DE69916844T2

DE69916844T2 - Flockenförmige teilchen aus irisierender mehrschichtfolie zur verwendung in lacken und beschichtungen

Info

Publication number: DE69916844T2
Application number: DE69916844T
Authority: DE
Inventors: Ramakrishna Shetty; I. Scott ALLEN
Original assignee: Engelhard Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: CN1128712C; US6554943B2; EP1098759A1; EP1098759B1; HK1038903B; CA2335807C; KR20010078760A; BR9911790A; HK1038903A1; JP2002519220A; WO2000001526A1; CN1308576A; US6291056B1; DE69916844D1; BR9911790B1; CA2335807A1; TWI239291B; US20010016250A1; AU3770799A; ATE265316T1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Flocken aus mehrschichtigen irisierenden Filmen zur Verwendung in Farben und Beschichtungen.
Mehrschichtige Kunststofffilme, die abwechselnde Schichten von zwei Polymeren mit unterschiedlichen Brechungsindices besitzen, sind irisierend, wenn die einzelnen Schichten von geeigneter optischer Dicke sind. Die irisierende Farbe wird durch das Phänomen der Lichtinterferenz erzeugt. Das Paar von abwechselnden Polymeren macht den optischen Kern aus. Üblicherweise sind die integralen äußeren Schichten oder Hautschichten dicker als die Schichten in dem optischen Kern. Diese dickere Haut kann aus einer der Komponenten in dem optischen Kern bestehen oder kann ein anderes Polymer sein, das verwendet wird, um dem Film die gewünschten permanenten physikalischen, mechanischen und anderen Eigenschaften zu verleihen. Die mehrschichtige Struktur wird angenehmerweise durch ein Coextrusionsverfahren hergestellt. Solche Filme werden in dem Patent Nr. Re 31,780 an Cooper, Shetty und Pinsky und Patent Nummer 5,089,318 und Patent Nummer 5,451,449, jeweils an Shetty und Cooper, und anderen Patenten beschrieben. Die Druckschrift GB-A-1141981 offenbart transparente irisierende mehrschichtige Laminatfilme, aus denen Körper gemacht werden können, und die ihrer Natur nach nicht spröde oder rau sind und die auf einfache Weise in herkömmliche Beschichtungen eingearbeitet werden könnten.
Die bekannten irisierenden Laminatfilme wurden verwendet, um Flocken herzustellen, die verwendet werden können, um ein "glitzerndes" Aussehen bei einer Vielzahl von Anwendungen erzeugen, jedoch wurden sie nicht in Beschichtungszusammensetzungen, wie beispielsweise Automobil-Klarlack-Basisbeschichtungssystemen, verwendet, aufgrund der Beschränkungen bezüglich der Teilchengröße und der Grö ße, die mit solchen bekannten irisierenden Filmen erhalten wird. Diese Größenbeschränkungen sind darauf zurückzuführen, dass die Herstellung der Flocken konkurierenden Anforderungen unterworfen ist. Die irisierenden Filme müssen spröde sein, so dass sie zu Flocken geschnitten werden können, aber gleichzeitig benötigen sie ausreichende physikalische Eigenschaften, um eine Handhabung an der Produktionsmaschinerie, die die Flocken herstellt, zu erlauben.
Von einem praktischen Aspekt her werden irisiernende Lamitfilmflocken hergestellt durch Schneiden der Filme unter Verwendung von einer Präzisionsschneidemaschinerie. Die Maschinen, die verwendet werden, um irisierende Laminatfilme präzise zu schneiden, werden vom Band gespeist und können nur Breiten, die enger sind als ca. 14 cm (5,5 Inch) annehmen. Daher müssen die irisierenden Laminatfilme ausreichende physikalische Eigenschaften besitzen, so dass sie in der Lage sind, zu einem breiten Band auf der Coextrusionsvorrichtung gebracht zu werden, und danach zu engeren Bändern (14 cm, 5,5 Inch oder enger) geschnitten und aufgespult zu werden. Diese engen Rollen werden danach abgerollt und in die Schneidemaschinen gespeist. Um die konkurierenden Anforderungen zu erfüllen, wurde herausgefunden, dass es notwendig ist, dass die Filme, aus denen die Flocken hergestellt werden, eine Mindestdicke von 25,4 μm (1 mil) besitzen und dass die kürzeste Kantendimension der hergestellten Flocken ungefähr 101 μm (4 mil) oder höher ist.
