МНОГОСЛОЙНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ КОМПОЗИТ СО СЛОЕМ ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА
MULTILAYER FILM COMPOSITE HAVING POLYCARBONATE LAYER

Объектом настоящего изобретения является многослойный пленочный композит, который имеет по меньшей мере один слой из поликарбоната или сополикарбоната, отличающийся тем, что поликарбонат или сополикарбонат дополнительно содержит один или несколько особых добавок.
Получаемые путем экструзии пленки из поликарбоната, полиэфиркарбоната или смесей поликарбоната со сложными полиэфирами, такими как полиэтилентерефталаты, полибутилентерефталаты или полициклогексан-диметанолциклогександикарбоксилат, например пленки, поставляемые фирмой Sabic Innovative Plastic под торговыми названиями Lexan SLX или Xylex, используют прежде всего в сфере электроники, в хозяйственно-бытовой сфере для декоративных и функциональных экранов, в качестве покрывных пленок, например, для спортивных изделий, для идентификационных карточек и блистерных упаковочных материалов. К другим сферам применения указанных пленок относится автомобилестроение (например, изготовление элементов кузова или наружных зеркал) или телекоммуникация (например, корпусы и клавиши мобильных телефонов). Указанные пленки отличаются высокими показателями светопропускания, ударопрочности и теплостойкости.
Особой сферой, в которой материалы подложек используют для изготовления пленок, являются переносные носители данных. Переносные носители данных в самых разных вариантах их конструктивного исполнения используют для многочисленных целей. При этом в переносные носители данных часто внедряют маркировку, защитные знаки, магнитную полоску и/или интегральную схему. Переносные носители данных могут обладать, в частности, формой пластиковых карточек стандартного размера, которые можно использовать, например, для выполнения безналичных расчетов, подтверждения права доступа к мобильной сети и так далее. Кроме того, известны переносные носители данных, которые, как правило, обладают меньшей толщиной и большим форматом по сравнению со стандартными пластиковыми карточками и являются одной из страничек паспорта.
Учитывая широкое распространение переносных носителей данных, наряду со связанными с их производством издержками все большую роль играет также экологическая безопасность используемых для их изготовления материалов. При этом должен быть обеспечен длительный срок службы переносных носителей данных, что относится к большинству сфер их применения. Помимо этого переносные носители данных в постоянно возрастающем объеме снабжают маркировками и дополнительными элементами, причем одновременно возрастают требования к качеству соответствующих носителей данных.
Известная технология изготовления высококачественных переносных носителей данных предусматривает наслаивание нескольких полимерных пленок. Однако реализуемое в соответствии с подобной технологией изготовление переносных носителей данных, которые обладают сложной конструкцией и состоят из большого числа отдельных пленок, является весьма трудоемким, причем существуют значительные ограничения в отношении выбора подходящих материалов, которые прежде всего касаются смежных отдельных пленок. Кроме того, отдельные пленки должны обладать приемлемой для выполнения соответствующих технологических операций минимальной толщиной. В связи с этим в последнее время наблюдается тенденция к использованию для изготовления переносных носителей данных получаемых соэкструзией пленок, которые состоят из нескольких слоев. При этом в процессе производства подобных соэкструдированных пленок отдельные слои соединяют друг с другом, получая многослойный пленочный материал. Несколько полученных указанным методом многослойных пленок можно соединять друг с другом путем наслаивания.
Подобная технология известна, например, из европейской заявки на патент ЕР-А 0640940. Речь в указанной заявке идет об изготовлении бесконтактной чип-карты, между двумя покрывными пленками которой находится внутренняя пленка. Покрывные пленки соединены с внутренней пленкой посредством соответствующих соединительных слоев. Каждый из соединительных слоев сформирован, в частности, в виде слоя, соэкструдированного с соответствующей покрывной пленкой и/или внутренней пленкой. Материалом покрывных пленок и внутренней пленки является, например, поликарбонат. Материалом соединительных слоев может являться модифицированный гликолем полиэтилентерефталат.
Из патентной заявки США US-A 5928788 известен, в частности, многослойный носитель данных, который изготавливают путем наслаивания внутренней пленки и двух покрывных пленок. Материалом внутренней пленки и покрывных пленок прежде всего является модифицированный гликолем полиэтилентерефталат. С целью предотвращения слишком сильного сцепления покрывных пленой с плитами ламинирующего пресса наружная зона указанных пленок обогащена средствами против прилипания. Кроме того, соответствующие покрывные пленки состоят из двух соэкструдированных слоев, причем средства против прилипания присутствуют только в одном из подобных слоев.
