DE19522120A1

DE19522120A1 - Amorphe, transparent eingefärbte, UV-stabilisierte Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast

Info

Publication number: DE19522120A1
Application number: DE1995122120
Authority: DE
Inventors: Ursula Dr Murschall; Wolfgang Dr Gawrisch; Rainer Brunow
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1997-01-02

Description

Die Erfindung betrifft eine amorphe, transparent eingefärbte, UV-stabilisierte Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast, deren Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm liegt. Die Platte enthält mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel und mindestens einen im Polymeren löslichen Farbstoff und zeichnet sich durch sehr gute optische und mechanische Eigenschaften aus. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Platte und ihre Verwendung.

Amorphe, transparent eingefärbte 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, 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 des amorphen Thermoplasten 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.

Bei der Herstellung von transparent eingefärbten 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.

Neben diesen Nachteilen besitzen PMMA-Platten auch eine extrem schlechte Schlagzähigkeit und zersplittern bei Bruch oder mechanischer Belastung. Daneben sind PMMA-Platten wie Holz brennbar, so daß sie beispielsweise für Innenanwendungen und im Messebau nicht eingesetzt werden dürfen.

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.

In der EP-A-0 471 528 wird ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus einer Polyethylenterephthalat (PET)-Platte beschrieben. 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.

Die Platten sind außerdem mit keinem Farbstoff ausgerüstet. Auch enthalten diese Platten keinerlei UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel, so daß sich weder die Platten noch die daraus hergestellten Formkörper für Außenanwendungen eignen. Bei Außenanwendungen zeigen diese Platten bzw. Formkörper bereits nach kurzer Zeit eine Vergilbung und eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften infolge eines photooxidativen Abbaus durch Sonnenlicht.

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 sollte, beschrieben. Die Kristallinität des tiefgezogenen Formkörpers ist größer als 25%. Auch an diese PET-Platten werden keine Änderungen hinsichtlich der optischen Eigenschaften gestellt. Da die Kristallinität der eingesetzten Platten bereits zwischen 5 und 25% liegt, sind diese Platten trüb und undurchsichtig. Auch diese Platten enthalten kein Lichtschutzmittel und eignen sich folglich nicht für Außenanwendungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine amorphe, transparent eingefärbte Platte mit einer Dicke von 1 bis 20 mm bereitzustellen, die neben guten mechanischen sowie optischen Eigenschaften vor allem eine hohe UV-Stabilität aufweist.

Eine hohe UV-Stabilität bedeutet, daß die Platten durch Sonnenlicht oder andere UV-Strahlung nicht oder nur extrem wenig geschädigt werden, so daß sich die Platten für Außenanwendungen und/oder kritische Innenanwendungen eignen. Insbesondere sollen die Platten bei mehrjähriger Außenanwendung nicht vergilben, keine Versprödung oder Rißbildung der Oberfläche zeigen und auch keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.

Zu den guten optischen Eigenschaften zählt beispielsweise eine hohe Lichttransmission, ein hoher Oberflächenglanz, eine extrem niedrige Trübung sowie eine hohe Bildschärfe (Clarity).

Zu den guten mechanischen Eigenschaften zählt unter anderem eine hohe Schlagzähigkeit sowie eine hohe Bruchfestigkeit.

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.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine amorphe, transparent eingefärbte Platte mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm, die als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten und mindestens einen löslichen Farbstoff enthält, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel enthält.

Die amorphe, transparent eingefärbte, UV-stabilisierte Platte enthält als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten. Geeignete kristallisierbare bzw. teilkristalline Thermoplaste sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Cycloolefin- und Cycloolefincopolymere, wobei Polyethylenterephthalat bevorzugt ist.

Die Konzentration des löslichen Farbstoffes liegt vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten.

Unter löslichen Farbstoffen versteht man Substanzen, die im Polymeren molekular gelöst sind (DIN 55 949).

Die farbliche Veränderung als Folge der Einfärbung der amorphen Platte beruht auf der wellenlängenabhängigen Absorption und/oder Streuung des Lichts. Farbstoffe können Licht nur absorbieren, nicht streuen, da die physikalische Voraussetzung für Streuung eine bestimmte Teilchenmindestgröße ist.

Bei der Einfärbung mit Farbstoffen handelt es sich um einen Lösungsprozeß. Als Ergebnis dieses Lösungsprozesses ist der Farbstoff molekular beispielsweise in dem PET-Polymeren gelöst. Derartige Einfärbungen werden als transparent oder durchscheinend oder transluzent oder opal bezeichnet.

