° C.
Die erste Glätt-Kühl-Walze hat je nach Ausstoß und Plattendicke eine Temperatur zwischen 50 °C und 80 °C. Die zweite etwas kühlere Walze kühlt die zweite oder andere Oberfläche ab.The first smoothing-cooling roller has a temperature between 50 ° C and 80 ° C depending on the output and plate thickness. The second, somewhat cooler roller cools the second or other surface.
Um eine gleichförmige, einheitliche Platte mit ausgezeichneten Oberflächeneigenschaften zu erhalten, ist es hierbei wesentlich, daß die Temperatur der ersten Glätt-Kühlwalze in dem Bereich von 50 bis 80°C liegt.In order to obtain a uniform, uniform plate with excellent surface properties, it is essential that the temperature of the first smoothing cooling roll is in the range from 50 to 80 ° C.
Während die Kalibriereinrichtung die Plattenoberflächen möglichst glatt zumWhile the calibration device smoothes the plate surfaces as much as possible
Einfrieren bringt und das Profil so weit abkühlt, daß es formsteif ist, senkt dieFreezing brings and cools the profile so far that it is dimensionally stable, lowers the
Nachkühleinrichtung die Temperatur der Platte auf nahezu Raumtemperatur ab.After-cooling device the temperature of the plate from almost room temperature.
Die Nachkühlung kann auf einem Rollenbrett erfolgen.After-cooling can be done on a roller board.
Die Geschwindigkeit des Abzugs sollte mit der Geschwindigkeit derThe speed of the trigger should match the speed of the
Kalanderwalzen genau abgestimmt sein, um Defekte und Dickenschwankungen zu vermeiden. Als Zusatzeinrichtungen kann sich in der Extrusionsstraße zur Herstellung der Platten eine Trennsäge als Ablängeinrichtung, die Seitenbeschneidung, die Stapelanlage und eine Kontrollstelle befinden. Die Seiten- oder Randbeschneidung ist vorteilhaft, da die Dicke im Randbereich unter Umständen ungleichmäßig sein kann. An der Kontrollstelle werden Dicke und Optik der Platte gemessen.Calender rolls must be precisely coordinated to avoid defects and thickness fluctuations. A separating saw as a cutting device, the side trimming, the stacking system and a control point can be located in the extrusion line for the production of the plates as additional devices. The side or edge trimming is advantageous because the thickness in the edge area can be uneven under certain circumstances. The thickness and appearance of the plate are measured at the control point.
Durch die überraschende Vielzahl ausgezeichneter Eigenschaften eignet sich die erfindungsgemäße, transparente und amorphe Platte hervorragend für eine Vielzahl verschiedener Verwendungen, beispielsweise für Innenraumverkleidung, für Messebau und Messeartikel, als Displays, für Schilder, im Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als Menükartenständer, als Basketball- Zielbretter, als Raumteiler, als Aquarien, als Infotafeln, als Prospekt- und Zeitungsständer.Due to the surprising number of excellent properties, the transparent and amorphous plate according to the invention is excellently suitable for a variety of different uses, for example for interior cladding, for trade fair construction and trade fair items, as displays, for signs, in the lighting sector, in shop and shelf construction, as promotional items, as Menu card stands, as basketball goal boards, as room dividers, as aquariums, as information boards, as brochure and newspaper stands.
In der UV-stabilisierten Ausführungform eignet sich die erfindungsgemäße Platte auch für Außenanwendungen, wie z.B. Gewächshäuser, Überdachungen, Außenverkleidungen, Abdeckungen, für Anwendungen im Bausektor, Lichtwerbeprofile, Balkonverkleidungen und Dachausstiege.In the UV-stabilized embodiment, the plate according to the invention is also suitable for outdoor applications, such as Greenhouses, roofing, external cladding, covers, for applications in the construction sector, illuminated advertising profiles, balcony cladding and roof hatches.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne dadurch beschränkt zu werden.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments, without being restricted thereby.
Die Messung der einzelnen Eigenschaften erfolgt dabei gemäß den folgenden Normen bzw. Verfahren.The individual properties are measured according to the following standards and procedures.
Meßmethoden Oberflächenglanz:Measurement methods Surface gloss:
Der Oberflächenglanz wird bei einem Meßwinkel von 20 ° nach DIN 67530 gemessen. Gemessen wird der Reflektorwert als optische Kenngröße für die Oberfläche einer Platte. Angelehnt an die Normen ASTM-D 523-78 und ISO 2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 20° 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 zusammen angegeben werden.The surface gloss is measured at a measuring angle of 20 ° according to DIN 67530. The reflector value is measured as an optical parameter for the surface of a plate. Based on the standards ASTM-D 523-78 and ISO 2813, the angle of incidence was set at 20 °. A light beam hits the flat test surface at the set angle of incidence and is reflected or scattered by it. The light rays striking the photoelectronic receiver are displayed as a proportional electrical quantity. The measured value is dimensionless and must be specified together with the angle of incidence.
Lichttransmission:Light transmission:
Unter der Lichttransmission ist das Verhältnis des insgesamt durchgelassenenUnder the light transmission is the ratio of the total let through
Lichtes zur einfallenden Lichtmenge zu verstehen.To understand light to the incident amount of light.