В международной заявке WO 2002/41245 А2 описана многофункциональная карта, которая состоит из нескольких соединенных друг с другом путем наслаивания пленок, по меньшей мере одна из которых состоит по меньшей мере из двух соэкструдированных слоев. Предусматривается, в частности, соединение обеих сторон внутренней пленки с соответствующими покрывными пленками. Покрывные пленки могут являться получаемыми соэкструзией поликарбонатными пленками, состоящими из двух или трех соэкструдированных слоев. Внутренняя пленка может состоять из соэкструдированных слоев двух разных типов. Соэкструдированные слои обоих типов располагаются один за другим в чередующейся последовательности, причем слоистая структура может быть образована тремя или пятью подобными чередующимися соэкструдированными слоями. Материалом соэкструдированного слоя одного из типов может являться поликарбонат или полиэтилентерефталат. Материалом соэкструдированного слоя другого типа может являться термопластичный эластомер.
В европейской заявке на патент ЕР-А 0706152 описаны многослойные чип-карты или смарт-карты, которые состоят из термопластичных материалов. Подобные многослойные карты, выполняемые из наслаивамых пленок, обладают существенными преимуществами по сравнению с картами, которые изготавливают путем трудоемкого склеивания, например, посредством цианакрилатных клеев.
В связи с оптимальными механическими свойствами поликарбонат является особенно пригодным материалом рассмотренных выше пленок.
Поликарбонаты с добавками, которые являются представителями класса средств, предназначенных для извлечения изделий из формы, описаны, например, в международной заявке WO 99/05205 А, а также в патентной заявке США US-A 6008280. Указанные поликарбонаты используют, например, в качестве материалов основы для оптических носителей данных, поскольку при осуществлении процесса литья под давлением эти полимеры характеризуются наилучшими технологическими свойствами. Однако в цитируемых документах отсутствует упоминание об использовании указанных модифицированных поликарбонатов для описанного выше изготовления карт или их пригодности для ламинирования.
В немецкой заявке на патент DE 102007004322 А1 описаны многослойные композитные материалы, которые включают по меньшей мере один слой поликарбоната, при необходимости содержащий средство для извлечения изделий из формы, например пентаэритриттетрастеарат или глицеринмоностеарат, предпочтительное количество которого составляет от 0,02 до 1% масс. Оба указанных соединения относятся к группе предлагаемых в настоящем изобретении добавок 1-8. Средства для извлечения изделий из формы, как следует из их названия, обычно используют в качестве разделительных средств. Известно, что подобные средства как таковые прежде всего обладают способностью предотвращать прилипание. Таким образом, из цитируемого документа не следует, что указанные в нем средства для извлечения изделий из формы в случае их использования в более высоких концентрациях окажутся способными повышать прилипание.
Изготовление готовой карты или многослойного композитного материала осуществляют, в частности, с помощью ламинирущего пресса при воздействии на пачку пленок давления, обеспечивающего плотное соединение отдельных пленок друг с другом. При этом особенно предпочтительным является наличие по меньшей мере у одной из внутренних или покрывных пленок чрезвычайно высокой способности к сцеплению в процессе наслаивания. Благодаря этому можно существенно ускорить процесс изготовления указанных выше пленочных композитных материалов. Кроме того, это позволяет повысить сцепление покрывных пленок с внутренней пленкой. При этом внутренняя пленка может быть прозрачной и/или окрашенной и может обладать высоким уровнем механических свойств. Наряду с этим покрывные пленки могут быть пригодны для лазерной печати. В связи с этим в рассматриваемом случае предпочтительно используют поликарбонат.
Однако пленки из поликарбоната обладают недостатком, состоящим в том, что процесс их наслаивания следует осуществлять при высоких температурах. Кроме того, для наслаивания пленок из поликарбоната необходимы длительные промежутки времени. В связи с этим удлиняются указанные выше технологические циклы наслаивания и возрастает общая продолжительность производственного процесса. Наряду с этим вследствие недостаточного сцепления пленок друг с другом во время эксплуатации готового пленочного многослойного материала может происходить его расслаивание.
Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить пленку для изготовления многослойных систем, которая обладает необходимым уровнем механических свойств и по сравнению с уровнем техники характеризуется более высокой пригодностью для наслаивания, повышенным сцеплением при наслаивании и улучшенными технологическими свойствами. Вместе с тем подобная улучшенная пленка должна удовлетворять возможным требованиям в отношении светопропускания, а также пригодности для окрашивания и осуществления лазерной печати.
Указанную задачу неожиданно удалось решить благодаря предлагаемому в изобретении многослойному композитному материалу, который отличается тем, что он имеет по меньшей мере одну содержащую поликарбонат или сополикарбонат пленку/слой, причем поликарбонат или сополикарбонат дополнительно содержит одну или несколько добавок, выбранных из группы, включающей соединения общих формул (1)-(8):
,
в которых
R1 независимо друг от друга соответственно означают алкил с 10-25 атомами углерода, алкокси с 10-25 атомами углерода или арил, замещенный алкилом с 10-25 атомами углерода, причем под алкилом с 10-25 атомами углерода подразумевают неразветвленный или разветвленный углеводородный остаток, содержащий от 10 до 25 атомов углерода, в частности неразветвленный алкил с 10-20 атомами углерода, прежде всего пентадецил, и причем под арилом, замещенным алкилом с 10-25 атомами углерода, подразумевают фенильный или нафтильный остаток, который замещен алкильными остатками с 10-25 атомами углерода,
R2 независимо друг от друга соответственно означают алкилкарбонил с 10-25 атомами углерода в алкиле или водород, и
R3 независимо друг от друга соответственно означают алкил с 10-25 атомами углерода,
причем выражение "алкил с 10-25 атомами углерода" в R2 и R3 означает линейный или разветвленный углеводородный остаток, который содержит от 10 до 25 атомов углерода, в частности, линейный алкил с 12-20 атомами углерода, прежде всего алкил с 12-18 атомами углерода.
Предпочтительными добавками указанного выше типа являются, например, пентаэритриттетрастеарат, глицеринмоностеарат, пропандиолдистеарат и стеарилстеарат. Указанные добавки используют по отдельности или в виде смеси предпочтительно в количестве от 1 до 10%, предпочтительно от 1,1 до 8% масс., особенно предпочтительно от 1,5 до 7% масс., еще более предпочтительно от 2,1 до 6% масс. в пересчете на массу композиции.
Неожиданно было обнаружено, что соответствующий многослойный композитный материал обладает указанными выше необходимыми свойствами.
При этом выражение «пленочный многослойный композит» означает, что речь идет о материале, состоящем из двух, трех, четырех, пяти или более слоев, которые соединены друг с другом, например, путем соэкструзии или наслаивания. Указанные слои могут состоять из одинаковых или разных материалов. Кроме того, в случае если указанные слои преимущественно состоят из одинакового материала, то в соответствии с настоящим изобретением их тем не менее следует считать разными слоями, если их, например, наносят на разных технологических стадиях или если они содержат разные добавки.
Выражение «по меньшей мере один слой» означает, что пленочный многослойный композит может содержать один или несколько указанных слоев.
Поликарбонатами, пригодными для изготовления предлагаемой в изобретении полимерной композиции, являются любые известные поликарбонаты. К пригодным поликарбонатам относятся гомополикарбонаты, термопластичные полиэфиркарбонаты или сополикарбонаты, для синтеза которых можно использовать любую смесь бисфенолятов. Средняя молекулярная масса Mw указанных поликарбонатов, определяемая методом гельпроникающей хроматографии с использованием поликарбоната в качестве калибровочного вещества, предпочтительно составляет от 18000 до 40000 г/моль, предпочтительно от 26000 до 36000 г/моль, в частности от 28000 до 35000 г/моль.
К дифенолам, пригодным для изготовления подлежащих использованию поликарбонатов, относятся, например, гидрохинон, резорцин, дигидрокси-дифенил, бис(гидроксифенил)алканы, бис(гидроксифенил)циклоалканы, бис(гидроксифенил)сульфиды, бисгидроксифениловые эфиры, бис(гидроксифенил)кетоны, бис(гидроксифенил)сульфоны, бис(гидроксифенил)-сульфоксиды, α,α'-бис(гидроксифенил)диизопропилбензолы, а также их алкилированные, алкилированные в ядро или галогенированные в ядро соединения.