Von den verschiedenen Klassen der löslichen Farbstoffe werden besonders die fett- und aromatenlöslichen Farbstoffe bevorzugt. Dabei handelt es sich beispielsweise um Azo- und Anthrachinonfarbstoffe. Sie eignen sich insbesondere zur Einfärbung von PET, da aufgrund der hohen Glasübergangstemperatur von PET, die Migration des Farbstoffes eingeschränkt ist (Literatur J. Koerner: Lösliche Farbstoffe in der Kunststoffindustrie in VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik: Einfärben von Kunststoffen, VDI-Verlag, Düsseldorf 1975).

Geeignete lösliche Farbstoffe sind beispielsweise: Solventgelb 93 ein Pyrazolonderivat, Solventgelb 16 ein fettlöslicher Azo-Farbstoff, Fluorolgrüngold ein fluoreszierender polycyclischer Farbstoff, Solventrot 1 ein Azofarbstoff, Azofarbstoffe wie Thermoplastrot BS, Sudanrot BB, Solventrot 138 ein Anthrachinonderivat, fluoreszierende Benzopyranfarbstoffe wie Fluorolrot GK und Fluorolorange GK, Solventblau 35 ein Anthrachinonfarbstoff, Solventblau ein Phthalocyaninfarbstoff und viele andere. Geeignet sind auch Mischungen von zwei oder mehreren dieser löslichen Farbstoffe.

Die Konzentration des UV-Stabilisators als Lichtschutzmittel liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten. 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.

Die Inhibierung dieser photooxidativen Abbauvorgänge ist von erheblicher technischer und wirtschaftlicher Bedeutung, da andernfalls die Anwendungsmöglichkeiten von zahlreichen Thermoplasten drastisch eingeschränkt sind.

Polyethylenterephthalate beginnen beispielsweise schon unterhalb von 360 nm UV-Licht zu absorbieren, ihre Absorption nimmt unterhalb von 320 nm beträchtlich zu und ist unterhalb von 300 nm sehr ausgeprägt. Die maximale Absorption liegt zwischen 280 und 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.

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. Sci 16, 1972, Seite 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 Platten ungeeignet, da sie zur Farbänderung führen. Für amorphe Platten sind nur organische und metallorganische Verbindungen geeignet, die dem zu stabilisierenden Thermoplasten keine oder nur eine extrem geringe Farbe oder Farbänderung verleihen.

Geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind beispielsweise 2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzotriazole, nickelorganische Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-Derivate, Resorcinmonobenzoate, Oxalsäureanilide, Hydroxybenzoesäureester, sterisch gehinderte Amine und Triazine, wobei die 2-Hydroxybenzotriazole und die Triazine bevorzugt sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße, transparent eingefärbte, 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. 1b). In einer bevorzugten Ausführungsform können auch Mischungen dieser beiden UV-Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem der 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.

Der Oberflächenglanz der erfindungsgemäßen Platte, gemessen nach DIN 67 530 (Meßwinkel 20°) ist größer als 100, vorzugsweise größer als 110, die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D 1003, liegt im Bereich von 5 bis 80%, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 70% und die Trübung der Platte, gemessen nach ASTM D 1003, liegt im Bereich von 2 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 35%.

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 93% und besonders bevorzugt über 94%.

Im Fall von Polyethylenterephthalat tritt bei der Messung der Schlagzähigkeit a_n nach Charpy (gemessen nach ISO 179/1D) an der Platte vorzugsweise kein Bruch auf. Darüber hinaus liegt die Kerbschlagfestigkeit a_k nach Izod (gemessen nach ISO 180/1A) der Platte vorzugsweise im Bereich von 3,0 bis 8,0 kJ/m², besonders bevorzugt im Bereich von 4,0 bis 6,0 kJ/m².

Polyethylenterephthalate mit einem Kristallitschmelzpunkt T_m, gemessen mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min, von 240°C bis 280°C, vorzugsweise von 250°C bis 270°C, mit einem Kristallisationstemperaturbereich T_c zwischen 75°C und 280°C, einer Glasübergangstemperatur T_g zwischen 65°C und 90°C und mit einer Dichte, gemessen nach DIN 53479, von 1,30 bis 1,45 g/cm³ und einer Kristallinität zwischen 25% und 65% stellen als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Platte bevorzugte Polymere dar.

Die Standardviskosität SV (DCE) des Polyethylenterephthalats, gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53 728, liegt zwischen 800 und 1800, vorzugsweise zwischen 950 und 1250, insbesondere zwischen 1000 und 1200.