Die Lichttransmission wird mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM D 1003 gemessen.The light transmission is measured with the "Hazegard plus" measuring device in accordance with ASTM D 1003.
Trübung und Clarity:Turbidity and Clarity:
Trübung ist der prozentuale Anteil des durchgelassenen Lichtes, der vom eingestrahlten Lichtbündel im Mittel um mehr als 2,5 ° abweicht.Haze is the percentage of the transmitted light that deviates by more than 2.5 ° on average from the incident light beam.
Die Bildschärfe wird unter einem Winkel kleiner als 2,5 ° ermittelt.The image sharpness is determined at an angle of less than 2.5 °.
Die Trübung und die Clarity werden mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM D 1003 gemessen.The haze and clarity are measured using the "Hazegard plus" measuring device in accordance with ASTM D 1003.
Oberflächendefekte:Surface defects:
Die Oberflächendefekte werden visuell bestimmt.The surface defects are determined visually.
Schlagzähigkeit an nach Charpy:Charpy impact strength a n:
Diese Größe wird nach ISO 179/1 D ermittelt. Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod:This size is determined according to ISO 179/1 D. Notched impact strength a k according to Izod:
Die Kerschlagzähigkeit bzw. -festigkeit ak nach Izod wird nach ISO 180/1 A gemessen.The impact strength or strength a k according to Izod is measured according to ISO 180/1 A.
Dichte:Density:
Die Dichte wird nach DIN 53479 bestimmt.The density is determined according to DIN 53479.
SV (DCE), IV (DCE):SV (DCE), IV (DCE):
Die Standardviskosität SV (DCE) wird angelehnt an DIN 53728 inThe standard viscosity SV (DCE) is based on DIN 53728 in
Dichloressigsäure gemessen.Dichloroacetic acid measured.
Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität (SV)The intrinsic viscosity (IV) is calculated as follows from the standard viscosity (SV)
IV (DCE) = 6,67 • 10"4 SV (DCE) + 0, 1 1 8IV (DCE) = 6.67 • 10 "4 SV (DCE) + 0, 1 1 8
Thermische Eigenschaften:Thermal properties:
Die thermischen Eigenschaften wie Kristallitschmelzpunkt Tm, Kristallisationstemperaturbereich Tc, Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur TCN und Glasübergangstemperatur Tg werden mittels Differential Scanning Calorimetrie (DSC) bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C/min gemessen.The thermal properties such as crystallite melting point T m , crystallization temperature range T c , post- (cold) crystallization temperature T CN and glass transition temperature T g are measured by differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 10 ° C / min.
Molekulargewicht, Polydispersität:Molecular weight, polydispersity:
Die Molekulargewichte Mw und Mn und die resultierende Polydispersität M ^/M ,. werden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen.The molecular weights M w and M n and the resulting polydispersity M ^ / M,. are measured by means of gel permeation chromatography (GPC).
Bewitterung (beidseitig), UV-Stabilität:Weathering (both sides), UV stability:
Die UV-Stabilität wird nach der Testspezifikation ISO 4892 wie folgt geprüftThe UV stability is tested according to the test specification ISO 4892 as follows
Testgerät : Atlas Ci 65 Weather OmeterTest device: Atlas Ci 65 Weather Ometer
Testbedingungen ISO 4892, d. h. künstliche Bewitterung Bestrahlungszeit 1000 Stunden (pro Seite)Test conditions ISO 4892, ie artificial weathering Irradiation time 1000 hours (per side)
Bestrahlung 0,5 W/m2, 340 nmIrradiation 0.5 W / m 2 , 340 nm
Temperatur 63 °CTemperature 63 ° C
Relative Luftfeuchte 50 %Relative humidity 50%
Xenonlampe innerer und äußerer Filter aus BorosilikatXenon lamp inner and outer filter made of borosilicate
Bestrahlungszyklen 102 Minuten UV-Licht, dann 18 Minuten UV- Licht mit Wasserbespruhung der Proben, dann wieder 102 Minuten UV-Licht usw.Irradiation cycles 102 minutes of UV light, then 18 minutes of UV light with water spraying the samples, then again 102 minutes of UV light, etc.
Farbveränderung:Color change:
Die Farbveränderung der Proben nach der künstlichen Bewitterung wird mit einem Spektralphotometer nach DIN 5033 gemessen.The color change of the samples after artificial weathering is measured with a spectrophotometer according to DIN 5033.
Es gilt:The following applies:
ΔL: Differenz in der HelligkeitΔL: difference in brightness
+ Δ L: Die Probe ist heller als der Standard+ Δ L: The sample is lighter than the standard
-Δ L: Die Probe ist dunkler als der Standard-Δ L: The sample is darker than the standard
ΔA: Differenz im Rot-Grün-BereichΔA: difference in the red-green area
+ ΔA: Die Probe ist roter als der Standard+ ΔA: The sample is redder than the standard
-ΔA: Die Probe ist grüner als der Standard-ΔA: The sample is greener than the standard
ΔB: Differenz im Blau-Gelb-BereichΔB: difference in the blue-yellow range
+ Δ B: Die Probe ist gelber als der Standard+ Δ B: The sample is more yellow than the standard
-Δ B: Die Probe ist blauer als der Standard-Δ B: The sample is bluer than the standard
ΔE: GesamtfarbänderungΔE: total color change
Δ E = v7 Δ L2 + Δ A2 + Δ B2 Δ E = v 7 Δ L 2 + Δ A 2 + Δ B 2
Je größer die numerische Abweichung vom Standard ist, desto größer ist der Farbunterschied.The greater the numerical deviation from the standard, the greater the Color difference.