Предпочтительными дифенолами являются 4,4'-дигидроксидифенил, 2,2-бис(4-гидроксифенил)-1-фенилпропан, 1,1-бис(4-гидроксифенил)фенил-этан, 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, 2,4-бис(4-гидроксифенил)-2-метил-бутан, 1,3-бис[2-(4-гидроксифенил)-2-пропил]бензол (бисфенол M), бис-(3,5-диметил-4-гидроксифенил)метан, 2,2-бис(3,5-диметил-4-гидрокси-фенил)пропан, бис(3,5-диметил-4-гидроксифенил)сульфон, 2,4-бис(3,5-диметил-4-гидроксифенил)-2-метилбутан, 1,3-бис[2-(3,5-диметил-4-гидроксифенил)-2-пропил]бензол и 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметил-циклогексан (бисфенол ТМС).
Особенно предпочтительными дифенолами являются 4,4'-дигидрокси-дифенил, 1,1-бис(4-гидроксифенил)фенилэтан, 2,2-бис(4-гидроксифенил)-пропан, 2,2-бис(3-метил-4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(3,5-диметил-4-гидроксифенил)пропан, 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан и 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметилциклогексан (бисфенол ТМС).
Указанные выше и другие пригодные дифенолы описаны, например, в патентных заявках США US-A 2999835, US-A 3148172, US-A 2991273, US-A 3271367, US-A 4982014 и US-A 2999846, немецких выложенных описаниях 1570703, 2063050, 2036052, 2211956 и 3832396, французском патенте 1561518, а также в монографиях H.Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, издательство Interscience Pubtishers, Нью-Йорк, 1964 (с.28 и следующие, с.102 и следующие) и D.G.Legrand, J.T.Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technotogy, издательство Marcel Dekker, Нью-Йорк 2000 (с.72 и следующие).
Для получения гомополикарбонатов используют единственный дифенол, в то время как для получения сополикарбонатов используют несколько дифенолов, причем используемые для синтеза указанных полимеров дифенолы, а также любые другие исходные химикаты и вспомогательные вещества, очевидно, могут быть загрязнены примесями, образующимися при их собственном синтезе, переработке и хранении, хотя для получения поликарбонатов и желательно использовать максимально чистое сырье.
Для регулирования молекулярной массы образующихся поликарбонатов можно использовать монофункциональные фенолы, такие как фенол, п-трет-бутилфенол, изооктилфенол, кумилфенол и их сложные эфиры с хлоругольной кислотой или хлорангидридами монокарбоновых кислот, соответственно смеси указанных соединений.
Количество указанных агентов обрыва цепей составляет от 0,1 до 10% мол. в пересчете на моли дифенолов (в случае фенольных агентов обрыва цепей).
В процессе получения подлежащих использованию поликарбонатов в качестве агентов разветвления полимерных цепей можно добавлять также трифункциональные соединения. В качестве указанных агентов обычно используют трисфенолы, четырехатомные фенолы или хлорангидриды трикарбоновых или тетракарбоновых кислот, а также смеси полифенолов или хлорангидридов кислот.
Примерами некоторых соединений с тремя или более фенольными гидроксильными группами, пригодных для использования в качестве агентов разветвления полимерных цепей, являются:
флороглюцин,
4,6-диметил-2,4,6-три(4-гидроксифенил)гептен-2,
4,6-диметил-2,4,6-три(4-гидроксифенил)гептан,
1,3,5-три(4-гидроксифенил)бензол,
1,1,1-три(4-гидроксифенил)этан,
три(4-гидроксифенил)фенилметан,
2,2-бис(4,4-бис(4-гидроксифенил)циклогексил)пропан,
2,4-бис(4-гидроксифенилизопропил)фенол и
тетра(4-гидроксифенил)метан.
К некоторым другим пригодным трифункциональным соединениям относятся 2,4-дигидроксибензойная кислота, тримезиновая кислота, цианур-хлорид и 3,3-бис(3-метил-4-гидроксифенил)-2-оксо-2,3-дигидроиндол.
Предпочтительными агентами разветвления полимерных цепей являются 3,3-бис(3-метил-4-гидроксифенил)-2-оксо-2,3-дигидроиндол и 1,1,1-три(4-гидроксифенил)этан.
