DE1199984B

DE1199984B - Verwendung von linearen, gesaettigten Polyestern zum Herstellen duenner Folien

Info

Publication number: DE1199984B
Application number: DEE23432A
Authority: DE
Inventors: James Joseph Jefferson; William Dempsey Kennedy; Marshall Tredway Watson
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1962-08-25
Filing date: 1962-08-25
Publication date: 1965-09-02

Description

Verwendung von linearen, gesättigten Polyestern zum Herstellen dünner Folien Es ist bekannt, daß dünne Folien aus linearen, gesättigten Polyestern aus einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren Estern und einem Glykol zur Faltenbildung und zum Knittern neigen.
Bei Folien einer Stärke von weniger als etwa 0,00254cm kann ein Falten oder Aufrollen sogar dazu führen, daß die Folien an den Falt- oder Biegepunkten reißen.
Überdies sind Rollen derartige Falten aufweisender Folien nur schwierig, wenn nicht sogar überhaupt nicht zur Herstellung von Wicklungen, z. B. für Kondensatoren, verwendbar. Die Fachwelt nahm bisher an, daß der Zusatz von anorganischen Pigmenten zu Polyestern die Faltenbildung bei aus den Polyestern hergestellten Folien verstärkt.
Es war daher überraschend festzustellen, daß die Knitterfestigkeit von Polyesterfolien einer Stärke von weniger als 0,00254 mm dann erheblich verbessert werden kann, wenn man die Folien aus Polyestern herstellt, die nur geringe Mengen bestimmter Pigmente enthalten. Der Zusatz dieser Pigmente als Füllstoffe und/oder als Mattierungsmittel zu Polyestern in größeren Mengen war bereits bekannt.
Erfindungsgegenstand ist die Verwendung von linearen, gesättigten Polyestern, die 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent Kieselsäure, Titandioxyd, Zirkonoxyd, Aluminiumoxyd, Talkum, Gips, Flußspat, Kaolin, Glimmer, Bariumsulfat, Kalziumcarbonat und/oder Bentonit mit einem Refraktionsindex von 1,4 bis 1,8 und einer Teilchengröße von 0,01 bis 10 Mikron enthalten, zum Herstellen von Folien mit einer Schichtstärke von weniger als 0,00254 cm.
Zur Herstellung der Folien eignen sich insbesondere Polyester, die aus einem linearen, hochpolymeren Kondensationsprodukt aus mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure mit einem Glykol bestehen.
Geeignete Polyester sind beispielsweise: Polyäthylenterephthalat, Polyester aus Terephthalsäure und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, Polyester aus Dimethylterephthalat und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, Polyester aus Terephthalsäure, Bernsteinsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol, Polyester aus Terephthalsäure, Isophthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol und Polyester aus 4,4'-Sulfonyl-di-benzoesäure, Bernsteinsäure und 1,5-Pentandiol.
Die Folien können ohne zu knittern oder zu falten in automatische Packvorrichtungen eingeführt werden.
Ferner können die Folien zu Rollen oder Schläuchen verarbeitet werden, die nicht aneinanderkleben oder aneinander haftenbleiben.
Die Pigmente können nach allen bekannten Verfahren in den Polyester einverleibt werden, die die Herstellung einer gleichförmigen Mischung des Poly- esters und des Pigmentes gewährleisten. Die Pigmente können in die Polyester z. B. durch Vermischen der Bestandteile in einer Vorrichtung wie beispielsweise einem Banburymischer, einer Heizwalze oder Kombination hiervon eingebracht werden. Die Pigmente können den Polyestern ferner schon während der Polymerisation einverleibt werden, durch trockenes Vermischen mit dem Polymeren mit dem Polyester und durch Verrühren in geeigneten Dispersionsmedien.
Die Tatsache, daß derart geringe Mengen feinverteilter anorganischer Pigmente, wie sie oben aufgezählt wurden, einen derartigen Effekt auf Polyester ausüben, ist auch deshalb überraschend, weil bekannte Pigmente, wie beispielsweise Kieselsäure, wenn sie Garnen, Gespinsten aus Wolle, Rayon u. dgl. zum Zwecke der Verminderung der Gleitfähigkeit zugesetzt werden, einen Anstieg des Reibungskoeffizienten bewirken. Wie bereits dargelegt wurde, bewirkt der Zusatz einer geringen Menge von Kieselsäure als auch der anderen angegebenen Pigmente bei Polyestern den gegenteiligen Effekt, d. h. der Zusatz bewirkt einen Anstieg der Gleitfähigkeit der Polyester.
Ein anderes überraschendes Ergebnis besteht darin, daß die im wesentlichen farblosen Polyester durch die Pigmente nicht verändert werden. Überdies bewirkt der Zusatz der Pigmente keine nachteiligen Effekte auf die physikalischen und elektrischen Eigenschaften der Folien.
Den Polyestern können außer den Pigmenten geringe Mengen anderer Additive, wie Antioxydantien, Farbstoffe und antistatische Verbindungen,. zugesetzt werden.