Numerische Werte von --0,3 sind vernachlässigbar und bedeuten, daß keine signifikante Farbänderung vorliegt.Numerical values of --0.3 are negligible and mean that there is no significant change in color.
Gelbwert:Yellowness index:
Der Gelbwert G ist die Abweichung von der Farblosigkeit in Richtung "Gelb" und wird gemäß DIN 61 67 gemessen. Gelbwert G-Werte von ≤5 sind visuell nicht sichtbar.The yellowness index G is the deviation from the colorlessness in the "yellow" direction and is measured in accordance with DIN 61 67. Yellow value G values of ≤5 are not visually visible.
In den nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen handelt es sich jeweils um einschichtige, transparente Platten unterschiedlicher Dicke, die auf der beschriebenen Extrusionsstraße hergestellt werden.The examples and comparative examples below each relate to single-layer, transparent plates of different thicknesses which are produced on the extrusion line described.
Beispiel 1 :Example 1 :
Das Polyethylenterephthalat aus dem die transparente Platte hergestellt wird, hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 3490, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 2,45 dl/g entspricht. Der Feuchtigkeitsgehalt liegt bei < 0,2 % und die Dichte (DIN 53479) bei 1 ,35 g/cm3. Die Kristallinität beträgt 1 9 %, wobei der Kristallitschmelzpunkt nach DSC-Messungen bei 243°C liegt. Der Kristallisationstemperaturbereich Tc liegt zwischen 82°C und 243°C. Die Polydispersität Mw/Mn des Polyethylenterephthalats beträgt 4,3, wobei M wbei 225070 g/mol und Mn bei 52400 g/mol liegt. Die Glasübergangstemperatur liegt bei 82°C.The polyethylene terephthalate from which the transparent plate is made has a standard viscosity SV (DCE) of 3490, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 2.45 dl / g. The moisture content is <0.2% and the density (DIN 53479) is 1.35 g / cm 3 . The crystallinity is 19%, the crystallite melting point according to DSC measurements being 243 ° C. The crystallization temperature range T c is between 82 ° C and 243 ° C. The polydispersity M w / M n of the polyethylene terephthalate is 4.3, where M w is 225070 g / mol and M n is 52400 g / mol. The glass transition temperature is 82 ° C.
Vor der Extrusion wird das Polyethylenterephthalat 5 Stunden bei 170 °C in einem Trockner getrocknet und dann in einem Einschneckenextruder bei einer Extrusionstemperatur von 292°C durch eine Breitschlitzdüse auf einen Glättkalander, dessen Walzen S-förmig angeordnet sind, extrudiert und zu einer 3 mm dicken Platte geglättet. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 73°C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils eine Temperatur von 67°C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 6,5 m/min. Im Anschluß an die Nachkühlung wird die transparente, 3 mm dicke PET-Platte mit Trennsägen an den Rändern gesäumt, abgelängt und gestapelt.Before the extrusion, the polyethylene terephthalate is dried in a dryer at 170 ° C. for 5 hours and then extruded in a single-screw extruder at an extrusion temperature of 292 ° C. through a slot die onto a smoothing calender, the rollers of which are arranged in an S-shape, and extruded to a thickness of 3 mm Smoothed plate. The first calender roll has a temperature of 73 ° C and the subsequent rolls each have a temperature of 67 ° C. The speed of the take-off and the calender rolls is 6.5 m / min. After the after-cooling, the transparent, 3 mm thick PET sheet is trimmed at the edges with separating saws, cut to length and stacked.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The transparent PET sheet produced has the following property profile:
Dicke 3 mm3 mm thick
Oberflächenglanz 1 . Seite 21 5Surface gloss 1. Page 21 5
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 214(Measuring angle 20 °) 2nd page 214
Lichttransmission 94 %Light transmission 94%
Clarity (Klarheit) 100 %Clarity 100%
Trübung 0,8 %Turbidity 0.8%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.(Specks, orange peel, blisters, etc.