Es wurde gedacht, dass es möglich ist, Teilchen herzustellen, die geringer sind als 101 μm (4 mil), aus Filmen, die dicker sind als 25,4 μm (1 mil) durch ein Mahl- oder Vermahlverfahren, aber es wurde herausgefunden, dass die Laminatfilmprodukte, die gegenwärtig hergestellt werden, nicht ausreichend spröde sind, um gemahlen oder vermahlen zu werden. Leider können jene Filmformulierungen, die spröde genug sind, um gemahlen oder vermahlen zu werden, nicht coextrudiert werden, da der Laminatfilm an einem Punkt während der Bandhandhabung und dem Aufrollverfahren bricht.
Ein irisierendes Laminatfilmprodukt, das in der Lage ist, dass seine Größe verringert werden kann, und ein Verfahren zum Erreichen dieser Größenverringerung wird deshalb noch benötigt. Die vorliegende Erfindung widmet sich diesem Bedürfnis.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft zerkleinerte Teilchen von irisierenden Laminatfilmen und ihre Herstellung. Insbesondere betrifft sie Teilchen, die hergestellt werden, indem der Laminatfilm zeitweise auf einem abziehbaren Substrat getragen wird und danach der Träger entfernt wird und der Laminatfilm zerkleinert wird.
Als Ergebnis der Erfindung ist es jetzt möglich, Flocken aus den Laminatfilmen herzustellen, die eine Dicke von weniger als 25,4 μm (1 mil), vorzugsweise 6,35–19,05 μm (0,25–0,75 mil), besitzen, wobei die Flocken so hergestellt werden, dass sie eine größte Kantendimension von weniger als ungefähr 101 μm (4 mil), vorzugsweise 5,08–96,52 μm (0,2–3,8 mil), besitzen. Bei jenen Instrumenten, die die Teilchengröße unter Verwendung eines kugelförmigen Models messen, wird die größte Kantendimension als ein Durchmesser angegeben, und in diesem Fall wird der Durchmesser weniger als 150 μm, vorzugsweise 7–135 μm sein.
Beschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein auf einem Träger befindlicher thermoplastischer harzförmiger mehrschichtiger Laminatfilm mit einer Vielzahl von sehr dünnen Schichten von im Wesentlichen gleichförmiger Dicke zur Verfügung gestellt, wobei die Schichten allgemein parallel sind und die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus unterschiedlichen transparenten thermoplastischen Harzmaterialien sind. Der mehrschichtige Laminatfilm wird auf einer Trägerschicht getragen und haftet so daran, dass die Trägerschicht auf einfache Weise von diesem Film abgezogen werden kann.
Der mehrschichtige Laminatfilm besitzt vorzugsweise wenigstens 10 der sehr dünnen Schichten, noch bevorzugter wenigstens 35 am meisten bevorzugt wenigstens 70. Die einzelnen Schichten besitzen im allgemeinen eine Dicke von 30 bis 500 nm.
Die angrenzenden Schichten des Laminatfilms sind in Bezug auf den Brechungsindex um mindestens 0,03, noch bevorzugter um mindestens 0,06, unterschiedlich.
Beliebige transparente thermoplastische Harzmaterialien können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die bevorzugten transparenten thermoplastischen Harzmaterialien des Laminatfilms sind Polyethylenterephtalat (PET), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polybutylenterephtalat (PBT), glycolmodifiziertes Polyethylenterephtalat (PETG) und Polystyrol (PS). Kombinationen, die eingesetzt werden können, beinhalten PMMA/PBT, PMMA/PET und PMMA/PS.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung ist es, dass Kombinationen, die sonst zu spröde wären, als dass sie auf annehmliche Weise gehandhabt werden können, jetzt auf einfache Weise eingesetzt werden können. Manche Filmformulierungen sind nicht zu spröde, sondern ziehen sich lang, wenn ein Schneiden versucht wird, wobei es schwierig oder unmöglich wird, den Film zu Flocken zu zerkleinern. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass sie Laminatfilmformulierungen erlaubt, die eine sehr niedrige Elongation besitzen, um zu der gewünschten Teilchengröße durch Präzisionsschneiden oder möglicherweise durch Vermahlen ihrer Größe nach verringert zu werden.