Die den Polyestern zugesetzten Pigmente besitzen Refraktionsindizes, die in der Nähe des Refraktionsindex der Polyester liegen, in den sie einverleibt werden. Die folgende Tabelle yeranschaulicht diesen Tatbestand. In der Tabelle werden die Refraktionsindizes von Pigmenten für Folien aus Polyestern, z. B. aus Terephthalsäure, Isophthalsäure, 1,4-Cyclohexandimethanolpolyester im Verhältnis 5: 1: 6 (Refraktionsindex 1,54 bis 1,60) und Polyäthylenterephthalat (Refraktionsindex 1,64) angegeben.

Additive Refraktionsindex

Flußspat ............... 1,434

Silicagel ............... 1,46

Gips .................. 1,523

Kieselsäure ............. 1,544

Aerosil ................ 1,55

Bentonit ............... 1,55

Kaolin ................. 1,561 bis 1,567

Glimmer ............... 1,598

Talkum ................ 1,589

Bariumsukfat ........... 1,64

Kalziumcarbonat ....... 1,657

Aluminiumoxyd ........ 1,760 bis 1,768

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen: Vergleichsbeispiel Aus dem folgenden Vergleichsbeispiel ergeben sich die Eigenschaften von zwei verschieden starken, pigmentierten Folien, die zu einer Rolle aufgerollt wurden. Verwendet wurden Polyesterfolien, die als Pigment weniger als 0,5 Gewichtsprozent Kieselsäure (SiO2) enthielten oder pigmentfrei waren. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Aussehen nach dem Aufrollen

Folienstärke

mit SiO2 ohne SiO2

0,00762 cm gut I annehmbar

0,00127 cm gut unbrauchbar

Aus den Ergebnissen ergibt sich, daß eine Folie einer Stärke von weniger als 0,00254 cm ohne SiO2-Gehalt unbrauchbar ist, während sie durch Einverleiben von SiO2 gut verwendbar wird. Bei einer Folie größerer Stärke macht sich der SiO2-Zusatz demgegenüber weniger stark bemerkbar, d. h. die Folie ist sowohl ohne SiO2- als auch mit SiO2-Gehalt verarbeitbar.

