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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eine
Behälters, der eine Schicht und eine Deckschicht aufweist,
wobei die Schicht Polycarbonat enthält und die Deckschicht
Polyarylethersulfon oder Polyarylsulfon enthält, dadurch
gekennzeichnet, dass a) Polycarbonat auf einem Extruder bei 300–320°C aufgeschmolzen
wird, b) Polyarylethersulfon oder Polyarylsulfon auf einem weiteren
Extruder aufgeschmolzen wird, c) die aus Schritten a) und b) erhaltenen
Schmelzen durch eine Coextrusionsdüse geleitet und zu einem Schlauch
geformt werden, wobei in der Mitte des Schlauches eine Druckluftleitung
angebracht ist, d) das Extrudat aufgeblasen und an die Wandung des
Werkzeugs gepresst wird, wobei die Form des Behälters gebildet wird,
und e) der aus d) erhaltene Behälter abgeschnitten und
abgekühlt wird, derartige Behälter sowie die Verwendung
der Behälter als Flaschen oder Medizinartikel.
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Stegplatten
oder Massivplatten werden in der Regel ein- oder zweiseitig mit
UV-Coextrusionsschichten auf den Außenseiten versehen,
um sie vor Schädigung (z. B. Vergilbung durch UV-Licht
zu schützen. Aber auch andere mehrschichtige Erzeugnisse
werden so vor Schädigung durch UV-Licht geschützt.
Dagegen wird das Aufbringen einer Schutzschicht gegen Reinigungsmittel
bzw. Chemikalien nicht beschrieben.
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In
EP-A 0110 221 sind
Platten aus 2 Schichten Polycarbonat, wobei eine Schicht wenigstens
3 Gew.-% eines UV-Absorbers enthält, beschrieben. Die Herstellung
dieser Platten kann gemäß
EP-A 0110 221 durch Coextrusion
erfolgen.
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In
EP-A 0320 632 werden
Formkörper beschrieben, die aus 2 Schichten thermoplastischen
Materials, vorzugsweise Polycarbonat, bestehen, wobei eine Schicht
spezielle substituierte Benzotriazole enthält. Die Herstellung
dieser Formkörper kann laut
EP-A 0320 632 durch Coextrusion erfolgen.
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EP-A 0 247 480 beschreibt
mehrschichtige Platten, in denen neben einer Schicht aus einem thermoplastischen
Material eine Schicht aus verzweigtem Polycarbonat vorhanden ist,
wobei die Schicht aus Polycarbonat spezielle substituierte Benzotriazole
enthält. Die Herstellung über Coextrusion wird
ebenfalls offenbart.
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EP-A 0500 496 beschriebt
Polymerzusammensetzungen, die mit speziellen Triazinen gegen UV-Licht stabilisiert
sind sowie deren Verwendung als Außenschicht in Mehrschichtsystemen.
Als Polymere werden Polycarbonat, Polyester, Polyacetale, Polyphenylenoxid
und Polyphenylensulfid beschrieben.
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Multilager-Produkte
aus verschiedenen Thermoplasten mit einer zweiten Schicht eines
Fluorpolymeren werden in
US 362637 beschrieben.
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Wasserflaschen,
wie z. B. 5-Gallonen-Flaschen, sind nach dem Stand der Technik nicht
mehrschichtig aufgebaut (beschrieben z. B. in
DE 19943642 ,
DE 19943643 ,
EP-A 0411433 ). Das gleiche
gilt für Mehrweg-Milchflaschen oder herkömmliche
11 Flaschen.
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Die
Herstellung der Behälter aus Polycarbonat erfolgt beispielsweise
nach dem Extrusionsblasverfahren oder nach dem Spritzblasverfahren.
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Im
Extrusionsblasverfahren wird in der Regel mit einem Einwellenextruder
Granulat aufgeschmolzen und durch eine Düse zu einem freistehenden
Schlauch geformt, der anschließend von einer Blasform umschlossen
wird, die den Schlauch am unteren Ende zusammenquetscht. Innerhalb
der Form wird der Schlauch aufgeblasen, so dass er die gewünschte
Form erhält. Nach einer Abkühlzeit wird die Form
geöffnet und der Hohlkörper kann entnommen werden
(genau beschrieben z. B. bei Brinkschröder, F.
J. „Polycarbonate" in Becker, Braun, Kunststoff-Handbuch,
Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester,
Carl Hanser Verlag, München, Wien 1992, Seiten 257-264).
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Für
das Extrusionsblasformen ist es von Vorteil, ein hoch strukturviskoses
Polycarbonat zu verwenden, damit eine hohe Schmelzestandfestigkeit
gegeben ist. Verzweigte Polycarbonate sind besonders strukturviskos
und somit insbesondere für das Blasformen geeignet.
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Beim
Spritzblasverfahren handelt es sich um eine Kombination aus Spritzgießen
und Blasformen.
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Das
Verfahren läuft in 3 Stufen ab:
- 1.
Spritzgießen des Vorformlings im plastischen Temperaturbereich
des Polycarbonats
- 2. Aufblasen des Vorformlings im thermoplastischen Bereich des
Polycarbonats (der Kern des Spritzgießwerkzeugs ist gleichzeitig
der Blasdorn)
- 3. Abstreifen des Hohlkörpers und ggf. Kühlen
des Blasdorns mit Luft. (genauer beschrieben z. B. bei Anders,
S., Kaminski, A., Kappenstein, R. „Polycarbonate" in Becker,
Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale,
Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag, München,
Wien 1992, Seiten 223-225).
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Alle
Produkte bzw. Behälter nach dem Stand der Technik erreichen
jedoch nicht in jeder Hinsicht, insbesondere was die Langzeitstabilität
betrifft, zufrieden stellende Ergebnisse. Die Lagerung von Wasser
in diesen Behältern bzw. deren wiederholte Reinigung mit
wässrig-alkalischen Medien kann zum frühzeitigen
Versagen solcher Formteile durch Bersten oder Rissbildung fahren,
wenn diese im Gebrauch bzw. bei deren Reinigung mechanisch belastet
werden.
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In
der zum Stand der Technik gehörenden Patentliteratur wird
nicht von Thermoplast-beschichteten mehrschichtigen Erzeugnissen
aus Polycarbonat gesprochen, um die mechanische Festigkeit von Polycarbonat-Behältern
für wässrige Medien im Gebrauch zu erhöhen
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Ausgehend
vom Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dem mehrschichtige Behälter, wie z. B. Flaschen bzw.