Die intrinsische Viskosität IV (DCE) berechnet sich aus der Standardviskosität wie folgt:

IV (DCE) = 6,673:10^-4 SV (DCE) + 0,118

Das Schüttgewicht, gemessen nach DIN 53 466, liegt vorzugsweise zwischen 0,75 kg/dm³ und 1,0 kg/dm³ und besonders bevorzugt zwischen 0,80 kg/dm³ und 0,90 kg/dm³.

Die Polydispersität M_w/M_n des Polyethylenterephthalats gemessen mittels Gelpermeationschromatographie liegt vorzugsweise zwischen 1,5 und 4,0 und besonders bevorzugt zwischen 2,0 und 3,5.

Erfindungsgemäß versteht man unter kristallisierbarem Polyethylenterephthalat

- kristallisierbare Polyethylenterephthalat-Homopolymere,
- kristallisierbare Polyethylenterephthalat-Copolymere,
- kristallisierbare Polyethylenterephthalat-Compounds,
- kristallisierbares Polyethylenterephthalat-Recyklat und
- andere Variationen von kristallisierbarem Polyethylenterephthalat.

Unter amorpher Platte werden im Sinne der vorliegenden Erfindung solche Platten verstanden, die, obwohl der kristallisierbare Thermoplast eine Kristallinität zwischen 25% und 65% besitzt, nicht kristallin sind. Nicht kristallin, d. h. amorph bedeutet, daß der Kristallinitätsgrad im allgemeinen unter 5%, vorzugsweise unter 2% liegt und besonders bevorzugt 0% beträgt.

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.

Darüber hinaus ergaben Messungen, daß die erfindungsgemäße PET-Platte schwer brennbar und schwer entflammbar ist, so daß sich die erfindungsgemäße Platte für Innenanwendung und im Messebau eignet.

Desweiteren ist die erfindungsgemäße Platte ohne Umweltbelastung und ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften problemlos recyklierbar, wodurch sie sich insbesondere für die Verwendung als kurzlebige Werbeschilder oder anderer Werbeartikel eignet. Da der Farbstoff im Polymeren löslich ist, treten beim Wiedereinsatz des Recyklats keinerlei Agglomerate auf, die die optischen Eigenschaften negativ beeinflussen würden.

Bewitterungstests haben ergeben, daß die stabilisierten Platten nach 5 bis 7 Jahren Außenanwendung keine Vergilbung, keine Versprödung, kein Glanzverlust der Oberfläche, keine Rißbildung an der Oberfläche und keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen sollen.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen, transparent eingefärbten, UV-stabilisierten, amorphen Platten kann 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).

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platte wird im folgenden für Polyethylenterephthalat ausführlich beschrieben.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den kristallisierbaren Thermoplast (z. B. Polyethylenterephthalat) gegebenenfalls trocknet, dann im Extruder zusammen mit dem löslichen Farbstoff und 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.

Erfindungsgemäß kann sowohl das Lichtschutzmittel als auch der lösliche Farbstoff in der gewünschten Konzentration bereits beim Thermoplast- Rohstoffhersteller zu dosiert werden oder bei der Plattenherstellung in den Extruder dosiert werden.

Besonders bevorzugt ist die Zugabe des Lichtschutzmittels und/oder des löslichen Farbstoffes über die Masterbatchtechnologie. Dabei wird das Lichtschutzmittel und/oder der lösliche Farbstoff in einem festen Trägermaterial voll dispergiert und/oder gelöst. Als Trägermaterialien kommen gewisse Harze, das Polyethylenterephthalat selbst oder auch andere Polymere, die mit dem Polyethylenterephthalat ausreichend verträglich sind, in Frage.

Wichtig ist, daß die Korngröße und das Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des kristallisierbaren Thermoplasten sind, so daß eine homogene Verteilung und damit eine homogene UV-Stabilisierung sowie transparente Einfärbung erfolgen kann.

Die Trocknung des Polyethylenterephthalates und gegebenenfalls der Masterbatche vor der Extrusion erfolgt vorzugsweise für 4 bis 6 Stunden bei 160 bis 180°C.

Das Polyethylenterephthalat wird 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.

Die Schmelze verläßt den Extruder dann durch eine Düse. Diese Düse ist vorzugsweise eine Breitschlitzdüse.

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.

Das PET-Material kann dann anschließend auf einer Rollenbahn nachgekühlt, seitlich auf Maß geschnitten, abgelängt und schließlich gestapelt werden.