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,6 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.6 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Beispiel 2:Example 2:
Analog Beispiel 1 wird eine transparente Platte hergestellt, wobei einAnalogous to Example 1, a transparent plate is produced, with a
Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:Polyethylene terephthalate is used, which has the following properties:
SV (DCE) 271 7SV (DCE) 271 7
IV (DCE) 1 ,93 dl/gIV (DCE) 1.93 dl / g
Dichte 1 ,38 g/cm3 Density 1.38 g / cm 3
Kristallinität 44 %Crystallinity 44%
Kristallitschmelzpunkt Tm 245 °CCrystallite melting point T m 245 ° C
M, w 1 75 640 g/molM, w 1 75 640 g / mol
M. 49 580 g/molM. 49 580 g / mol
Kristallisationstemperaturbereich T 82 °C bis 245 °C Polydispersität Mw/Mn 3,54 Glasübergangstemperatur 82 °CCrystallization temperature range T 82 ° C to 245 ° C Polydispersity M w / M n 3.54 glass transition temperature 82 ° C
Die Extrusionstemperatur liegt bei 280°C. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 66 °C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur von 60 °C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 2,9 m/min.The extrusion temperature is 280 ° C. The first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 ° C. The speed of the take-off and the calender rolls is 2.9 m / min.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The transparent PET sheet produced has the following property profile:
Dicke 6 mmThickness 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 192Surface gloss 1. Page 192
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 190(Measuring angle 20 °) 2nd page 190
Lichttransmission 92, 1 %Light transmission 92.1%
Clarity (Klarheit) 99,8 %Clarity 99.8%
Trübung 2,0 %Turbidity 2.0%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,8 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.8 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Beispiel 3:Example 3:
Analog Beispiel 2 wird eine transparente Platte hergestellt. DieAnalogous to example 2, a transparent plate is produced. The
Extrusionstemperatur liegt bei 275 °C. Die erste Kalanderwalze hat eineExtrusion temperature is 275 ° C. The first calender roll has one
Temperatur von 57 °C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur vonTemperature of 57 ° C and the subsequent rollers have a temperature of
50 °C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 1 ,7 m/min. Die hergestellte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:50 ° C. The speed of the take-off and the calender rolls is 1.7 m / min. The PET sheet produced has the following property profile:
Dicke : 10 mmThickness: 10 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 173Surface gloss 1. Page 173
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 171(Measuring angle 20 °) 2nd page 171
Lichttransmission : 88,5 %Light transmission: 88.5%
Clarity (Klarheit) 99,4 %Clarity 99.4%
Trübung 3,2 %Turbidity 3.2%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod : 5,0 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod: 5.0 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte : 1 ,33 g/cm3 Density: 1.33 g / cm 3
Beispiel 4:Example 4:
Analog Beispiel 3 wird eine transparente Platte hergestellt, wobei einAnalogously to Example 3, a transparent plate is produced, with a
Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:Polyethylene terephthalate is used, which has the following properties:
SV (DCE) 3173SV (DCE) 3173
IV (DCE) 2,23 dl/gIV (DCE) 2.23 dl / g
Dichte 1 ,34 g/cm3 Density 1.34 g / cm 3
Kristallinität 12 %Crystallinity 12%
Kristallitschmelzpunkt Tm 240 °CCrystallite melting point T m 240 ° C
Kristallisationstemperaturbereich Tc 82 °C bis 240 °CCrystallization temperature range T c 82 ° C to 240 ° C
Polydispersität Mw/Mn 3,66Polydispersity M w / M n 3.66
Glasübergangstemperatur 82 °CGlass transition temperature 82 ° C
M. w 204 660 g/molM. w 204 660 g / mol
Mr 55 952 g/mol Die Extrusionstemperatur liegt bei 274 °C. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 50 °C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur von 45 °C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 1 ,2 m/min.M r 55 952 g / mol The extrusion temperature is 274 ° C. The first calender roll has a temperature of 50 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 45 ° C. The speed of the take-off and the calender rolls is 1.2 m / min.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The transparent PET sheet produced has the following property profile:
Dicke 15 mm15 mm thick
Oberflächenglanz 1 . Seite 162Surface gloss 1. Page 162
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 159(Measuring angle 20 °) 2nd page 159
Lichttransmission 89,3 %Light transmission 89.3%
Clarity (Klarheit) 98,9 %Clarity 98.9%
Trübung 5,8 %Turbidity 5.8%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5, 1 kJ/m2 Notched impact strength a k acc. To Izod 5, 1 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Beispiel 5:Example 5:
Analog Beispiel 2 wird eine transparente Platte hergestellt. 70 % Polyethylenterephthalat aus Beispiel 2 werden mit 30 % Recyklat aus diesem Polyethylenterephthalat abgemischt.Analogous to example 2, a transparent plate is produced. 70% polyethylene terephthalate from Example 2 are mixed with 30% recyclate from this polyethylene terephthalate.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The transparent PET sheet produced has the following property profile:
Dicke 6 mmThickness 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 188Surface gloss 1. Page 188
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 186 Lichttransmission 92,2 %(Measuring angle 20 °) 2nd page 186 Light transmission 92.2%
Clarity (Klarheit) : 99,6 %Clarity: 99.6%
Trübung 2,2 %Turbidity 2.2%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,7 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.7 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Beispiel 6:Example 6:
Analog Beispiel 1 wird eine 3 mm dicke, transparente, amorphe Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil das Polyethylenterephthalat aus Beispiel 1 und 1 ,0 Gew.-Analogously to Example 1, a 3 mm thick, transparent, amorphous plate is produced, the main constituent of which is the polyethylene terephthalate from Examples 1 and 1,
% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxyphenol ®% of the UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) oxyphenol ®
( Tinuvin 1 577 der Firma Ciba-Geigy) enthält.(Tinuvin 1 577 from Ciba-Geigy) contains.