Medizinartikel, welche heißdampfsterilisierbar sein sollen,
die gegenüber dem Stand der Technik sowohl eine verbesserte
mechanische Langzeitstabilität in wässrigen Medien,
als auch eine verbesserte Beständigkeit gegen organische
Medien und Reinigungsmittel aufweisen, hergestellt werden können.
Die Erzeugnisse sollen die verbesserten Eigenschaften auch bei höheren
Kontakttemperaturen sowie im sauren als auch im basischen Bereich
zeigen. Insbesondere sollen die Erzeugnisse verbesserte mechanische
Eigenschaften unter den Belastungen in Gebrauch aufweisen.
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Diese
Aufgabe wurde überraschenderweise gelöst durch
ein Verfahren zur Herstellung eine Behälters, der eine
Schicht und eine Deckschicht aufweist, wobei die Schicht Polycarbonat
enthält und die Deckschicht Polyarylethersulfon oder Polyarylsulfon
enthält, dadurch gekennzeichnet, dass a) Polycarbonat auf
einem Extruder bei 300–320°C aufgeschmolzen wird,
b) Polyarylethersulfon oder Polyarylsulfon auf einem weiteren Extruder
aufgeschmolzen wird, c) die aus Schritten a) und b) erhaltenen Schmelzen
durch eine Coextrusionsdüse geleitet und zu einem Schlauch
geformt werden, wobei in der Mitte des Schlauches eine Druckluftleitung
angebracht ist, d) das Extrudat aufgeblasen und an die Wandung des
Werkzeugs gepresst wird, wobei die Form des Behälters gebildet
wird, und e) der aus d) erhaltene Behälter abgeschnitten
und abgekühlt wird.
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Die
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen
Behälter zeigen eine Überlegenheit gegenüber dem
Stand der Technik wie z. B. Standard-Polycarbonatbehälter.
Dies gilt insbesondere in Bezug auf die verbesserte mechanische
Stabilität bei langzeitigem Kontakt mit wässrigen
Medien. Auch für die Reinigung der Behälter ergibt
sich ein Vorteil, d. h. der Formkörper, wie z. B. eine
Flasche kann mehr Reinigungszyklen durchlaufen als ein dem Stand
der Technik entsprechendes Behältnis.
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Überraschenderweise
wurde gefunden, dass diese Formkörper nach längerem
Gebrauch bzw. nach Reinigungsvorgängen eine höhere
Durchstoßfestigkeit als übliche Formkörper
aus Polycarbonat aufweisen. Dies war zuvor nicht bekannt und stellt
einen Vorteil sowohl im Gebrauch als auch bei Reinigungsvorgängen dar.
Die Phasen Gebrauch und Reinigung in denen die Behälter
mechanisch beansprucht werden, wechseln sich zyklisch ab und haben
somit eine starke Auswirkung auf die Gebrauchsdauer der Behälter.
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Gegenstand
der vorliegenden Anmeldung sind weiterhin extrusionblasgeformte
Mehrschichtsysteme, wobei das Polyarylsulfon oder Poylarylethersulfon
die allgemeine Formel I oder II als Wiederholungseinheit aufweist:
worin A und B für
ggf. substituierte aromatische Reste stehen können. Die
aromatischen Reste bestehen aus 6 bis 40 C-Atomen, bevorzugt aus
6–21 C-Atomen die einen oder mehrere ggf. kondensierte
aromatische Kerne enthalten, wobei die Kerne ggf. Heteroatome enthalten
können. Diese aromatischen Kerne können ggf. mit linearen
oder verzweigten oder cycloaliphatischen C1- bis C15-Resten oder
Halogenatomen substituiert sein. Die aromatischen Kerne können über
Kohlenstoffbindungen oder über Heteroatome als Brückenglied
verbunden sein.
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A
kann z. B. für Phenyl, Alkylphenyl, Alkoxyphenyl bzw. für
entsprechende Chlor- oder Fluor-substituierte Derivate stehen, bevorzugt
für unsubstituierte Phenylreste.
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B
steht bevorzugt für Bisphenole, denen die der allgemeine
Formel (III) zugrunde liegt
wobei R1 und R2 jeweils unabhängig
voneinander, gleich oder verschieden für Wasserstoff, Halogen, C1-C6-Alkyl,
oder C1-C6-Alkoxy-, vorzugsweise für Wasserstoff, Fluor,
Chlor, oder Brom steht,
n für eine ganze Zahl 1–4
vorzugsweise 1, 2, 3, insbesondere 1 oder 2 steht,
x für
eine chemische Bindung -CO-, -O-, -S-, -SO2-, für Alkylen,
Alkyliden, vorzugsweise C1-C10 Alkyliden oder Cycloalkylen steht,
wobei die drei letztgenannten Reste durch Substituenten ausgewählt
aus Halogen, insbesondere Fluor, Chlor, Brom, ggf. durch Fluor,
Chlor, Brom, C1-C4 Alkyl oder C1-C4-Alkoxy-substituiertes Phenyl
oder Naphthyl substituiert sein können und wobei Cycloalkylen
zusätzlich noch durch C1-C6-Alkyl substituiert sein kann.
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Für
den Fall, dass X für Cycloalkylen steht, steht X vorzugsweise
für einen Rest der Formel (IV)
worin Y für Kohlenstoff
steht,
R2 und R3 für jedes Y unabhängig voneinander
Wasserstoff, C1-C6-Alkyl, besonders bevorzugt für Wasserstoff
oder C1-C4-Alkyl, insbesondere Wasserstoff, Methyl, oder Ethyl steht,
und
m für eine ganze Zahl von 3 bis 12 vorzugsweise
4 bis 8, insbesondere 4 oder 5 steht.
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B
steht bevorzugt für Bausteine abgeleitet von:
Hydrochinon,
Resorcin, Dihydroxydiphenyl, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis(hydroxy-phenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide,
Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, 4,4-Bis-(hydroxyphenyl)-sulfon,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, α,α'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole,
sowie deren alkylierte, kernalkylierte und kemhalogenierte Verbindungen.