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.

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 Steuerbalken 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.

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 Kristallitschmelztemperatur sein. Die PET-Schmelze verläßt mit einer Temperatur von 240 bis 300°C die Breitschlitzdüse. 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.

Während die Kalibriereinrichtung die PET-Oberflächen möglichst glatt zum Einfrieren bringt und das Profil so weit abkühlt, daß es formsteif ist, senkt die Nachkühleinrichtung die Temperatur der PET-Platte auf nahezu Raumtemperatur ab. Die Nachkühlung kann auf einem Rollenbrett erfolgen.

Die Geschwindigkeit des Abzugs sollte mit der Geschwindigkeit der Kalanderwalzen genau abgestimmt sein, um Defekte und Dickenschwankungen zu vermeiden.

Als Zusatzeinrichtungen können sich in der Extrusionsstraße zur Herstellung von PET-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.

Durch die überraschende Vielzahl ausgezeichneter Eigenschaften eignet sich die erfindungsgemäße, transparent eingefärbte, amorphe PET-Platte hervorragend für eine Vielzahl verschiedener Verwendungen, beispielsweise für Innenraumverkleidungen, für Messebau und Messeartikel, als Displays, für Schilder, für Schutzverglasungen von Maschinen und Fahrzeugen, im Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als Menükartenständer, als Basketball-Zielbretter, als Raumteiler, für Aquarien und als Prospekt- und Zeitungsständer.

Aufgrund der guten UV-Stabilität eignet sich die erfindungsgemäße, transparent eingefärbte, amorphe PET-Platte ebenfalls für Außenanwendungen, wie z. B. für Gewächshäuser, Überdachungen, Verglasungen, Sicherheitsgläser, Außenverkleidungen, Abdeckungen, Anwendungen im Bausektor, Lichtwerbeprofile, Balkonverkleidungen, Dachausstiege und Caravanfenster.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne dadurch beschränkt zu werden.

Die Messung der einzelnen Eigenschaften erfolgt dabei gemäß der folgenden Normen bzw. Methoden:
Oberflächenglanz:
Der Oberflächenglanz wird bei einem Meßwinkel von 20° nach DIN 67 530 gemessen.

Lichttransmission:
Unter der Lichttransmission ist das Verhältnis des insgesamt durchgelassenen Lichtes zur einfallenden Lichtmenge zu verstehen.

Die Lichttransmission wird mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM D 1003 gemessen.

Trübung und Clarity:
Trübung ist der prozentuale Anteil des durchgelassenen Lichtes, der vom eingestrahlten Lichtbündel im Mittel um mehr als 2,5° abweicht. Die Bildschärfe wird unter einem Winkel kleiner als 2,5° ermittelt.

Die Trübung und die Clarity werden mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM D 1003 gemessen.

Oberflächendefekte:
Die Oberflächendefekte werden visuell bestimmt.

Schlagzähigkeit a_n nach Charpy:
Diese Größe wird nach ISO 179/1D ermittelt.

Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod:
Die Kerbschlagzähigkeit bzw. -festigkeit a_k nach Izod wird nach ISO 180/1A gemessen.

Dichte:
Die Dichte wird nach DIN 53 479 bestimmt.

SV (DCE), IV (DCE):
Die Standardviskosität SV (DCE) wird angelehnt an DIN 53 726 in Dichloressigsäure gemessen.

Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität (SV)

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

Thermische Eigenschaften:
Die thermischen Eigenschaften wie Kristallitschmelzpunkt T_m, Kristallisationstemperaturbereich T_c, Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur T_CN und Glasübergangstemperatur T_g werden mittels Differential Scanning Calorimetrie (DSC) bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min gemessen.

Molekulargewicht, Polydispersität:
Die Molekulargewichte M_w und M_n und die resultierende Polydispersität M_w/M_n werden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen.

Bewitterung (beidseitig), UV-Stabilität

Die UV-Stabilität wird nach der Testspezifikation ISO 4892 wie folgt geprüft:

Testgerät: Atlas Ci 65 Weather Ometer
Testbedingungen: ISO 4892, d. h. künstliche Bewitterung
Bestrahlungszeit: 1000 Stunden (pro Seite)
Bestrahlung: 05 W/m², 340 nm
Temperatur: 63°C
Relative Luftfeuchte: 50%
Xenonlampe: innerer und äußerer Filter aus Borosilikat
Bestrahlungszyklen: 102 Minuten UV-Licht, dann 18 Minuten UV-Licht mit Wasserbesprühung der Proben, dann wieder 102 Minuten UV-Licht usw.