Beispiel 1 Zu etwa 34 kg eines Polyesters, der durch Kondensation von Terephthalsäure, Isophthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol in molarem Verhältnis von 5: 1: 6 gewonnen wurde und der ein Antioxydationsmittel enthielt, wurden 27,2 g (etwa 0,08 0/o) feinverteilte Kieselsäure mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 3 Mikron zugegeben. Die Mischung wurde dann etwa 40 Stunden lang im Vakuum bei etwa 80° C getrocknet. Der Polyester wurde dann unter Verwendung eines Extruders zu Folien extrudiert. Die Folie wurde unter Einwirkung eines Wärmestrahlers in der Hitze um etwa 170 ovo längsverstreckt, bei etwa 99°C um 1850/o der Breite nach heißverstreckt und bei 215°C fixiert. Auf diese Weise wurde eine etwa 120 m lange Rolle einer Folie einer Stärke von etwa 0,00076 cm erhalten. Die Folie wurde zu Bändern einer Breite von. etwa 3 cm verschnitten und aufgewickelt, wobei eine glatte, faltungsfreie Rolle erhalten wurde.
Der gleiche Polyester, der keine Kieselsäure enthielt, wurde in gleicher Weise getrocknet, extrudiert, über Kreuz verstreckt und hitzebehandelt, wodurch eine 0,00076 cm starke Folie erhalten wurde. Diese Folie wurde ebenfaffis iu- etwa~ 3 cm breiten Streifen geschnitten und aufgewickelt, wodurch weiche, faltige Rollen erhalten wurden.
Zur Prüfung der Eigenschaften der Folien wurden Kondensatoren mit fünfunddreißig Wicklungen und einer einfachen dielelektrischen Schicht aus beiden der oben angegebenen Rollen gewickelt. Dabei wurden von jeder-Folie etwa 50,8 cm verbraucht. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften der Kondensatoren und hinsichtlich eines bei 24 Volt Wechselspannung durchgeführten Durchsehlagtestes wurde gefunden, daß sämtliche der fünfundzwanzig Kondensatoren, die unter Verwendung des Polyestermaterials - hergestellt wurden, das Kieselsäure enthielt, annehmbar waren, während von dreiunddreißig Kondensatoren, die aus einem keine Kieselsäure enthaltenden Polyestermaterial hergestellt wurden, nur zwölf annehmbar waren, wobei diese zwölf schlechter waren und zackige oder aufgerissene Kanten und Falten besaßen.
Beispiel 2 Es wurde eine Polyestermischung hergestellt, die 0,04 Gewichtsprozent Kieselsäuregel enthielt, die den Reaktionskomponenten, die im Beispiel 1 beschrieben wurden, vor deren Polymerisation zugesetzt wurden.
Der Polyester wurde extrudiert und um 200 01o heißverstreckt. Es wurde eine etwa 900 m lange Folie einer Stärke von etwa 0,0016 cm in Form einer glatten Rolle erhalten, die dann zerschnitten und in glatte, faltenfreie Rollen umgespult wurde. Der gleiche Polyester, der kein Pigment enthielt, wurde in gleicher Weise extrudiert und um 200°/o heißverstreckt. Hierbei wurden etwa 840 m einer Folie von etwa 0,0016 cm Stärke erhalten. Diese Rollen waren etwas faltig, und bei dem Versuch sie zu zerschneiden und umzuspulen, erwies es sich als unmöglich, umgespulte Rollen zu erhalten, die nicht sehr faltig waren.
Bei-spiel 3 Es wurde ein Polyester aus Terephthalsäure, Bernsteinsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol durch Kondensationspolymerisation in molaren Verhältnissen von 3: 1: 4 hergestellt, der 0,25 Gewichtsprozent TiO2 mit einer mittleren Teilchengröße von 0,2 Mikron enthielt. Das TiO2 wurde vor der Polymerisation zugesetzt. Der Polyester wurde zu einer etwa 1,350 m langen und 0,00127 cm starken Folie extrudiert, die in eine glatte, faltenfreie Rolle aufgewickelt werden konnte.
Beispiel 4 Es wurde ein Polyester aus 4,4'-Sulfonyldibenzoesäure, Bernsteinsäure und 1,5-Pentandiol durch Kondensationspolymerisation in molaren Verhältnissen von 5: 1: 6 hergestellt, wobei der zu polymerisierenden Mischung vor der Polymerisation 0,08 Gewichtsprozent Bentonit zugesetzt wurden. Der Polyester wurde zu einer Folie einer Stärke von 0,00127 cm extrudiert und zu einer glatten, faltenfreien Rolle einer Länge von etwa 270 m aufgespult.

Claims

Patentanspruch: Verwendung von linearen, gesättigten Polyestern, die 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent Kieselsäure, Titandioxyd, Zirkonoxyd, Aluminiumoxyd, Talkum, Gips, Flußspat, Kaolin, Glimmer, Bariumsulfat, Kalziumcarbonat und/oder Bentonit mit einem Refraktionsindex von 1,4 bis 1,8 und einer Teilchengröße von 0,01 bis 10 Mikron enthalten, zum Herstellen von Folien mit einer Schichtstärke von weniger als 0,00254 cm.

In Betracht gezogene Druckschriften: Der Plastverarbeiter, Mai 1961, S. 205;