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Bevorzugte
Bausteine sind abgeleitet von Hydrochinon, Resorcin, 4,4'-Dihydroxydiphenyl,
4,4-Bis-(hydroxyphenyl)-sulfon, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenyl-propan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenyl-ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,3-Bis-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol
(Bisphenol M), 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,3-Bis-[2-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan
(Bisphenol TMC).
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Besonders
bevorzugte Bausteine sind abgeleitet von Hydrochinon, 4,4-Bis-(hydroxyphenyl)-sulfon, 4,4'-Dihydroxydiphenyl,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenyl-ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan
(Bisphenol TMC).
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Diese
und weitere geeignete Diphenole sind z. B. in den
US-A -PS 2 999 835 ,
3 148 172 ,
2 991 273 ,
3 271 367 ,
4 982 014 und
2 999 846 , in den
deutschen Offenlegungsschriften 1
570 703 ,
2
063 050 ,
2
036 052 ,
2
211 956 und
3
832 396 , der
französischen
Patentschrift 1 561 518 , in der Monographie
"H.
Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers,
New York 1964, S. 28ff; S.102ff", und in
"D.G.
Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology,
Marcel Dekker New York 2000, S. 72ff." beschrieben.
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Besonders
bevorzugte Polymere der Formeln (I) oder (II) sind z. B. das Polysulfon
aus Bisphenol A (kommerziell erhältlich unter dem Namen
Udel TM
® von Fma Amoco, Chicago,
USA oder Ultrason R
® von Fma. BASF)
ein Polyethersulfon aus Phenyl-Einheiten aufgebaut (kommerziell
erhältlich unter dem Namen Ultrason E
® von
der Fma. BASF und SumikaExcel
® von
der Fma. Sumitomo, Japan) das Polyarylethersulfon mit 4,4'-Dihydroxydiphenyl-Strukturen
der Fma. Amoco (Radel R
®) oder
Polysulfon mit TMC-Bisphenolstrukturen gemäß
DE-OS 3 833 385 .
Alle genannten Sulfonpolymer-Typen können dabei ggf. in
unterschiedlichen Typen, was das Molekulargewicht angeht, eingesetzt
werden. Die Auswahl wird dabei von den gewünschten Molekulargewichten
der Endprodukte bestimmt. Im Allgemeinen haben die Sulfonpolymere
mittlere Molekulargewichte (Gewichtsmittel) von 5000 bis 100.000,
vorzugsweise 3000 bis 75.000 gemessen mittels Gelpermeationschromatographie
(GPC) gegen Polystyrolstandard. Besonders bevorzugt ist Bisphenol
A basierendes Polysulfon.
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Diese
Polymere lassen sich nach dem Fachmann geläufigen Verfahren
wie z. B. durch basenkatalysierte Polykondensation aus entsprechenden
aromatischen Bisphenolen und Halogen-substituierten Kohlensäurederivaten
herstellen.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polyarylsulfon
oder Polyarylethersulfon zur Herstellung mehrschichtiger Behälter,
bspw. Coextrudate wie mehrschichtigen Behälter, diese mehrschichtigen
Formteile selbst, und weiterhin Verfahren zur Herstellung dieser
mehrschichtigen Formteile durch Coextrusion bzw. Extrusionsblasformen
sowie die Verwendung von zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzungen
enthaltend oben beschriebene Polyarylsulfone oder Poylarylethersulfone,
wobei mindestens eine Schicht aus Polycarbonat besteht.
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Das
erfindungsgemäße mehrschichtige Erzeugnis hat
zahlreiche Vorteile gegenüber Erzeugnissen, die dem Stand
der Technik entsprechen. Es hat z. B. den Vorteil dass dieses Erzeugnis
eine höhere mechanische Stabilität gegenüber
wässrigen Medien im Gebrauch und gegenüber Reinigungsmedien
besitzt. Die Langzeitstabilität der erfindungsgemäßen
Formteile ist deutlich verbessert. Ferner besitzt das Erzeugnis
verbesserte mechanische Eigenschaften, was insbesondere die Lebensdauer
erhöht.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der Herstellbarkeit dieser Artikel aus
Materialien, die am Markt verfügbar sind. Die erfindungsgemäßen
Artikel sind wie oben beschrieben nach dem Coextrusionsver fahren,
wie z. B. dem Coextrusionsblasformen herstellbar. Damit ergeben
sich z. B. Vorteile gegenüber einem durch Lackierung hergestellten
Erzeugnis. So müssen bei der Coextrusion keine Lösungsmittel
verdampft werden, wie dies z. B. bei einer Lackierung der Fall ist.
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Erfindungsgemäß sind
diejenigen mehrschichtigen Behälter bevorzugt, bei denen
die Coexschicht 1 bis 5000 μm dick ist, bevorzugt 5 bis
2500 μm und insbesondere bevorzugt 10 bis 500 μm.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform ist ein dreischichtiger
Behälter bestehend aus einer Polycarbonat-Basisschicht
und zwei darüber liegenden Schichten, die jeweils aus gleichen
oder verschiedenen Polyarylsulfonen oder Poylarylethersulfonen oder
deren Elends bestehen.
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Ebenfalls
bevorzugt als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
sind verschiedene Arten von Behältern wie Flaschen (z.
B. 5 Gallonen-Flaschen), Babyflaschen, Milchflaschen, Wasserflaschen,
Medizinartikel oder allgemein Mehrwegflaschen.
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Behälter
im Sinne der vorliegenden Erfindung können zur Verpackung,
zur Lagerung oder zum Transport von Flüssigkeiten, von
Feststoffen oder Gasen verwendet werden. Bevorzugt sind Behälter
zur Verpackung, zur Lagerung oder zum Transport von Flüssigkeiten
(Flüssigkeitsbehälter), besonders bevorzugt sind Behälter
zur Verpackung, zur Lagerung oder zum Transport von Wasser (Wasserflaschen).
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Behälter
im Sinne der Erfindung sind Hohlkörper mit einem Volumen
von bevorzugt 0.1 bis 50, besonders bevorzugt von 0.5 bis 50 l.