Farbveränderung

Die Farbveränderung der Proben nach der künstlichen Bewitterung wird mit einem Spektralphotometer nach DIN 5033 gemessen.

Es gilt:

ΔL: Differenz in der Helligkeit
+ΔL: Die Probe ist heller als der Standard
-ΔL: Die Probe ist dunkler als der Standard

ΔA: Differenz im Rot-Grün-Bereich
+ΔA: Die Probe ist roter als der Standard
-ΔA: Die Probe ist grüner als der Standard

ΔB: Differenz im Blau-Gelb-Bereich
+ΔB: Die Probe ist gelber als der Standard
-ΔB: Die Probe ist blauer als der Standard

ΔE: Gesamtfarbänderung

Je größer die numerische Abweichung vom Standard ist, desto größer ist der Farbunterschied.

Numerische Werte von 0,3 sind vernachlässigbar und bedeuten, daß kein signifikante Farbänderung vorliegt.

In den nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen handelt es sich jeweils um einschichtige Platten unterschiedlicher Dicke, die auf der beschriebenen Extrusionsstraße hergestellt werden.

Alle Platten wurden nach der Testspezifikation ISO 4892, beidseitig je 1000 Stunden pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer der Fa. Atlas bewittert und anschließend bezüglich der mechanischen Eigenschaften, der Verfärbung, der Oberflächendefekte, der Trübung und des Glanzes geprüft.

Beispiel 1

Es wird eine 2 mm dicke, transparent eingefärbte, amorphe Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil Polyethylenterephthalat und 1,0 Gew.-% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxyphenol (®Tinuvin 1577 der Firma Ciba-Geigy) sowie 2 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventrot 138, ein Anthrachinonderivat der Fa. BASF (®Thermoplast G) enthält.

Tinuvin 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149°C und ist bis ca. 330°C thermisch stabil.

Zwecks homogener Verteilung werden 1,0 Gew.-% des UV-Stabilisators direkt beim Rohstoffhersteller in das Polyethylenterephthalat eingearbeitet.

Das Polyethylenterephthalat, aus dem die transparent eingefärbte, UV-stabilisierte amorphe Platte hergestellt wird, hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 1010, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,79 dl/g entspricht. Der Feuchtigkeitsgehalt liegt bei <0,2% und die Dichte (DIN 53 479) bei 1,41 g/cm³. Die Kristallinität beträgt 59%, wobei der Kristallitschmelzpunkt nach DSC-Messungen bei 258°C liegt. Der Kristallisationstemperaturbereich T_c liegt zwischen 83°C und 258°C, wobei die Nachkristallisationstemperatur (auch Kaltkristallisationstemperatur) T_CN bei 144°C liegt. Die Polydispersität M_w/M_n des Polyethylenterephthalats beträgt 2,14.

Die Glasübergangstemperatur liegt bei 83°C.

Der lösliche Farbstoff Solventrot 138 wird in Form eines Masterbatches zugegeben. Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 als Wirkstoffkomponente und 80 Gew.-% des oben beschriebenen Polyethylenterephthalats als Trägermaterial zusammen.

Vor der Extrusion werden 90 Gew.-% des mit 1Gew.-% ®Tinuvin 1577 ausgerüsteten Polyethylenterephthalats und 10 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170°C in einem Trockner getrocknet und dann in einem Einschneckenextruder bei einer Extrusionstemperatur von 286°C durch eine Breitschlitzdüse auf einen Glättkalander, dessen Walzen S-förmig angeordnet sind, extrudiert und zu einer 2 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 UV-stabilisierte, transparent eingefärbte 2 mm dicke PET-Platte mit Trennsägen an den Rändern gesäumt, abgelängt und gestapelt.

Die hergestellte, transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 2 mm
- Einfärbung: rot-transparent
- Oberflächenglanz 1. Seite: 130
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 127
- Lichttransmission: 35,8%
- Clarity (Klarheit): 99,1%
- Trübung: 3,5%
- Oberflächendefekte pro m² (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,2 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Vi 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:

- Dicke: 2 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 129
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 127
- Lichttransmission: 35,8%
- Clarity: 91,0%
- Trübung: 3,4%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,22
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 2

Analog Beispiel 1 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxyphenol (®Tinuvin 1577) in Form eines Masterbatches zudosiert wird.

Das Masterbatch setzt sich aus 5 Gew.-% ®Tinuvin 1577 als Wirkstoffkomponente und 95 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 zusammen.