Tinuvin 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149°C und ist bis ca. 330°C thermisch stabil.Tinuvin 1577 has a melting point of 149 ° C and is thermally stable up to approx. 330 ° C.
1 ,0 Gew.-% des UV-Stabilisators werden direkt beim Rohstoffhersteller in das1.0% by weight of the UV stabilizer is incorporated directly into the raw material manufacturer
Polyethylenterephthalat eingearbeitet.Polyethylene terephthalate incorporated.
Die Trocknungs-, Extrusions- und Verfahrensparameter werden wie in Beispiel 1 gewählt.The drying, extrusion and process parameters are chosen as in Example 1.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The transparent PET sheet produced has the following property profile:
- Dicke 3 mm- thickness 3 mm
- Oberflächenglanz 1 . Seite 208 (Meßwinkel 20 °) 2. Seite 205- Surface gloss 1. Page 208 (measuring angle 20 °) 2.page 205
- Lichttransmission 92 %- light transmission 92%
- Clarity (Klarheit) 100 %- Clarity 100%
- Trübung 1 ,0 % Oberflächendefekte pro m2 keine- turbidity 1.0% Surface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.(Specks, orange peel, blisters, etc.
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,6 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.6 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften: - Dicke 3 mmAfter 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties: - Thickness 3 mm
- Oberflächenglanz 1 . Seite 202 (Meßwinkel 20°) 2. Seite 200- Surface gloss 1. Page 202 (measuring angle 20 °) 2nd page 200
- Lichttransmission 91 ,7 %- light transmission 91.7%
- Clarity 100 %- Clarity 100%
- Trübung 1 ,2 %- turbidity 1, 2%
- Gesamtverfärbung Δ E 0,22- Total discoloration Δ E 0.22
- Dunkelverfärbung Δ L -0, 18- Dark discoloration Δ L -0, 18
- Rot-Grün-Verfärbung Δ A -0,08- Red-green discoloration Δ A -0.08
- Blau-Gelb- Verfärbung Δ B 0, 10- Blue-yellow discoloration Δ B 0, 10
- Oberflächendefekte keine (Risse, Versprödung)- Surface defects none (cracks, embrittlement)
- Gelbwert G- Yellowness index G
- Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch- impact strength a n Charpy no break
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4, 1 kJ/m2 - Notched impact strength a k according to Izod 4, 1 kJ / m 2
- Kaltformbarkeit gut- Good cold formability
Beispiel 7:Example 7:
Analog Beispiel 6 wird eine 3 mm dicke, transparente, amorphe Platte hergestellt.Analogously to Example 6, a 3 mm thick, transparent, amorphous plate is produced.
Der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)-oxyphenol ® ( Tinuvin 1 577) wird in Form eines Masterbatches zudosiert. Das Masterbatch ® setzt sich aus 5 Gew.-% Tinuvin 1577 als Wirkstoffkomponente und 95 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 zusammen.The UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) -oxyphenol® (Tinuvin 1 577) is metered in in the form of a masterbatch. The master batch ® is composed of 5% by weight of Tinuvin 1577 as the active ingredient and 95% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 1.
Vor der Extrusion werden 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 mit 20 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170°C getrocknet. Die Extrusion und Plattenherstellung erfolgt analog zu Beispiel 1 .Before the extrusion, 80% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 1 and 20% by weight of the masterbatch are dried at 170 ° C. for 5 hours. The extrusion and sheet production take place analogously to Example 1.
Die hergestellte transparente, amorphe PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The transparent, amorphous PET sheet produced has the following property profile:
Dicke : 3 mmThickness: 3 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 204Surface gloss 1. Page 204
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 201(Measuring angle 20 °) 2nd page 201
Lichttransmission 91 ,8 %Light transmission 91.8%
Clarity 100 %Clarity 100%
Trübung 0,9 %Turbidity 0.9%
Oberflächendefekte keineNo surface defects
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,0 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.0 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gutCold formability good
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cmDensity 1.33 g / cm
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
Dicke 3 mm3 mm thick
Oberflächenglanz 1. Seite 200 (Meßwinkel 20°) 2. Seite 198 Lichttransmission 91 ,7 %Surface gloss 1st side 200 (measuring angle 20 °) 2nd side 198 Light transmission 91.7%
Clarity 100 %Clarity 100%
Trübung 1 ,0 %Turbidity 1.0%
Gesamtverfärbung Δ E 0,24Total discoloration Δ E 0.24
Dunkelverfärbung Δ L -0, 19Dark discoloration Δ L -0, 19
Rot-Grün- Verf ärbung ΔA -0,08Red-green discoloration ΔA -0.08
Blau-Gelb- Verfärbung Δ B 0, 1 2Blue-yellow discoloration Δ B 0, 1 2
Oberflächendefekte keineNo surface defects
(Risse, Versprödung)(Cracks, embrittlement)
Gelbwert GYellowness index G
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,0 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.0 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gutCold formability good
Beispiel 8:Example 8:
Analog Beispiel 2 wird eine 6 mm dicke, transparente, amorphe Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil das in Beispiel 2 beschriebene Polyethylenterephthalat und 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2,2'-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-Analogously to Example 2, a 6 mm thick, transparent, amorphous plate is produced, which as the main constituent is the polyethylene terephthalate described in Example 2 and 0.6% by weight of the UV stabilizer 2,2'-methylene-bis (6- (2H- benzotriazol-2-yl) -4-
®®
(1 ,1 ,3,3-tetramethylbutyD-phenol ( Tinuvin 360 der Fa. Ciba-Geigy), bezogen auf das Gewicht des Polymeren, enthält.(1, 1, 3,3-tetramethylbutyD-phenol (Tinuvin 360 from Ciba-Geigy), based on the weight of the polymer.