Insbesondere bevorzugt sind Wasserflaschen mit einem Volumen von
3 bis 5 Gallonen. Die Behälter besitzen ein Leergewicht
von bevorzugt 0.1 g bis 3000 g vorzugsweise 50 g bis 2000 g und
besonders bevorzugt von 650 bis 900 g. Die Wanddicken der Behälter
betragen bevorzugt 0.2 bis 5 mm, vorzugsweise 0.5 bis 4 mm. Behälter
im Sinne der vorliegenden Erfindung haben eine Länge von
bevorzugt 5 mm bis 2000 mm, vorzugsweise von 100 bis 1000 mm. Die
Behälter haben einen Maximalumfang von bevorzugt 100 mm
bis 2500 mm. Die Wanddicke des Flaschenhalses der Behälter
variiert bevorzugt von 0.5 bis 10 mm besonders bevorzugt von 1 mm
bis 10 mm und ganz besonders bevorzugt von 5 bis 7 mm. Behälter
im Sinne der vorliegenden Erfindung können jede beliebige
Form haben; sie können z. B. rund, oval oder mehreckig
mit z. B. 3 bis 12 Seiten sein. Bevorzugt sind runde, ovale und
hexagonale Formen.
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Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter
erfolgt bevorzugt nach dem Extrusionsblasverfahren oder nach dem
Spritzblasverfahren.
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In
einer bevorzugten Ausführung der Herstellung der erfindungsgemäßen
Behälter werden die erfindungsgemäßen
Plycarbonate auf Extrudern mit einer glatten oder genuteten, bevorzugt
einer glatten Einzugszone verarbeitet.
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Die
Antriebsleistung des Extruders wird dem Schneckendurchmesser entsprechend
gewählt. Beispielhaft sei genannt, dass bei einem Schneckendurchmesser
von 60 mm die Antriebsleistung des Extruders ca. 30–40
kW, bei einem Schneckendurchmesser von 90 mm ca. 60 bis 70 kW beträgt.
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Geeignet
sind die in der Verarbeitung von technischen Thermolasten üblichen
Universal-Drei-Zonen Schnecken.
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Für
die Herstellung von Behältern bis zum Volumens von 1 1
wird ein Schneckendurchmesser von 50 bis 60 mm bevorzugt. Für
die Herstellung von größeren Behältern
mit bis zu 201 Volumen wird ein Schneckendurchmesser von 70 bis
100 mm bevorzugt. Die Länge der Schnecken beträgt
bevorzugt das 20–25-fache des Durchmessers der Schnecke.
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Im
Falle des Blasformverfahrens wird das Blasformwerkzeug bevorzugt
auf 20–60°C temperiert, um eine brillante und
qualitativ hochwertige Oberfläche der Behälter
zu erhalten.
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Um
eine gleichmäßige und effektive Temperierung des
Blasformwerkzeugs zu gewährleisten, sind der Bodenbereich
und der Mantelbereich voneinander separat temperierbar.
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Das
Blasformwerkzeug wird bevorzugt mit einer Quetschkraft von 1000
bis 1500 N je cm Quetschnahtlänge geschlossen.
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Vor
der Verarbeitung wird das erfindungsgemäße Polycarbonat
bevorzugt getrocknet, damit die optische Qualität der Behälter
nicht durch Schlieren oder Bläschen beeinträchtigt
und das Polycarbonat bei der Verarbeitung nicht hydrolytisch abgebaut
wird. Der Restfeuchtegehalt nach Trocknung beträgt bevorzugt
weniger als 0.1 Gew.-%. Bevorzugt wird eine Trocknungstemperatur
von ca. 120°C. Trockenlufttrockner sind zum Trocknen des
Polycarbonats bevorzugt.
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Die
Trocknung des Polysulfons bzw. Polyethersulfons erfolgt z. B. in
einem Umluftrockenschrank bei 120°C.
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Die
bevorzugte Schmelzetemperatur bei der Verarbeitung des zur Herstellung
der Körper benötigten Polycarbonats ist 230–300°C.
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Die
erfindungsgemäßen Behälter können
zur Verpackung, zur Lagerung oder zum Transport von Flüssigkeiten,
Feststoffen, oder von Gasen verwendet werden. Bevorzugt ist die
Ausführungsform als Behälter, die beispielsweise
zur Verpackung, zur Lagerung oder zum Transport von Flüssigkeiten
verwendet werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist diejenige,
bei der die Behälter aus verzweigtem Polycarbonat dadurch
gekennzeichnet sind, dass das verzweigte Polycarbonat als Verzweiger 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)-ethan
oder Isatinbiskresol enthält, bei der Herstellung des verzweigten
Polycarbonats Alkylphenole als Kettenabbrecher eingesetzt werden
und bei der der Behälter eine Wasserflasche ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist diejenige,
bei der die Behälter aus verzweigtem Polycarbonat dadurch
gekennzeichnet sind, dass das verzweigte Polycarbonat als Verzweiger
1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)-ethan oder Isatinbiskresol, enthält,
bei der Herstellung des verzweigten Polycarbonats Phenol oder tert.-Butylphenol
eingesetzt wird und bei der das Polycarbonat bei 260°C
und einer Scherrate von 10 s-1 eine Schmelzeviskosität
von 5500 bis 8000 Pas und bei 260°C und einer Scherrate
von 1000 s-1 eine Schmelzeviskosität von 880 bis 1500 Pas
jeweils bestimmt nach ISO 11443 und einen MFR (Melt flow index,
gemessen nach ISO 1133) < 3.5
g/10 min aufweist und bei der der Behälter eine Wasserflasche
ist.
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Eine
besondere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
weiterhin diejenige bei der die Behälter aus verzweigtem
Polycarbonat dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte Polycarbonat
als Verzweiger 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)-ethan oder Isatinbiskresol
enthält und bei der Herstellung des verzweigten Polycarbonats
Phenol oder p-tert.-Butylphenol oder p-Cumylphenol und/oder p-Isooctylphenol
eingesetzt werden und bei der der Behälter eine Wasserflasche
ist.
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In
einer besonderen Ausführungsform sind die mehrschichtigen
Behältnisse transparent.
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Sowohl
das Basismaterial als auch die Schutzschicht in den erfindungsgemäßen
mehrschichtigen Formteilen können Additive enthalten.
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Die
Schutzschicht und/oder die PC-Schicht können beispielsweise
Entformungsmittel enthalten.
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Die
Schichten können noch andere übliche Verarbeitungshilfsmittel,
insbesondere, Fließhilfsmittel sowie die bei PC üblichen
Stabilisatoren, insbesondere Thermostabilisatoren sowie Farbmittel,
optische Aufheller und anorganische Pigmente enthalten.