Der lösliche Farbstoff Solventrot 138 wird ebenfalls in Form eines Masterbatches zugegeben. Das Farbstoff-Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 als Wirkstoffkomponente und 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 zusammen.

Vor der Extrusion werden 70 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 mit 10 Gew.-% des Farbstoff-Masterbatches und 20 Gew.-% des Stabilisator- Masterbatches 5 Stunden bei 170°C in einem Trockner getrocknet. Die Extrusion und die Plattenherstellung erfolgt analog zu Beispiel 1.

Die hergestellte, UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 2 mm
- Einfärbung: rot-transparent
- Oberflächenglanz 1. Seite: 132
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 131
- Lichttransmission: 36,1%
- Clarity: 99,2%
- Trübung: 3,3%
- Oberflächendefekte: (Stippen, Orangenhaut, Blasen): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,3 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:

- Dicke: 2 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 130
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 130
- Lichttransmission: 35,9%
- Clarity: 99,2%
- Trübung: 3,4%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,20
- Oberflächendefekte: (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,3 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei ein Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:

SV (DCE): 1100
IV (DCE): 0,85 dl/g
Dichte: 1,38 g/cm³
Kristallinität: 44%
Kristallitschmelzpunkt T_m: 245°C
Kristallisationstemperaturbereich T_c: 82°C bis 245°C
Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur T_CN: 152°C
Polydispersität M_w/M_n: 2,02
Glasübergangstemperatur: 82°C

Das Polyethylenterephthalat ist wie in Beispiel 1 mit 1 Gew.-% Tinuvin 1577 ausgerüstet, wobei der UV-Stabilisator direkt beim Rohstoffhersteller eingearbeitet wird.

Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 und 80 Gew.-% des Polyethylenterephthtalats dieses Beispiels (SV 1100) zusammen.

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 Kalanderwalze liegt bei 2,9 m/min.

Die hergestellte rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 122
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 120
- Lichttransmission: 28,1%
- Clarity (Bildschärfe): 98,9%
- Trübung: 9,6%
- Oberflächendefekte pro m²: (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33g/cm³

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 118
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 118
- Lichttransmission: 28,0%
- Clarity: 98,9%
- Trübung: 9,7%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,54
- Oberflächendefekte: (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,7 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 4

Analog Beispiel 1 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte, Platte hergestellt. Die 2 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35, ein fettlöslicher Anthrachinonfarbstoff der Fa. BASF (®Sudanblau 2).

Die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 werden ebenfalls in Form eines Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 und 80% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 zusammensetzt. 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 werden mit 20 Gew.-% des Masterbatches eingesetzt.

Die hergestellte, blau-transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 2 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 128
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 126
- Lichttransmission: 30,6%
- Clarity (Klarheit): 99,0%
- Trübung: 5,7%
- Oberflächendefekte pro m²: (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,3 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

- Dicke: 2 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 127
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 126
- Lichttransmission: 30,4%
- Clarity: 99,0%
- Trübung: 5,8%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,30
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,3 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 5

Analog Beispiel 3 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. Die 6 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält wie in Beispiel 4 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35 (®Sudanblau 2 der Fa. BASF). Wie in Beispiel 4 werden die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 in Form eines Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 und 80% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 2 zusammensetzt.

Die hergestellte blau-transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 124
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 123
- Lichttransmission: 20,2%
- Clarity (Klarheit): 98,4%
- Trübung: 13,8%
- Oberflächendefekte pro m² (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 122
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 122
- Lichttransmission: 20,1%
- Clarity: 98,2%
- Trübung: 14,0%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,72
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 6

Analog Beispiel 5 wird eine blau-transparent eingefärbte 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 Kalanderwalze liegt bei 1,7 m/min.

Die hergestellte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 10 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 120
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 118
- Lichttransmission: 21,5%
- Clarity (Klarheit): 98,4%
- Trübung: 12,2%
- Oberflächendefekte pro m²: (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,3 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0,1%
- Dichte: 1,33g/cm³

- Dicke: 10 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 118
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 117
- Lichttransmission: 21,4%
- Clarity: 98,3%
- Trübung: 12,3%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,68
- Oberflächendefekte: (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 7

Analog Beispiel 6 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei ein Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:

SV (DCE): 1200
IV (DCE): 0,91 dl/g
Dichte 1,37g/cm³
Kristallinität: 36%
Kristallitschmelzpunkt T_m: 242°C
Kristallisationstemperaturbereich T_c: 82°C bis 242°C
Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur T_CN: 157°C
Polydispersität M_w/M_n: 2,2
Glasübergangstemperatur: 82°C

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 1,2m/min.