Der Träger kann ein beliebiges Material sein, das schwach an dem irisierenden Laminatfilm haftet, wie z. B. ein Polymerträger, ein metallischer Träger und ähnliche. Der Träger wird in einer beliebigen geeigneten Dicke auf einer Oberfläche des mehrschichtigen Laminatfilms aufgebracht, um zu erlauben, dass er in breiten Längen hergestellt werden kann, gekürzt und zu engeren Längen geschnitten werden kann (wenn ein Präzisionsschneiden vorgesehen ist) und auf Rollen aufgewickelt werden kann. Das Aufbringen kann durch Coextrudieren mit dem irisierenden Lami natfilm stattfinden, oder der Laminatfilm kann auf ein festes Trägerband extrudiert werden oder auf eine andere geeignete Weise aufgebracht werden. Das einzige Erfordernis ist, dass der Träger keine nachteilige Wirkung auf den mehrschichtigen Laminatfilm hat und schwach an dem irisierenden Laminatfilm haftet. Mit schwach haftend ist gemeint, dass die Trägerschicht von dem Laminatfilm zu einem geeigneten Zeitpunkt, z. B. auf einem Rollenschneider/Rückspuler, auf einfache Weise abgezogen werden kann.
Der Träger ist vorzugsweise ein Polymer und das Polymer ist vorzugsweise ein Polyolefin, das thermoplastisch sein kann und transparent oder opak sein kann. Das Polyolefin ist vorzugsweise mit dem Laminatfilm coextrudierbar, eine Eigenschaft, die das Herstellungsverfahren erleichtert. Typische Polyolefine beinhalten Niederdruck-Polyethylen, Hochdruck-Polyethylen, LLDPE, Polypropylen und ähnliche. Polymere außer Polyolefinen, wie Polyester, können auch verwendet werden.
Die folgenden Beispiele sind erläuternd:
Beispiel 1
Polyethylenterephtalat (PET) thermoplastisches Polyester wurde zu einem Aufgabeblock von einer Strangpresse gespeist und Polymethylmethacrylat (PMMA) wurde von einer zweiten Strangpresse gespeist, um einen optischen Kern mit 115 Schichten zu bilden, und eine Schicht (20% der Gesamtdicke) von Polyethylen wurde zu einer Oberfläche mit Hilfe einer dritten Strangpresse zugefügt, um einen 18,5 μm (0,73 mil) dicken irisierenden Laminatfilm zu bilden. Der Laminatfilm war nach dem Abziehen der Polyethylenschicht kräftig irisierend und war hauptsächlich rot und grün, wenn er durch Reflektion bei einem rechtwinkligen Einfall angesehen wird und blau und pink, wenn er durch Lichtdurchtritt bei einem rechtwinkligen Einfall angesehen wird.
Der auf einem Träger befindliche mehrschichtige irisierende Laminatfilm wurde wie folgt zerkleinert. Zuerst wurden das Trägerband und der irisierende Laminatfilm von einander getrennt. Der getrennte Film wurde danach zu Flocken in einer Granuliermaschine zerkleinert und danach unter Kühlung vermahlen. Die Flocken konnten in einer beliebigen Anwendung verwendet werden, bei der ein "glitzerndes" Aussehen erwünscht ist. Zum Beispiel können sie in den Klarlack und/oder den Basislack eines Automobilbeschichtungssystems eingearbeitet werden, und jede dieser Beschichtungen hat zusätzliche Farbstoffe darin.
Beispiel 2
Eine mehrschichtige Laminatstruktur mit den gleichen Polymeren in dem optischen Kern wie in Beispiel 1 wurde hergestellt und zu Flocken verarbeitet, wie dort beschrieben wird, außer dass der optische Kern 99 Schichten besaß.
Beispiel 3 bis 7
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden Materialien wiederholt:
Verschiedene Änderungen und Modifikationen können in der vorliegenden Erfindung gemacht werden, ohne dass man sich von dem Schutzbereich der Ansprüche entfernt. Die verschiedenen Ausführungsformen, die hier beschrieben wurden, wurden nur zum Zwecke der Erläuterung beschrieben und es ist nicht vorgesehen, dass sie die vorliegende Erfindung beschränken.

Claims

Irisierender Laminat-Film, der ein transparenter irisierender Laminat-Film aus wenigstens 10 sehr dünnen Schichten im wesentlichen einheitlicher Dicke ist, wobei die Schichten allgemein parallel sind und die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus unterschiedlichen transparenten thermoplastischen Harz-Materialien sind, deren Brechungsindex um wenigstens 0,03 unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der irisierende Laminat-Film lösbar an ein Trägersubstrat gebunden ist.
Auf einem Träger befindlicher irisierender Laminat-Film nach Anspruch 1, worin die Dicke des Laminat-Films weniger als 25,4 μm (1 mil) beträgt.