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Geeignete
Polycarbonate sind bspw. Homopolycarbonate, Copolycarbonate und
thermoplastische Polyestercarbonate
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Zur
Herstellung von Polycarbonaten nach dem Phasengrenzflächenverfahren
sei beispielhaft auf H. Schnell, Chemistry and Physics of
Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers,
New York 1964 S. 33 ff. und auf Polymer Reviews,
Vol. 10, „Condensation Polymers by Interfacial and Solution
Methods", Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New York 1965,
Kap. VIII, S. 325 verwiesen.
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Daneben
ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Polycarbonate
auch aus Diarylcarbonaten und Diphenolen nach dem bekannten Polycarbonatverfahren
in der Schmelze, dem sogenannten Schmelzumesterungsverfahren, möglich,
das z. B. in
WO-A 01/05866 und
WO-A 01/05867 beschrieben
ist. Daneben werden Umesterungsverfahren (Acetatverfahren und Phenylesterverfahren)
beispielsweise in den
US-A
34 94 885 ,
43 86 186 ,
46 61 580 ,
46 80 371 und
46 80 372 , in den
EP-A 26 120 ,
26 121 ,
26 684 ,
28 030 ,
39 845 ,
39 845 ,
91 602 ,
97 970 ,
79 075 ,
14 68 87 ,
15 61 03 ,
23 49 13 und
24 03 01 sowie in den
DE-A 14 95 626 und
22 32 977 beschrieben. Auch
in diesen Verfahren ist die erfindungsgemäße Verwendung
von phenolischen Verbindungen mit o- und/oder m-Substituenten als
Kettenabbrecher möglich
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Die
Herstellung der Polycarbonate erfolgt vorzugsweise nach dem Phasengrenzflächen-
oder nach dem Schmelze-Umesterungsverfahren und wird im Folgenden
beispielhaft am Phasengrenzflächenprozeß erläutert.
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Für
die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden
Polycarbonate geeignete Diphenole sind beispielsweise Hydrochinon,
Resorcin, Dihydroxydiphenyl, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis(hydroxy-phenyl)-cycloalkane,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, α,α'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole,
sowie deren alkylierte, kemalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen
sowie 2-Hydrocarbyl-3,3-bis(4-hydroxyaryl)phthalimidine, insbesondere
2-Phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin.
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Bevorzugte
Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenyl-propan, N-Phenyl-isatinbisphenol
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenyl-ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,3-Bis-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol M), 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2-Phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,3-Bis-[2-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol
und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol
TMC) sowie 2-Hydrocarbyl-3,3-bis(4-hydroxyaryl)phthalimidine, insbesondere
2-Phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin..
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Besonders
bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylethan,
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan
(Bisphenol TMC).
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Diese
und weitere geeignete Diphenole sind z. B. in den
US-A -PS 2 999 835 ,
3 148 172 ,
2 991 273 ,
3 271 367 ,
4 982 014 und
2 999 846 , in den deutschen Offenlegungsschriften
1 570 703 ,
2 063 050 ,
2 036 052 ,
2 211 956 und
3 832 396 , der
franzosischen Patentschrift 1 561 518 ,
in der Monographie
"H. Schnell, Chemistry and Physics of
Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, S. 28ff;
S.102ff", und in
"D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook
of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York
2000, S. 72ff." beschrieben.
-
Im
Falle der Homopolycarbonate wird nur ein Diphenol eingesetzt, im
Falle der Copolycarbonate werden mehrere Diphenole eingesetzt, wobei
selbstverständlich die verwendeten Bisphenole, wie auch
alle anderen der Synthese zugesetzten Chemikalien und Hilfsstoffe
mit den aus ihrer eigenen Synthese, Handhabung und Lagerung stammenden
Verunreinigungen kontaminiert sein können, obwohl es wünschenswert
ist, mit möglichst sauberen Rohstoffen zu arbeiten.
-
Die
Diphenole können sowohl allein als auch im Gemisch miteinander
verwendet werden; es sind sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate
in die Erfindung einbezogen.
-
Die
zur Regelung des Molekulargewichtes benötigten monofunktionellen
erfindungsgemäßen Kettenabbrecher können
durch herkömmliche Kettenabbrecher bis zu 90 mol-% ergänzt
werden, wie z. B. durch Phenol oder Alkylphenole, insbesondere Phenol,
p-tert.Butylphenol, iso-Octylphenol, Cumylphenol, deren Chlorkohlensäureester
oder Säurechloride von Monocarbonsäuren bzw. Gemischen
aus diesen Kettenabbrechern, werden entweder mit dem Bisphenolat
bzw. den Bisphenolaten der Reaktion zugeführt oder aber
zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Synthese zugesetzt, solange im
Reaktionsgemisch noch Phosgen oder Chlorkohlensäureendgruppen
vorhanden sind bzw. im Falle der Säurechloride und Chlorkohlensäureester
als Kettenabbrecher solange genügend phenolische Endgruppen
des sich bildenden Polymers zur Verfügung stehen. Vorzugsweise
werden der oder die Kettenabbrecher jedoch nach der Phosgenierung
an einem Ort oder zu einem Zeitpunkt zugegeben, wenn kein Phosgen
mehr vorliegt, aber der Katalysator noch nicht dosiert wurde, bzw.
sie werden vor dem Katalysator, mit dem Katalysator zusammen oder
parallel dazu dosiert.
-
In
der gleichen Weise werden eventuell zu verwendende Verzweiger oder
Verzweigermischungen der Synthese zugesetzt, üblicherweise
jedoch vor den Kettenabbrechern. Üblicherweise werden Trisphenole, Quarterphenole
oder Säurechloride von Tri- oder Tetracarbonsäuren
verwendet, oder auch Gemische der Polyphenole oder der Säurechloride.
-
Einige
der verwendbaren Verbindungen mit drei oder mehr als drei phenolischen
Hydroxylgruppen sind beispielsweise Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hegten-2,4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan,
1,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol, 1,1,1-Tri-(4-hydro xyphenyl)-ethan,
Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,2-Bis-(4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol,
und Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan.
-
Einige
der sonstigen trifunktionellen Verbindungen sind 2,4-Dihydroxybenzoesäure,
Trimesinsäure, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.