Die hergestellte transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 15 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 114
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 112
- Lichttransmission: 18,8%
- Clarity (Klarheit): 95,4%
- Trübung: 21,8%
- Oberflächendefekte pro m² (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,9 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0,5%
- Dichte: 1,33 g/cm³

- Dicke: 15 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 111
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 112
- Lichttransmission: 18,9%
- Clarity: 95,3%
- Trübung: 21,9%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,62
- Oberflächendefekte: (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,7 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0,5%

Beispiel 8

Analog Beispiel 3 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hergestellt. 60% Polyethylenterephthalat aus Beispiel 3 werden mit 30% Recyklat aus diesem Polyethylenterephthalat und 10% des Masterbatches aus Beispiel 3 abgemischt.

Die hergestellte, transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 118
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 117
- Lichttransmission: 28,2%
- Clarity (Klarheit): 98,9%
- Trübung: 9,9%
- Oberflächendefekte pro m² (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,9 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 118
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 115
- Lichttransmission: 28,4%
- Clarity: 98,8%
- Trübung: 10,0%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,61
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,7 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Beispiel 9

Analog Beispiel 3 wird eine UV-stabilisierte, rot-transparent eingefärbte Platte hergestellt, als UV-Stabilisator werden 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2,2′- methylen-bis (6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenol (®Tinuvin 360 der Fa. Ciba-Geigy), bezogen auf das Gewicht des Polymeren, eingesetzt.

Tinuvin 360 hat einen Schmelzpunkt von 195°C und ist bis ca. 350°C thermisch stabil.

Wie in Beispiel 1 werden 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators direkt beim Rohstoffhersteller in das Polyethylenterephthalat eingearbeitet.

- Dicke: 6 mm
- Einfärbung: rot-transparent
- Oberflächenglanz 1. Seite: 128
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 126
- Lichttransmission: 28,9%
- Clarity (Klarheit): 99,1%
- Trübung: 9,3%
- Oberflächendefekte pro m² (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): keine
- Schlagfähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 125
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 125
- Lichttransmission: 28,7%
- Clarity: 89,9%
- Trübung: 9,5%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,68
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%

Vergleichsbeispiel 1

Analog Beispiel 1 wird eine transparent eingefärbte, UV-stabilisierte 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. Das eingesetzte Masterbatch ist mit dem Masterbatch 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.

Vergleichsbeispiel 2

Analog Beispiel 3 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte, transluzente Platte hergestellt, wobei auch das Polyethylenterephthalat, der UV- Stabilisator und das Masterbatch aus Beispiel 3 eingesetzt werden. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 83°C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils eine Temperatur von 77°C.

Die hergestellte Platte ist extrem rot-trüb und fast undurchsichtig. Die Lichttransmission, die Clarity und der Glanz sind deutlich reduziert. Die Platte zeigt Oberflächendefekte und Strukturen. Die Optik ist für eine transparente eingefärbte Anwendung unakzeptabel.

Die hergestellte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 86
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 88
- Lichttransmission: 8%
- Clarity (Klarheit): nicht meßbar
- Trübung: nicht meßbar
- Oberflächendefekte pro m² (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.): Blasen, Orangenhaut
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Kristallinität: ca. 8%
- Dichte: 1,34g/cm³

Wegen der unakzeptablen Optik wurde die 6 mm-Platte keinem Bewitterungstest ausgesetzt.

Vergleichsbeispiel 3

Analog Beispiel 1 wird eine rot-transparent eingefärbte Platte hergestellt. Im Gegensatz zu Beispiel 1 enthält die Platte keinen UV-Stabilisator. Das eingesetzte Polyethylenterephthalat, der lösliche Farbstoff, die Extrusionsparameter, die Verfahrensparameter und die Temperaturen werden wie in Beispiel 1 gewählt.

Die hergestellte, nicht UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:

- Dicke: 2 mm
- Einfärbung: rot-transparent
- Oberflächenglanz 1. Seite: 133
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 131
- Lichttransmission: 36,3%
- Clarity: 99,2%
- Trübung: 3,3%
- Oberflächendefekte (Stippen, Orangenhaut, Blasen): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:

- Dicke: 2 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 92
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 94
- Lichttransmission: 28,9%
- Clarity: 80,6%
- Trübung: 5,8%
- Gesamtverfärbung ΔE: 4,28
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): Versprödung
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: vollkommener Bruch bei 36,7 kJ/m²
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 1,4 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: Rißbildung
- Kristallinität: teilweise an der Oberfläche

Visuell zeigt die Platte eine deutliche Verschlechterung der optischen Eigenschaften und eine visuell sichtbare Farbveränderung. Die Oberflächen sind angegriffen (stumpf und versprödet).