Tinuvin 360 hat einen Schmelzpunkt von 1 95°C und ist bis ca. 250°C thermisch stabil.Tinuvin 360 has a melting point of 1 95 ° C and is thermally stable up to approx. 250 ° C.
Wie in Beispiel 6 werden 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators direkt beim Rohstoffhersteller in das Polyethylenterephthalat eingearbeitet.As in Example 6, 0.6% by weight of the UV stabilizer is incorporated directly into the polyethylene terephthalate at the raw material manufacturer.
Die Extrusionstemperatur liegt bei 280 °C. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 66 °C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur von 60 CC. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 2,9 m/min. Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The extrusion temperature is 280 ° C. The first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 C C. The speed of the draw-off and of the calender rolls is 2.9 m / min. The transparent PET sheet produced has the following property profile:
Dicke 6 mmThickness 6 mm
Oberflächenglanz 1. Seite 187Surface gloss 1st page 187
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 185(Measuring angle 20 °) 2nd page 185
Lichttransmission 91 ,8 %Light transmission 91.8%
Clarity (Klarheit) 99,6 %Clarity 99.6%
Trübung 2,5 %Turbidity 2.5%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,8 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.8 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
Dicke 6 mmThickness 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 182 (Meßwinkel 20°) 2. Seite 179 Lichttransmission 90,9 % Clarity 99,5 % Trübung 2,7 % VoSurface gloss 1. Page 182 (measuring angle 20 °) 2. Page 179 light transmission 90.9% Clarity 99.5% turbidity 2.7% Vo
Gesamtverfärbung Δ E 0,56 Dunkelverfärbung ΔL -0,21 Rot-Grün-Verfärbung ΔA -0, 1 1 Blau-Gelb- Verfärbung Δ B + 0,51 Oberflächendefekte keine (Risse, Versprödung) Gelbwert GTotal discoloration Δ E 0.56 Dark discoloration ΔL -0.21 Red-green discoloration ΔA -0.1 1 Blue-yellow discoloration Δ B + 0.51 Surface defects none (cracks, embrittlement) Yellowness index G
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,6 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.6 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Beispiel 9:Example 9:
Analog Beispiel 8 wird eine transparente, amorphe Platte hergestellt. Die Extrusionstemperatur liegt bei 275 °C. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 57 °C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur von 50 °C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 1 ,7 m/min. Die Platte ist wie in Beispiel 3 beschrieben stabilisiert.Analogously to Example 8, a transparent, amorphous plate is produced. The extrusion temperature is 275 ° C. The first calender roll has a temperature of 57 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 50 ° C. The speed of the take-off and the calender rolls is 1.7 m / min. The plate is stabilized as described in Example 3.
Die hergestellte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The PET sheet produced has the following property profile:
Dicke 10 mmThickness 10 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 1 68Surface gloss 1. Page 1 68
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 167(Measuring angle 20 °) 2nd page 167
Lichttransmission 88,5 %Light transmission 88.5%
Clarity (Klarheit) 99,2 %Clarity 99.2%
Trübung 3,95 %Turbidity 3.95%
Oberflächendefekte pro m2 keineSurface defects per m 2 none
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.(Specks, orange peel, blisters, etc.
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5, 1 kJ/m2 Notched impact strength a k acc. To Izod 5, 1 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Kristallinität 0 %Crystallinity 0%
Dichte 1 ,33 g/cm3 Density 1.33 g / cm 3
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften: Dicke 10 mmAfter 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties: Thickness 10 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 164Surface gloss 1. Page 164
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 162(Measuring angle 20 °) 2nd page 162
Lichttransmission 88,2 %Light transmission 88.2%
Clarity 99, 1 %Clarity 99, 1%
Trübung 5,0 %Turbidity 5.0%
Gesamtverfärbung ΔE 0,47Total discoloration ΔE 0.47
Dunkelverfärbung ΔL -0, 18Dark discoloration ΔL -0, 18
Rot-Grün- Verfärbung ΔA -0,09Red-green discoloration ΔA -0.09
Blau-Gelb- Verfärbung ΔB + 0,42Blue-yellow discoloration ΔB + 0.42
Oberflächendefekte keineNo surface defects
(Risse, Versprödung)(Cracks, embrittlement)
Gelbwert GYellowness index G
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,5 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 4.5 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gut, keine DefekteCold formability good, no defects
Vergleichsbeispiel 1 :Comparative Example 1:
Analog Beispiel 1 wird eine transparente Platte hergestellt. Das eingesetzte Polyethylenterephthalat hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 760, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,62 dl/g entspricht. Die übrigen Eigenschaften sind im Rahmen der Meßgenauigkeit mit den Eigenschaften des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 identisch. Die Verfahrensparameter und die Temperatur wurden wie in Beispiel 1 gewählt. Infolge der niedrigen Viskosität ist keine Plattenherstellung möglich. Die Schmelzstabilität ist ungenügend, so daß die Schmelze vor dem Abkühlen auf den Kalanderwalzen zusammenfällt.Analogous to example 1, a transparent plate is produced. The polyethylene terephthalate used has a standard viscosity SV (DCE) of 760, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 0.62 dl / g. The other properties are identical to the properties of the polyethylene terephthalate from Example 1 within the scope of the measurement accuracy. The process parameters and the temperature were chosen as in Example 1. Due to the low viscosity, plate production is not possible. The melt stability is insufficient, so that the melt collapses on the calender rolls before cooling.