Помимо гомополикарбонатов на основе бисфенола-A предпочтительными поликарбонатами являются сополикарбонаты на основе бисфенола-A и дифенолов, отличающихся от дифенолов, указанных выше в качестве предпочтительных или особенно предпочтительных, причем количество подобных других дифенолов в пересчете на общее количество молей дифенолов может достигать 15% мол.
Указанные поликарбонаты могут быть смешаны с различными добавками.
Речь при этом идет о добавках, предназначенных для удлинения срока службы или сохранения окраски (стабилизаторы), для упрощения переработки (например, другие средства для извлечения изделий из форм, отличающиеся от указанных выше, средства для повышения текучести и антистатические средства) или для придания полимерам способности воспринимать определенные нагрузки (модификаторы ударной вязкости, такие как каучуки, а также антипирены, красители и стеклянные волокна).
Указанные добавки можно добавлять к полимерному расплаву по отдельности или в виде любых смесей или нескольких разных смесей непосредственно при выделении полимера или после плавления гранулята на стадии компаундирования. При этом указанные добавки, соответственно их смеси, можно добавлять к полимерному расплаву в виде твердого вещества (то есть порошка) или в виде расплава. В соответствии с другим вариантом дозированию подлежит маточная смесь добавок или смесей добавок или смесь, состоящая из нескольких подобных маточных смесей.
Пригодные добавки описаны, например, в справочниках "Additives for Ptastics Handbook, John Murphy, издательство Etsevier, Оксфорд 1999" и "Plastics Additives Handbook, Hans Zweifel, издательство Hanser, Мюнхен 2001".
К пригодным антиоксидантам, соответственно термостабилизаторам, относятся, например, следующие соединения:
алкилированные монофенолы, алкилтиометилфенолы, гидрохиноны, алкилированные гидрохиноны, токоферолы, гидроксилированные тиодифенилоксиды, алкилиденбисфенолы, бензильные соединения, содержащие атомы кислорода, азота или серы, гидроксибензилированные малонаты, ароматические гидроксисоединения, триазиновые соединения, ациламинофенолы, сложные эфиры β-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионовой кислоты, сложные эфиры (3-(5-трет-бутил-4-гидрокси-3-метилфенил)пропионовой кислоты, сложные эфиры β-(3,5-дициклогексил-4-гидроксифенил)пропионовой кислоты, сложные эфиры 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилуксусной кислоты, амиды β-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионовой кислоты, пригодные тиосинергисты, вторичные антиоксиданты, фосфиты, фосфониты, бензофураноны и индолиноны.
Предпочтительными антиоксидантами/термостабилизаторами являются органические фосфиты, фосфонаты и фосфаны, все органические остатки или часть органических остатков которых в большинстве случаев являются при необходимости замещенными ароматическими остатками.
В качестве агентов образования комплексов с тяжелыми металлами и для нейтрализации следов щелочи пригодны о/м-фосфорные кислоты, а также полностью или частично этерифицированные фосфаты или фосфиты.
Пригодными светостабилизаторами (УФ-абсорберами) являются 2-(2'-гидроксифенил)бензотриазолы, 2-гидроксибензофеноны, сложные эфиры замещенных или незамещенных бензойных кислот, акрилаты, пространственно затрудненные амины, оксамиды и 2.8.2-(2-гидроксифенил)-1,3,5-триазины. Предпочтительными светостабилизаторами являются замещенные бензотриазолы.
Пригодными стабилизаторами для защиты от повреждения гамма-лучами являются полипропиленгликоли, которые можно использовать индивидуально или в комбинации, например, с сульфонами или сульфамидами.
Указанные и другие стабилизаторы можно добавлять к полимеру по отдельности или в виде соответствующих комбинаций.
Пригодными ингибиторами горения являются фосфаты, например трифенилфосфат или эфиры резорцинпирофосфорной кислоты, бромсодержащие соединения, такие как бромированные эфиры фосфорной кислоты, бромированные олигокарбонаты и поликарбонаты, а также предпочтительно соли фторированных органических сульфокислот.
Пригодными добавками для повышения ударопрочности являются бутадиеновые каучуки с привитым стиролом/акрилонитрилом или метилметакрилатом, этиленпропиленовые каучуки с привитым малеиновым ангидридом, этилакрилатные и бутилакрилатные каучуки с привитым метилметакрилатом или стиролом/акрилонитрилом, а также полимеры силоксанов и акрилатов с взаимопроникающими сетками, содержащие мономерные звенья привитого метилметакрилата или стирола/акрилонитрила.