Vergleichsbeispiel 4

Analog Beispiel 3 wird eine rot-transparent eingefärbte Platte hergestellt. Im Gegensatz zu Beispiel 3 enthält die Platte keinen UV-Stabilisator. Das eingesetzte Polyethylenterephthalat, der lösliche Farbstoff, die Extrusionsparameter, die Verfahrensparameter und die Temperaturen werden wie in Beispiel 3 gewählt.

- Dicke: 6mm
- Einfärbung: rot-transparent
- Oberflächenglanz 1. Seite: 125
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 124
- Lichttransmission: 28,6%
- Clarity: 99,0%
- Trübung: 9,4%
- Oberflächendefekte: (Stippen, Orangenhaut, Blasen): keine
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 4,9 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³

- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 87
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 86
- Lichttransmission: 20,1%
- Clarity: 79,8%
- Trübung: 13,9%
- Gesamtverfärbung ΔE: 4,64
- Oberflächendefekte (Risse, Versprödung): Versprödung
- Schlagzähigkeit a_n nach Charpy: vollkommener Bruch bei 56,2 kJ/m²
- Kerbschlagzähigkeit a_k nach Izod: 1,9 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: Rißbildung
- Kristallinität: teilweise Kristallisationsbildung an der Oberfläche sichtbar.

Claims

1. Transparent eingefärbte, amorphe Platte, mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm, die als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten und mindestens einen im Thermoplasten löslichen Farbstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel enthält.

2. Platte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des löslichen Farbstoffes im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt.

3. Platte gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lösliche Farbstoff ein fett- und aromatenlöslicher Azo- und Anthrachinonfarbstoff ist.

4. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des UV-Stabilisators im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt.

5. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als UV-Stabilisatoren 2-Hydroxybenzotriazole und/oder Triazine verwendet werden.

6. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2- yl)-5-(hexyl)oxy-phenol und/oder 2,2′-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2- yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenol verwendet wird.

7. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenglanz, gemessen nach DIN 67 530 (Meßwinkel 20°) größer als 100 ist.

8. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D 1003, im Bereich von 5 bis 80% liegt.

9. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübung, gemessen nach ASTM D 1003, im Bereich von 2 bis 40% liegt.

10. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als kristallisierbarer Thermoplast Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, ein Cycloolefin und/oder ein Cycloolefincopolymer verwendet wird.

11. Platte gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als kristallisierbarer Thermoplast Polyethylenterephthalat verwendet wird.

12. Platte gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat, Polyethylenterephthalat-Recyklat enthält.

13. Platte gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Schlagzähigkeit a_n nach Charpy, gemessen nach ISO 179/1D kein Bruch auftritt.

14. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbschlagfestigkeit a_k nach Izod, gemessen nach ISO 180/1A im Bereich von 3,0 bis 8,0 kJ/m² liegt.

15. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschärfe, gemessen nach ASTM D 1003 unter einem Winkel kleiner als 2,5°, über 93% liegt.

16. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat vorzugsweise einen Kristallitschmelzpunkt, gemessen durch DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min., im Bereich von 240° bis 280°C aufweist.

17. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat vorzugsweise eine Kristallisationstemperatur, gemessen durch DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min., im Bereich von 75° bis 280°C aufweist.

18. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyethylenterephthalat eine Kristallinität aufweist, die im Bereich von 25 bis 65% liegt.

19. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyethylenterephthalat eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, aufweist, die im Bereich von 800 bis 1800 liegt.

20. Verfahren zur Herstellung einer transparent eingefärbten, amorphen Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man den kristallisierbaren Thermoplast gegebenenfalls trocknet, dann im Extruder zusammen mit dem Farbstoff und dem UV-Stabilisator 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.

21. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast Polyethylenterephthalat ist.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyethylenterephthalat vor der Extrusion für 4 bis 6 Stunden bei 160 bis 180°C trocknet.

23. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des UV-Stabilisators über die Masterbatchtechnologie durchgeführt wird.

24. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der PET-Schmelze im Bereich von 250 bis 320°C liegt.

25. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze des Glättwerkes eine Temperatur aufweist, die im Bereich von 50 bis 80°C liegt.

26. Verwendung einer transparent eingefärbten amorphen Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19 im Außenbereich.