Bevorzugte Verzweiger sind 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol
und 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan.
-
Die
aromatischen Polycarbonate der vorliegenden Erfindung besitzen Gewichtsmittelmolekulargewichte
MW (ermittelt durch Gelpermeationschromatographie
und Eichung mit Polystyrolstandard) zwischen 5000 und 200000, vorzugsweise
zwischen 10000 und 80000 und besonders bevorzugt zwischen 48000
und 62500 g/mol.
-
Die
relativen Lösungsviskositäten liegen entsprechend
zwischen 1.10 und 1.60 gemessen in Methylenchlorid (0.5 g Polycarbonat
in 100 ml Methylenchlorid bei 23°C).
-
Das
Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A ist besonders bevorzugt.
Verzweigte Homopolycarbonate auf Basis von Bisphenol A sind ebenfalls
besonders bevorzugt.
-
Den
Polycarbonaten können noch die für diese Thermoplasten üblichen
Additive wie Füllstoffe, UV-Stabilisatoren, Thermostabilisatoren,
Antistatika und Pigmente in den üblichen Mengen zugesetzt
werden; gegebenenfalls können das Entformungsverhalten,
das Fließverhalten, und/oder die Flammwidrigkeit noch durch
Zusatz externer Entformungsmittel, Fließmittel, und/oder
Flammschutzmittel verbessert werden (z. B. Alkyl- und Arylphosphite,
-phosphate, -phosphane, -niedermolekulare Carbonsäureester,
Halogenverbindungen, Salze, Kreide, Quarzmehl, Glas- und Kohlenstofffasern,
Pigmente und deren Kombination. Solche Verbindungen werden z. B.
in
WO 99/55772 , S.
15–25, und in
"Plastics Additives", R. Gächter
und H. Müller, Hanser Publishers 1983, beschrieben).
-
Geeignete
Additive sind beispielsweise beschrieben in "Additives for
Plastics Handbook, John Murphy, Elsevier, Oxford 1999",
im "Plastics Additives Handbook, Hans Zweifel, Hanser, München
2001".
-
Geeignete
Antioxidantien bzw. Thermostabilisatoren sind beispielsweise:
Alkylierte
Monophenole
Alkylthiomethylphenole
Hydrochinone und alkylierte
Hydrochinone
Tocopherole
Hydroxylierte Thiodiphenylether
Alkylidenbisphenole
O-,
N- und S-Benzylverbindungen
Hydroxybenzylierte Malonate,
Aromatische
Hydroxybenzylverbindungen,
Triazinverbindungen
Acylaminophenole,
Ester
von β-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure
Ester
von β-(5-tert-Butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)propionsäure
Ester
von β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure
Ester
von 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenylessigsäure
Amide
of β-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure,
Geeignete
Thiosynergisten
Sekundäre Antioxidantien, Phosphite
und Phosphonite
Benzofuranone und Indolinone
-
Bevorzugt
sind organische Phosphite, Phosphonate und Phosphane, meist solche
bei denen die organischen Reste völlig oder teilweise aus
gegebenenfalls substituierten aromatischen Resten bestehen.
-
Als
Komplexierungsmittel für Schwermetalle und zur Neutralisation
von Alkalispuren sind o/m Phosphorsäuren, ganz oder teilweise
veresterte Phosphate oder Phosphite geeignet,
Als Lichtschutzmittel
(UV-Absorber) sind geeignet
2-(2'-Hydroxyphenyl)benzotriazole,
2-Hydroxybenzophenone, Ester von substituierten und unsubstituierten Benzoesäuren,
Acrylate, sterisch gehinderte Amine, Oxamide, 2.8. 2-(2-Hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine,
und mehrfach substituierte Triazine wie z. B. 2-[2-Hydroxy-4-(2-ethylhexyl)oxy]phenyl-4,6-di(4-phenyl)phenyl-1,3,5-triazin
(CAS No. 204583-39-1);
bevorzugt sind substituierte Benztriazole
oder substituierte Triazine.
-
Polypropylenglykole
allein oder in Kombination mit z. B. Sulfonen oder Sulfonamiden
als Stabilisatoren können gegen die Schädigung
durch Gamma-Strahlen verwendet werden.
-
Diese
und andere Stabilisatoren können einzeln oder in Kombinationen
verwendet werden und in den genannten Formen dem Polymer zugesetzt
werden.
-
Außerdem
können Verarbeitungshilfsmittel wie Entformungsmittel,
meist Derivate langkettiger Fettsäuren, zugesetzt werden.
Bevorzugt sind z. B. Pentaerythrittetrastearat und Glycerinmonostearat.
Sie werden allein oder im Gemisch vorzugsweise in einer Menge von
0,02 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Masse der Zusammensetzung eingesetzt.
-
Geeignete
flammhemmende Additive sind Phosphatester, d. h. Triphenylphosphat,
Resorcindiphosphorsäureester, bromhaltige Verbindungen,
wie bromierte Phosphorsäureester, bromierte Oligocarbonate
und Polycarbonate, sowie bevorzugt Salze fluorierter organischer
Sulfonsäuren.
-
Geeignete
Schlagzähmacher sind Butadienkautschuk mit aufgepfropftem
Styrol-Acrylnitril oder Methylmethacrylat, Ethylen-Propylen-Kautschuke
mit aufgepfropftem Maleinsäureanhydrid, Ethyl- und Butylacrylatkautschuke
mit aufgepfropftem Methylmethacrylat oder Styrol-Acrylnitril, interpenetrierende
Siloxan- und Acrylat-Netzwerke mit aufgepfropftem Methylmethacrylat
oder Styrol-Acrylnitril.
-
Des
Weiteren können Farbmittel, wie organische Farbstoffe oder
Pigmente oder anorganische Pigmente, IR-Absorber, einzeln, im Gemisch
oder auch in Kombination mit Stabilisatoren, Glasfasern, Glas(hohl)kugeln,
anorganischen Füllstoffen zugesetzt werden.
-
Die
Additive können sowohl in der Basis als auch in der oder
in den Coexschichten vorhanden sein. In jeder Schicht können
unterschiedliche Additive in unterschiedlicher Konzentration vorhanden
sein.