Vergleichsbeispiel 2:Comparative Example 2:
Analog Beispiel 2 wird eine transparente Platte hergestellt, wobei auch das Polyethylenterephthalat aus Beispiel 2 eingesetzt wird. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 98°C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils eine Temperatur von 92°C.A transparent plate is produced analogously to Example 2, the polyethylene terephthalate from Example 2 also being used. The first calender roll has a temperature of 98 ° C and the subsequent rolls each have one Temperature of 92 ° C.
Die hergestellte Platte ist extrem trüb. Die Lichttransmission, die Clarity und der Glanz sind deutlich reduziert. Die Platte zeigt Oberflächendefekte und Strukturen. Die Optik ist für eine transparente Anwendung unakzeptabel.The plate produced is extremely cloudy. The light transmission, the clarity and the gloss are significantly reduced. The plate shows surface defects and structures. The optics are unacceptable for a transparent application.
Die hergestellte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:The plate produced has the following property profile:
Dicke 6 mmThickness 6 mm
Oberfiächenglanz 1 . Seite 95Surface gloss 1. Page 95
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 93(Measuring angle 20 °) 2.page 93
Lichttransmission 74 %Light transmission 74%
Clarity (Klarheit) 90 %Clarity 90%
Trübung 52 %Turbidity 52%
Oberflächendefekte pro m2 Blasen, OrangenhautSurface defects per m 2 blisters, orange peel
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)(Specks, orange peel, blisters, etc.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein BruchCharpy impact strength a n no break
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,0 kJ/m2 Notched impact strength a k according to Izod 5.0 kJ / m 2
Kaltformbarkeit gutCold formability good
Kristallinität ca. 8 %Crystallinity approx. 8%
Dichte : 1 ,34 g/cm3 Density: 1.34 g / cm 3

Claims

Patentansprüche: Claims:
1 . Transparente, amorphe Platte, mit einer Dicke im Bereich von 1 bis1 . Transparent, amorphous plate, with a thickness in the range of 1 to
20 mm, die als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, aufweist, die im Bereich von 1800 bis 6000 liegt, wobei eine Platte ausgenommen ist, die einen kristallisierbaren Thermoplasten mit einer Standardviskosität SV (DCE) von 1800 als Hauptbestandteil und einen UV- Stabilisator enthält.20 mm, which contains a crystallizable thermoplastic as the main component, characterized in that the crystallizable thermoplastic has a standard viscosity SV (DCE), measured in dichloroacetic acid according to DIN 53728, which is in the range from 1800 to 6000, with the exception of one plate which contains a crystallizable thermoplastic with a standard viscosity SV (DCE) of 1800 as the main component and a UV stabilizer.
2. Platte gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Standardviskosität im Bereich von 2000 bis 5000 liegt.2. Plate according to claim 1, characterized in that the standard viscosity is in the range from 2000 to 5000.
3. Platte gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Standardviskosität im Bereich von 2500 bis 4000 liegt.3. Plate according to claim 1, characterized in that the standard viscosity is in the range from 2500 to 4000.
4. Platte gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenglanz, gemessen nach DIN 67530 (Meßwinkel 20°), größer ais 120 ist.4. Plate according to claim 1 to 3, characterized in that the surface gloss, measured according to DIN 67530 (measuring angle 20 °), is greater than 120.
5. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D 1003 mehr als 84 % beträgt.5. Plate according to one of the preceding claims, characterized in that the light transmission, measured according to ASTM D 1003, is more than 84%.
6. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübung, gemessen nach ASTM D 1003 weniger als 1 5 % beträgt. 6. Plate according to one of the preceding claims, characterized in that the haze, measured according to ASTM D 1003, is less than 15%.
7. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast ausgewählt ist unter Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, einem Cycloolefinpolymer und einem Cycloolefincopolymer.7. Plate according to one of the preceding claims, characterized in that the crystallizable thermoplastic is selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, a cycloolefin polymer and a cycloolefin copolymer.
8. Platte gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als kristallisierbarer Thermoplast Polyethylenterephthalat verwendet wird.8. Plate according to claim 7, characterized in that polyethylene terephthalate is used as the crystallizable thermoplastic.