Кроме того, можно использовать красящие вещества, такие как органические красители, пигменты или неорганические пигменты, а также поглотители инфракрасного излучения, добавляемые по отдельности, в виде смеси или в виде комбинации со стабилизаторами, стеклянными волокнами, (полыми) стеклянными шариками или неорганическими наполнителями. В качестве добавки можно использовать также сажу.
Различные функции, характерные для отдельных слоев пленок, могут быть обеспечены благодаря использованию добавок разных типов.
Предлагаемый в изобретении поликарбонатный слой в качестве наружного покрывного слоя может содержать чувствительную к лазерному излучению добавку. Пригодной добавкой является сажа или поглощающий инфракрасное излучение краситель.
В случае использования стандартных лазеров, в частности широко распространенных активированных неодимом (Nd) твердотельных лазеров на ванадий-алюминиевой (VAG) гранате с длиной волны 1,06 мкм, на поверхности материала в точке падения лазерного луча происходит изменение окраски или цвета, благодаря чему получают четкие контрастные маркировки и отличительные знаки.
Пригодными добавками, в частности, являются пигменты, соли металлов, гидроксидфосфат меди, коммерчески доступный перламутровый пигмент Iriodin фирмы Merck и прежде всего сажа. Количество указанных добавок, примешиваемых к используемому согласно изобретению поликарбонату, по порядку величины составляет, в частности, от нескольких тысячных долей до максимум 10% масс.
Кроме того, предлагаемый в изобретении поликарбонатный слой может дополнительно содержать другие неорганические наполнители. Пригодными неорганическими наполнителями, используемыми для получения непрозрачного или полупрозрачного поликарбонатного слоя, являются, например, обычные неорганические пигменты, в частности металлы или оксиды металлов, такие как оксиды алюминия, кремниевая кислота, титаниты, а также соли щелочных металлов, такие как карбонаты или сульфаты кальция или бария. Пригодные наполнители в виде частиц могут являться однородными материалами, которые преимущественно состоят из единственного вещества, такого как диоксид титана или сульфат бария. В качестве альтернативы по меньшей мере часть наполнителя может обладать неоднородным составом. Так, например, непосредственный наполнитель может быть смешан с модификатором. В частности, с целью повышения или изменения совместимости с поликарбонатом собственно наполнитель может быть дополнительно снабжен модификатором поверхности, например, таким как пигмент, технологическая добавка, поверхностно-активное вещество или другое модифицирующее средство. В особом варианте осуществления изобретения поликарбонатный слой содержит диоксид титана.
Количество содержащихся в поликарбонате указанных выше неорганических наполнителей предпочтительно составляет от 2 до 50% масс., особенно предпочтительно от 3 до 30% масс.
Согласно изобретению синтез поликарбонатов, подлежащих использованию для изготовления пленок, соответственно соэкструдированных пленок, осуществляют, в частности, методом межфазной поликонденсации. Подобный метод получения поликарбонатов подробно освещен в литературе (см., например, Н. Schneii, Chemistry and Physics of Poiy-carbonates, Poiymer Reviews, том 9, Interscience Publishers, Нью-Йорк, 1964, с.33 и следующие; Polymer Reviews, том 10, "Condensation Polymers by Interfaciai and Soiution Methods", Paul W.Morgan, издательство Interscience Pubiishers, Нью-Йорк, 1965, глава VIII, с.325; Dres. U.Grigo, K.Kircher, P.R-Muiier "Polycarbonate" в справочнике Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, том 3/1, Polycarbonate, Polyacetaie, Polyester, Celluloseester, изательство Cari Hanser Veriag, Мюнхен, Вена, 1992, c.118-145, а также европейскую заявку на патент ЕР-А 0517044). Согласно указанному методу сначала осуществляют фосгенирование щелочной динатриевой соли бисфенола (или смеси разных бисфенолов), находящейся в водном растворе (или суспензии), в присутствии образующего вторую фазу инертного органического растворителя или смеси растворителей. Получаемые при этом олигокарбонаты, преимущественно находящиеся в органической фазе, подвергают последующей конденсации с использованием пригодных катализаторов, превращая их в растворенные в органической фазе высокомолекулярные поликарбонаты. В заключение отделяют органическую фазу, поликарбонат из которой выделяют, осуществляя различные технологические операции переработки.