-
Alle
für die Herstellung der erfindungsgemäßen
mehrschichtigen Erzeugnisse verwendeten Formmassen, deren Einsatzstoffe
und Lösungsmittel können aus ihrer Herstellung
und Lagerung mit entsprechenden Verunreinigungen kontaminiert sein,
wobei es das Ziel ist, mit so sauberen Ausgangsstoffen wie möglich
zu arbeiten. Die Ausgangstoffe können ggf. filtriert worden
sein.
-
Das
Vermischen der einzelnen Bestandteile in den Formmassen kann in
bekannter Weise sowohl sukzessive als auch simultan erfolgen und
zwar sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur.
-
Die
Einarbeitung der Zusätze in die Formmassen für
die erfindungsgemäßen Erzeugnisse insbesondere
vorgenannter Additive erfolgt bevorzugt in bekannter Weise durch
Vermischen von Polymergranulat mit den Zusätzen bei Temperaturen
von 200 bis 330°C in üblichen Aggregaten wie Innenknetern,
Einschneckenextrudern, und Doppelwellenextrudern beispielsweise
durch Schmelzecompoundierung oder Schmelzeextrusion oder durch Vermischen
der Lösungen des Polymers mit Lösungen der Additive
und anschließende Verdampfung der Lösungsmittel
in bekannter Weise. Der Anteil der Additive in den Formmassen kann
in weiten Grenzen variiert werden. Und richtet sich nach den gewünschten
Eigenschaften der Formmassen. Der Gesamtanteil der Additive in der
Formmasse beträgt bevorzugt etwa bis zu 20 Gew-% vorzugsweise
0.2 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Formmasse.
-
Die
Coextrusion ist als solche literaturbekannt (siehe bspw.
EP-A 0110221 und
EP-A 0110238 ).
Im vorliegenden Fall wird vorzugsweise wie folgt verfahren: An einem
Coextrusionsadapter sind der Extruder zur Erzeugung der Kernschichten
und Deckschichten angeschlossen. Der Adapter ist so konstruiert,
dass die die Deckschichten formende Schmelze als dünne
Schicht haftend auf die Schmelze der Kernschicht aufgebracht wird.
Der so erzeugte mehrschichtige Schmelzestrang wird dann in der anschließend
angeschlossenen Düse in die gewünschte Form gebracht.
-
Mehrschichtverbunde
können gemäß dem Stand der Technik auch
durch Extrusionsbeschichten oder Coextrusionsblasformen hergestellt
werden.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird folgendes
Verfahren zur Herstellung der Mehrschichterzeugnisse angewendet:
Es
werden bevorzugt Polycarbonate enthaltend Bisphenol A mit einem
Molekulargewicht (Massenmittel) zwischen MW =
48000 und MW = 62500 (Massenmittel ermittelt
mittels Gelpermeationschromatographie und Polystyrolstandard; dies
entspricht in etwa MW = 27100 bis MW = 36000 g/mol ermittelt nach Gelpermeationschromatographie
mit Polycarbonateichung) verwendet. Das Polycarbonat ist entweder
linear oder verzweigt. Bevorzugt wird verzweigtes Polycarbonat eingesetzt.
Das Polycarbonat wird auf einem Extruder bei 250–320°C aufgeschmolzen.
-
In
einem weiteren Extruder wird ein Polyethersulfon mit einem mittleren
Molekulargewicht von 3000–75000 (Massenmittel ermittelt
mittels Gelpermeationschromatographie und Polystyrolstandard) bei 280–350°C
aufgeschmolzen. Beide Polymerschmelzen werden durch eine Coextrusionsdüse
geleitet und zu einem Schlauch geformt. In der Mitte des Schlauches
ist eine Druckluftleitung angebracht. Der Schlauch wird bevorzugt
von oben nach unten in ein Werkzeug geführt, welches die
gewünschte Flaschenform hat. Durch die Drucklufleitung
wird das Extrudat aufgeblasen und an die Wandung des Werkzeugs gepresst.
Die Werkzeugtemperatur beträgt bevorzugt 20–60°C.
Danach öffnet sich das Werkzeug und das fertige Coextrudat
wird abgeschnitten.
-
Die
Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert
ohne auf diese beschränkt zu sein. Die erfindungsgemäßen
Beispiele geben lediglich bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wieder.
-
Beispiele:
-
Herstellung der Flaschentypen 1 und 2
-
Beispiel 1
-
Flaschentyp 1 (erfindungsgemäß):
-
Herstellung
einer coblasgeformten Flasche aus Makrolon 1239® der
Firma Bayer MaterialScience, Deutschland auf der Außenseite
der Flasche und Udel P3500® der
Firma Solvay auf der Innenseite der Flasche.
-
Es
wird eine Anlage bestehend aus einem Hauptextruder (KEB4/13-560/19,
Firma Kautex, Deutschland) und einem Beistellextruder (35.6 ST2,
Firma Stork, Deutschand) verwendet. Im Hauptextruder mit einer Drei-Zonen-Schnecke
mit 6 unterschiedlichen Heizzonen von 60 mm Durchmesser und einer
Verfahrenslänge von 25xD wird Makrolon 1239
® gefördert.
Der Beistellextruder mit einer Drei-Zonen-Schnecke mit 4 unterschiedlichen
Heizzonen und einer Verfahrenslänge von 25xD fördert
Udel P3500
®. Die Schmelzen werden über
einen Umlenkkopf zu einem Coexadapter geleitet, welcher mit einer
Runddüse mit 40 mm Durchmesser und einem Dorn mit 34 mm
Durchmesser ausgestattet ist. Von der Düse gelangt der
Schmelzeschlauch in den Erfassungsbereich des Flaschenwerkzeugs,
welcher die in Tabelle 1 genannten Temperaturen aufweist. Das Werkzeug
zur Herstellung einer Vierkant-l1-Flasche umschließt den
Schmelzeschlauch, welcher von einem Heißdraht vom übrigen
Strang abgetrennt wird. Ein Blasdorn fährt in das temperierte
Werkzeug ein und bläst den Schmelzeschlauch an die innere
Werkzeugwand. Die fertige Flasche kühlt ab und wird in
eine Ablagevorrichtung gestellt. Die Verfahrensparameter sind in
Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1:
Verfahrensparameter
Heizzonen | Hauptextruder
(Basismaterial Makrolon 1239®) | Beistellextruder
(Coexmaterial Udel 3500®) |
Extruder
Z1 | 200°C | 280°C |
Extruder
Z2 | 255°C | 320°C |
Extruder
Z3 | 260°C | 330°C |
Extruder
Z4 | 260°C | 330°C |
Extruder
Z5 | 265°C | - |
Extruder
Z6 | 265°C | - |
Flansch
Z7 | 265°C | 330°C |
Umlenkung
Z8 | 275°C | |
Coex-Adapter
Z9 | 295°C | |
Düse
Z10 | 295°C | |
Verfahrensparameter
Messwerte | Hauptextruder
(Basismaterial Makrolon 1239®) | Beistellextruder
(Coexmaterial Udel 3500®) |
Drehzahl
Extruder | 15
U/min | 10
U/min |
Massetemperatur | 278°C | 331°C |
Massedruck | 43
bar | 28
bar |
Werkzeugtemperatur | 40°C | |
Durchsatz | 20
kg/h | 1,5
kg/h |
Flaschengeometrie:
Vierkantflasche 11
-
Beispiel 2
-
Flaschentyp 2 (Vergleich):
-
Herstellung
einer coblasgeformten Flasche aus Makrolon 1239® der
Firma Bayer MaterialScience auf der Außenseite der Flasche
und Makrolon 1239® auf der Innenseite
der Flasche.