9. Platte gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat Polyethylenterephthalat-Recyklat enthält.9. Plate according to claim 8, characterized in that the polyethylene terephthalate contains polyethylene terephthalate recyclate.
10. Platte gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Schlagzähigkeit an nach Charpy, gemessen nach ISO 179/1 D, kein Bruch auftritt.10. Plate according to claim 8 or 9, characterized in that when measuring the impact strength a n according to Charpy, measured according to ISO 179/1 D, no breakage occurs.
1 1 . Platte gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbschlagfestigkeit ak nach Izod, gemessen nach ISO 180/1 A, im Bereich von 2,0 bis 8,0 kJ/m2 liegt.1 1. Plate according to one of claims 8 to 10, characterized in that the notched impact strength a k according to Izod, measured according to ISO 180/1 A, is in the range from 2.0 to 8.0 kJ / m 2 .
1 2. Platte gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschärfe, gemessen nach ASTM D 1003 unter einem Winkel kleiner als 2,5 °, über 96 % liegt.1 2. Plate according to one of claims 8 to 1 1, characterized in that the image sharpness, measured according to ASTM D 1003 at an angle less than 2.5 °, is over 96%.
13. Platte gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat einen Kristallitschmelzpunkt, gemessen durch DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C/min., im Bereich von 220 bis 280°C aufweist.13. Plate according to one of claims 8 to 1 2, characterized in that the polyethylene terephthalate has a crystallite melting point, measured by DSC with a heating rate of 10 ° C / min., In the range from 220 to 280 ° C.
14. Platte gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat einen Kristallisationstemperaturbereich, gemessen durch DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min., im Bereich von 75 bis 280°C aufweist.14. Plate according to one of claims 8 to 1 3, characterized in that the polyethylene terephthalate has a crystallization temperature range, measured by DSC with a heating rate of 10 ° C / min., In Has a range of 75 to 280 ° C.
15. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyethylenterephthalat eine Kristallinität aufweist, die im Bereich von 5 bis 65 % liegt.15. Plate according to at least one of claims 8 to 14, characterized in that the polyethylene terephthalate used has a crystallinity which is in the range from 5 to 65%.
16. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel enthält.16. Plate according to one of the preceding claims, characterized in that it contains at least one UV stabilizer as a light stabilizer.
17. Platte gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des UV-Stabilisators im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt.17. Plate according to claim 16, characterized in that the concentration of the UV stabilizer is in the range of 0.01 to 5 wt .-%, based on the weight of the crystallizable thermoplastic.
18. Platte gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der UV- Stabilisator ausgewählt ist unter 2-Hydroxybenzotriazolen und Triazinen.18. Plate according to claim 16 or 17, characterized in that the UV stabilizer is selected from 2-hydroxybenzotriazoles and triazines.
19. Verfahren zur Herstellung einer transparenten, amorphen Platte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den kristallisierbaren Thermoplast im Extruder aufschmilzt, die Schmelze durch eine Düse ausformt und anschließend im Glättwerk mit mindestens zwei Walzen kalibriert, glättet und kühlt, bevor man die Platte auf Maß bringt, wobei die erste Walze des Glättwerkes eine Temperatur aufweist, die im Bereich von 50 bis 80°C liegt.19. A process for producing a transparent, amorphous plate according to one of claims 1 to 18, characterized in that the crystallizable thermoplastic is melted in the extruder, the melt is shaped by a nozzle and then calibrated, smoothed and cooled in the smoothing unit with at least two rollers, before the plate is made to measure, the first roller of the smoothing unit having a temperature which is in the range from 50 to 80 ° C.
20. Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast zusammen mit dem UV-Stabilisator im Extruder aufgeschmolzen wird.20. The method according to claim 19, characterized in that the crystallizable thermoplastic is melted together with the UV stabilizer in the extruder.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast vor dem Aufschmelzen getrocknet wird.21. The method according to any one of claims 19 or 20, characterized in that the crystallizable thermoplastic is dried before melting becomes.
22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der kristallierbare Thermoplast Polyethylenterephthalat (PET) ist.22. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the crystallizable thermoplastic is polyethylene terephthalate (PET).
23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyethylenterephthalat vor der Extrusion für 4 bis 6 Stunden bei 160 bis 180 °C trocknet.23. The method according to claim 22, characterized in that drying the polyethylene terephthalate before extrusion for 4 to 6 hours at 160 to 180 ° C.
24. Verfahren gemäß Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der PET-Schmelze im Bereich von 250 bis 320 °C liegt.24. The method according to claim 22 or 23, characterized in that the temperature of the PET melt is in the range from 250 to 320 ° C.
25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des UV-Stabilisators über die Masterbatchtechnologie durchgeführt wird.25. The method according to any one of claims 20 to 24, characterized in that the addition of the UV stabilizer is carried out via the masterbatch technology.
26. Verwendung einer transparenten, amorphen Platte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 im Innen- und Außenbereich. 26. Use of a transparent, amorphous plate according to one of claims 1 to 18 indoors and outdoors.
PCT/EP1996/003089 1995-08-02 1996-07-15 Amorphous, transparent plate of a crystallisable thermoplast with a high standard viscosity WO1997004948A1 (en)

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