Для получения подлежащего использованию поликарбоната согласно изобретению пригоден непрерывный способ получения поликарбоната межфазной поликонденсацией, а также метод поликонденсации в расплаве.
Отдельные компоненты можно смешивать известными методами как поочередно, так и одновременно, как при комнатной, так и при повышенной температуре.
Введение добавок в предлагаемые в изобретении композиции предпочтительно осуществляют известными методами, предусматривающими смешивание полимерного гранулята с добавками в примерном температурном интервале от 200 до 330°C в обычных агрегатах, таких как закрытые смесители и одночервячные или двухчервячные экструдеры, например, путем компаундирования в расплаве или экструзии расплава или смешивания растворов полимера с растворами добавок и последующего испарения растворителя, проводимого известными методами. Изготовление пленок предпочтительно осуществляют путем экструзии или соэкструзии.
Для изготовления пленок путем экструзии гранулированный поликарбонат загружают в питающий бункер экструдера, откуда он поступает в зону пластификации, которая состоит из червяка и цилиндра. В зоне пластификации происходит перемещение полимерного материала и его плавление. Расплав полимера выдавливают через щелевую головку. Между зоной пластификации и щелевой головкой могут располагаться фильтрующее устройство, насос для нагнетания расплава, стационарные смесительные элементы и другие конструктивные детали. Выходящий из щелевой головки расплав при необходимости поступает на лощильный каландр. В зазоре между валками лощильного каландра происходит окончательное формование пленки. В заключение приданную пленке форму фиксируют путем охлаждения, которое можно осуществлять, например, попеременно на валках лощильного каландра и посредством окружающего воздуха. К дополнительным устройствам относятся система транспортирования экструдированной пленки, узел ее дублирования с защитной пленкой и узел намотки готового материала.
В случае соэкструзии подлежащий соэкструзии материал одинаковым образом пластифицируют в одном или нескольких дополнительных экструдерах. Соэкструдимый(-е) расплав(-ы) соединяют с базовым материалом в расположенном перед щелевой головкой особом соэкструзионном адаптере или в особой соэкструзионной щелевой головке. Соэкструдируемый слой можно наносить как на одну сторону, так и на обе стороны базового слоя. Дополнительную обработку пленок можно осуществлять путем термоформования, формования при нагреве или обработки поверхности, например ее снабжения стойкими к царапанью покрытиями, а также водоотталкивающими или другими функциональными слоями. Одна сторона или обе стороны пленок могут быть гладкими, матовыми или структурированными.
Толщина пленок составляет от 1 до 2000 мкм, предпочтительно от 5 до 1000 мкм, еще более предпочтительно от 10 до 850 мкм.
Предлагаемые в изобретении пленки прежде всего пригодны для изготовления описанных выше карт, например, таких как идентификационные смарт-карты, чип-карты общего назначения, ЕС-карты, кредитные карты, карты медицинского страхования, паспорта, RFID-метки, водительские удостоверения и так далее. Указанные носители данных состоят из скомпонованных по-разному внутренней пленки и покрывных пленок. При этом можно использовать также пленки, получаемые путем соэкструзии. Предлагаемые в изобретении пленки, соответственно пленки, получаемые путем соэкструзии, могут быть любым методом скомпонованы с другими пленками, например, такими как обычные поликарбонатные пленки, пленки из сложных полиэфиров, сложных сополиэфиров и/или кристаллических, частично кристаллических или микрокристаллических сложных полиэфиров. Наряду с этим дополнительно можно использовать пленки из поливинилхлорида, сополимеров на основе акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), модифицированного гликолем полиэтилентерефталата или полиэтилентерефталата, соответственно их смешанных форм, такие как комбинация поликарбонат/АБС. Таким образом, объектом настоящего изобретения являются также композитные системы, состоящие из указанных материалов, а также модифицированного поликарбоната. Компоновка пленок зависит от сферы применения конечного материала. При этом отдельные пленки или получаемые путем соэкструзии пленки могут обладать разной толщиной. Носитель данных или карта могут обладать симметричной или асимметричной формой. Носитель данных может быть сформирован, например, в виде странички паспорта.
Кроме того, носитель данных может быть сформирован в виде пластиковой карточки, в частности в виде карты с магнитной полоской или чип-карты.