-
Die
Flasche wird wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Dabei wurden
die in Tabelle 2 beschriebenen Verfahrensparameter eingestellt. Tabelle 2:
Verfahrensparameter Heizzonen | Hauptextruder
(Basismaterial Makrolon 1239®) | Beistellextruder
(Coexmaterial Udel 3500®) |
Extruder
Z1 | 200°C | 190°C |
Extruder
Z2 | 255°C | 240°C |
Extruder
Z3 | 260°C | 255°C |
Extruder
Z4 | 260°C | 260°C |
Extruder
Z5 | 265°C | - |
Extruder
Z6 | 265°C | - |
Flansch
Z7 | 265°C | 260°C |
Umlenkung
Z8 | 275°C | |
Coex-Adapter
Z9 | 295°C | |
Düse
Z10 | 295°C | |
Verfahrensparameter
Messwerte | Hauptextruder
(Basismaterial Makrolon 1239®) | Beistellextruder
(Coexmaterial Makrolon 1239®) |
Drehzahl
Extruder | 15
U/min | 10
U/min |
Massetemperatur | 278°C | 270°C |
Massedruck | 43
bar | 38
bar |
Werkzeugtemperatur | 40°C | |
Durchsatz | 20
kg/h | 1,5
kg/h |
Flaschengeometrie:
Vierkantflasche 11
-
Untersuchung der Flaschentypen 1 und 2
-
Test der mechanischen Stabilität
der Flaschentypen 1 und 2 sowie Test der optischen Eigenschaften
nach Einwirkung von Reinigungslösung:
-
Die
coblasgeformten Flaschen werden mit Reinigungslösung gefüllt
und für mehrere Tage gelagert.
-
Die Überprüfung
der mechanischen Stabilität erfolgt nach Spülen
und Trocknen der Flasche mittels eines Durchstoßtest nach
ISO 6603-2 mit Öl durchgeführt. Dabei trifft ein
Stoßkörper mit konstanter Geschwindigkeit im rechten
Winkel auf den Probekörper und durchstößt
ihn. Der Test wird dabei wie folgt durchgeführt:
An
Plättchen der Fläche 40·40 mm2 (herausgeschnittene Probe) und einer Dicke
von ca. 1 mm wird ein Durchstoßtest nach ISO 6603-2 von
außen nach Innen durchgeführt. Das Gewicht des
Fallbolzens beträgt 23,17 kg. Die Geschwindigkeit beträgt
4,42 m/s. Die Fallhöhe beträgt 0,996 m.
-
Die
Temperatur während der Messung beträgt 21°C.
Insgesamt wurden 7 Tests an verschiedenen Extrudaten (unterschiedliche
Teile der Flasche) durchgeführt.
-
Die
Trübung wird nach ASTM D 1703 an einem 40 × 40
mm-Flaschenstück bestimmt.
-
Beispiel 3
-
Flaschentyp 1 (erfindungsgemäß):
-
In
eine Flasche aus Beispiel 1 wird eine Reinigungslösung
gefüllt. Diese Reinigungslösung besteht aus 10,0%
2-Isopropanol, 10,0% Natriumhydroxid und 0,1% Natrium-Dodecylsulfat
gelöst in Millipore-Wasser. Die Flasche wird für
10 Tage bei 70°C gelagert.
-
Danach
wird die Flasche mehrfach mit Wasser gespült und getrocknet.
-
Es
ergab sich eine Trübung von 9% nach ASTM D 1703. Der Ausgangswert
betrug 5% (ΔHaze: 4%).
-
Durchstoßversuch nach ISO 6603-2:
-
Insgesamt
wurden 7 Tests an verschiedenen Extrudaten (unterschiedliche Teile
der Flasche) durchgeführt. Als Mittelwert ergab sich für
die Durchstoßenergie 23,95 J. Der Mittelwert der Maximalkraftaufnahme
betrug 2824 N.
-
Beispiel 4
-
Flaschentyp 2 (Vergleich):
-
In
eine Flasche aus Beispiel 2 wird eine Reinigungslösung
gefüllt. Diese Reinigungslösung besteht aus 10,0%
2-Isopropanol, 10,0% Natriumhydroxid und 0,1% Natrium-Dodecylsulfat
gelöst in Millipore-Wasser. Die Flasche wird für
10 Tage bei 70°C gelagert.
-
Danach
wird die Flasche mehrfach mit Wasser gespült und getrocknet.
-
Aus
der Flasche werden (oben: 8!) 40 × 40 mm Stücke
herausgeschnitten und die Trübung an diesem Extrudat nach
ASTM D 1703 bestimmt. Man erhält einen Wert von 45%. Der
Ausgangswert betrug 1% (ΔHaze: 39%).
-
Durchstoßversuch nach ISO 6603-2:
-
Als
Mittelwert ergab sich für die Durchstoßenergie
18,7 J. Der Mittelwert der Maximalkraftaufnahme betrug 2227 N.
-
Man
erkennt, dass die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Behälters gegenüber einem Extrudat, welches dem
Stand der Technik entspricht, verbessert sind. Gleichzeitig sind
die optischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Behälters verbessert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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