Auf einem Träger befindlicher irisierender Laminat-Film nach Anspruch 1, worin die Dicke das Laminat-Films 6,4 bis 19,2 μm (0,25 bis 0,75 mil) beträgt.
Auf einem Träger befindlicher irisierender Laminat-Film nach Anspruch 1, worin der Träger ein Polyolefin ist.
Auf einem Träger befindlicher irisierender Laminat-Film nach Anspruch 1, worin wenigstens eines der Harz-Materialien gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polybutylenterephthalat, Glycol-modifiziertes Polyethylenterephthalat und Polystyrol und worin die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus verschiedenen transparenten thermoplastischen Harz-Materialien einen Brechungsindex aufweisen, der um wenigstens 0,06 unterschiedlich ist.
Auf einem Träger befindlicher irisierender Laminat-Film nach Anspruch 5, worin eines der Harz-Materialien Polymethylmethacrylat ist und das andere Harz-Material gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polystyrol.
Verfahren zur Herstellung eines irisierenden Laminat-Films, der für eine Zerkleinerung geeignet ist, umfassend das Bilden eines transparenten thermoplastischen Laminat-Films aus wenigstens 10 sehr dünnen Schichten im wesentlichen einheitlicher Dicke, wobei die Schichten allgemein parallel sind und die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus unterschiedlichen transparenten thermoplastischen Harz-Materialien sind, deren Brechungsindex um wenigstens 0,03 unterschiedlich ist, gekennzeichnet durch lösbares Binden des Films auf einem Trägersubstrat.
Verfahren nach Anspruch 7, umfassend das Bilden des auf einem Träger befindlichen Laminat-Films durch Coextrusion.
Verfahren nach Anspruch 7, umfassend weiter das Trennen des Trägersubstrats und des Laminat-Films und das Zerkleinern des Laminat-Films.
Verfahren nach Anspruch 9, worin der Laminat-Film eine Dicke von weniger als 25,4 μm (1 mil) aufweist und worin das Trägersubstrat ein Polyolefin ist.
Verfahren nach Anspruch 9, worin das Zerkleinern des Laminat-Films derart erfolgt, dass die größte Kanten-Dimension der zerkleinerten Teilchen geringer ist als 101,2 μm (4 mil).
Verfahren nach Anspruch 9, worin der auf einem Träger befindliche Laminat-Film vor dem Trenn-Schritt auf eine Breite von nicht mehr als 14 cm (5,5 in) geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, worin wenigstens eines der Harz-Materialien gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polybutylenterephthalat, Glycol-modifiziertes Polyethylenterephthalat und Polystyrol; und worin die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus verschiedenen transparenten thermoplastischen Harz-Materialien einen Brechungsindex aufweisen, der um wenigstens 0,06 unterschiedlich ist.
Verfahren nach Anspruch 9, worin eines der Harz-Materialien Polymethylmethacrylat ist und das andere Harz-Material gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenterephthlat, Polybutylenterephthalat und Polystyrol.
Mehrzahl von Teilchen, von denen jedes einen transparenten thermoplastischen Laminat-Film aus wenigstens 10 sehr dünnen Schichten im wesentlichen einheitlicher Dicke umfaßt, wobei die Schichten allgemein parallel sind und die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus verschiedenen transparenten thermoplastischen Harz-Materialien sind, deren Brechungsindex um wenigstens 0,03 unterschiedlich ist, wobei die größte Kanten-Dimension des Teilchens geringer ist als 101,2 μm (4 mil) und die Dicke geringer ist als 25,4 μm (1 mil).
Mehrzahl von Teilchen nach Anspruch 15, worin der Laminat-Film des Teilchens eine Dicke von 6,4 bis 19,2 μm (0,25 bis 0,75 mil) aufweist.
Mehrzahl von Teilchen nach Anspruch 16, worin die größte Kanten-Dimension des Laminat-Film-Teilchens 5,04 bis 96,5 μm (0,2 bis 3,8 mil) beträgt.
Mehrzahl von Teilchen nach Anspruch 17, worin eines der Harz-Materialien Polymethylmethacrylat ist und das andere Harz-Material gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polystyrol.
Mehrzahl von Teilchen nach Anspruch 15, worin wenigstens eines der Harz-Materialien gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polybutylenterephthalat, Glycol-modifiziertes Polyethylenterephthalat und Polystyrol, und worin die aneinander anstoßend benachbarten Schichten aus verschiedenen transparenten thermoplastischen Harz-Materialien einen Brechungsindex aufweisen, der um wenigstens 0,06 unterschiedlich ist.