Для придания носителю данных необходимых свойств предлагаемый в изобретении пленки можно металлизировать, структурировать или запечатывать (например, формировать путем печати токопроводящие дорожки). При этом для структурования и печатания можно использовать технологию трафаретной печати.
Применение пленок не ограничено указанными выше носителями данных, то есть речь может идти также об их применении в чип-полукартах, кодовых головках, кнопках, браслетах, деталях часов и прочее.
Приведенные ниже примеры служат для более подробного пояснения настоящего изобретения.
Примеры
1. Приготовление поликарбонатной смеси
Для приготовления смесей поликарбоната с добавками используют поликарбонат Makrolon M3108 (фирма Bayer MaterialScience AG) и указанные в таблице 1 добавки (пропиленгликольдистеарат фирмы Fad, Италия; продукт Loxiol G32 и глицеринмоностеарат фирмы Cognis Oleochemicals, Германия; димерный пентадецилфенолформаль, самостоятельно синтезированный в соответствии с европейским патентом ЕР 1664174-В1) в указанных в таблице 1 концентрациях. Изготовление поликарбонатных гранулятов на основе продукта Makrolon M3108, содержащих соответствующие добавки (смесей 1-8), осуществляют путем компаундирования в двухчервячном экструдере ZE 25/5 фирмы Berstorf при температуре 300°С.
Таблица 1
Приготовленные смеси поликарбоната с добавкой
Смесь/ система
Пропиленгликоль-цистеарат, % масс.
Глицерин-моностеарат, % масс.
Loxiol G32, % масс.
Химерный пента-цецилфенолформаль, % масс.
1
3,95
2
0
0
0
0
3
2,20
4
2,90
5
2,50
6
3,30
7
2,40
8
3,10
2. Изготовление пленок
Поликарбонатные пленки, предназначенные для исследования пригодности для наслаивания, изготавливают из 20-процентных растворов смесей (1-8) в метиленхлориде.
Поликарбонатные пленки шириной 200 мм изготавливают из указанных растворов на автоматическом устройстве Coatmaster 509 МС фирмы Erichson при упаривании растворителя (30°C, скорость перемещения ракли 5 мм/с). Полученные пленки толщиной около 50 мкм разрезают на куски форматом 50×50 мм, которые используют для изготовления многослойного композита.
3. Изготовление пленочного многослойного композита
Поливные пленки из смесей 1-8, а также (с целью последующего сравнения) торговую поликарбонатную пленку и самостоятельно изготовленную из поликарбоната Makrolon M3108 пленку в течение 5 минут прессуют в матричном прессе с нагревом PN200 фирмы Pual Otto Weber при давлении 200 кН и варьируемой температуре (150°C, 140°C, 130°C и 120°C). При этом получают образцы пленочного многослойного композита, которые обозначены на прилагаемом к описанию чертеже следующим образом: «система 1» (комбинированный материал содержит поливные пленки, выполненные из смеси 1), «система 2» (композит содержит поливные пленки, выполненные из смеси 2) и так далее.
4. Испытание пленочных многослойных композитов (систем 1-8 и композитов из торговой пленки)
Сцепление между слоями систем 1-8 оценивают путем испытания на расслаивание. Подобные испытания выполняют следующим образом.
Пленки пытаются отслоить друг от друга. Чем труднее выполнить эту операцию, тем выше соответствующая оценка (оценка 0 означает чрезвычайно легкое отслаивание, оценка 6 означает чрезвычайно трудное отслаивание). Кроме того, визуально оценивают прочность взаимного соединения пленок (оценка 0 означает «плохо», оценка 6 означает «очень хорошо»). Чем выше прочность соединения, тем выше соответствующая оценка. Для сравнения используют пленки без добавок (контрольные образцы 1 и 2). Контрольный образец 1 изготовлен из поликарбоната Makrolon M3108 самостоятельно, в то время как в качестве контрольного образца 2 используют комбинированный материал из торговой пленки Makrofol ID фирмы Bayer MaterialScience AG.
Соответствующие оценки суммируют. Результаты испытания графически представлены на прилагаемом к описанию чертеже.
Как показывают результаты испытания, предлагаемые в изобретении пленки при наслаивании отличаются повышенным сцеплением по сравнению с обоими холостыми образцами 1 и 2. Причем повышенным сцеплением пленок характеризуются, в частности, композиты, изготовленные при пониженных температурах наслаивания.