AT501393A1

AT501393A1 - Vernetzbare und zur schäumung geeignete kunststoffe für behälterverschlüsse

Info

Publication number: AT501393A1
Application number: AT20512004A
Authority: AT
Original assignee: Constantia Packaging Ag
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-08-15

Description


   <EMI ID=1.1> 

06/12 '04 MO 16:07 [SE/EM NR 6816] 

 <EMI ID=2.1> 

06/12 '04 MO 16:07 [SE/EM NR 6816] 

 <EMI ID=3.1> 

06/12 '04 MO 16:07 [SE/EM NR 6816] um die Komponenten ELVALOY 3427 AC oder ELVALOY 3217 von der Firma DuPont. Bevorzugt sind weiche, elastische Polymere wie Octen-(3)-Copolymere. Polyethylen und/oder einfache, übliche Ethylen-Copolymere, wie Ethylen-Vinylacetat-Copolymere sind keine sTPEs im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Als Komponenten des Typs B) - d.s. die vPD - kommen Dien- (Co) -Polymere inf age, welche pro Dien-Einheit auch nach deren Einbau in das vPD-Molekül noch eine Doppelbindung aufweisen, die direkt - beispielsweise durch energiereiche Strahlung wie Elektronen- oder g-Strahlung oder durch Radikal-Initiatoren, die erst bei höherer Temperatur als die Formtemperatur anspringen, zur vernetzenden Nachpolymerisation aktivierbar ist.

   Weiters kommen Dien-Einheiten infrage, die indirekt aktivierbar sind. Dabei handelt es sich beispielsweise um sogenannte "verkappte" Doppelbindungen. Typische vpD für die vernetzende indirekte Nachpolymerisation sind Dod[beta]cadienyl-Silan-Ethylen-Copolymere. Die vernetzende Nachpolymerisation wird dabei - nach der Formgebung und nachträglicher Freigabe der verkappten Doppelbindungen durch Hydrolyse - in an sich bekannter Weise durch Radikalinitiatoren oder auch durch energiereiche Strahlung initiiert.
Dabei sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter direkt nachpolymerisierbaren Doppelbindungen solche verstanden werden, die wie bei Polybutadien - eine thermoplastische Verformung des Polymers (beispielsweise in einer Extrusion) zulassen ohne, dass die Vernetzungsreaktion sofort anspringt,

   die aber bei nachträglicher weiterer Temperaturerhöhung unter Reaktion mit dem Vernetzungsmittel (beispielsweise Schwefel in der bekannten Vulkanisierungs-Reaktion) zur Vernetzung des Polymers führen. Unter indirekt nachpolymerisierbaren Doppelbindungen werden solche verstanden, welche während der thermoplastischen Verformung noch in reaktionsträger ("verkappter") Form vorliegen und die erst nachträglich durch chemische Behandlung, beispielsweise hydrolytische Abspaltung einer Silanyl-Gruppe, aktiviert und unter Katalyse mittels eines entsprechenden Polyermisationskatalysators zur Vernetzungsreaktion gebracht werden. Ein Beispiel für ein derartiges indirekt polymerisierbares vPD sind die VISICO-Ambicat-Systeme der Firma BOREALIS.

   Die nachträgliche Vernetzung erfolgt bei solchen Systemen durch Dämpfen mit Wasserdampf zur hydrolytischen Abspaltung der Silanyl-Gruppe und Tempern bei erhöhter Temperatur, wobei die Katalysator-initiierte, radikalische Polymerisation der Vernetzungs-Doppelbindungen anspringt.
Als vPD kommen auch folgende Komponenten infrage: Vulkanisierbare Polydiene wie natürlicher Kautschuk (Polyisopren) oder synthetischer
06/12 '04 MO 16:07 [SE/EM NR 6816] Kautschuk (Polyneopren, Polybutadien, Silikonkautschuk, etc.), wobei bei diesen die Vulkanisierung die Rolle der Nachvernetzung übernimmt.

   Allerdings sind solche Systeme weniger bevorzugt.
Optional können die erfindungsgemässen, vernetzbaren und zur Schäumung geeigneten Kunststoffe für Behälterverschlüsse auch noch - neben den üblichen Farbstoffen, Stabilisatoren und Zusatzstoffen - Komponenten C) in einem Anteil von 0- 20 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtrezeptur) enthalten, welche mittels Metallocen-Katalysatoren polymerisierte thermoplastische Polyolefine (in der Folge MTPO genannt) sind.

   Dabei kommen übliche thermoplastische Polyolefine wie EXACT von der Firma Exxon oder AFFINITY von der Firma Dow oder einfache LLDPE-Typen infrage.
In einer besonderen Ausfü rungs orm können die erfindungsgemässen Kunststoffe Granulate oder Gemische daraus sein, welche auch noch mineralisch und/oder organisch gefüllt sein können.
Dabei haben sich für bestimmte Anwendungszwecke, wie der Feineinstellung der Härte und der Rückstellkräfte der fertig vernetzten elastischen Dichtungsmaterialien, Füllgrad - Anteile an mineralischen Füllstoffen von bis zu 5 Gew. -Teilen bezogen auf 100 Gew. -Teile des gesamten Kunststoff-Granulatgemischea herausgestellt.

   Besonders bevorzugt unter den mineralischen Füllstoffen sind Gemische on 95 - 70 Gew-% Talkum mit 5 - 30 Gew-% Kreide, wobei bis zu 98% der Komponenten auf eine Korngrösse von kleiner gleich 30 [mu]m, vorzugsweise kleiner gleich 10 [mu]m gemahlen sind.
Zur Einstellung einer gewissen Hydrophilie der elastischen Dichtungsmaterialien haben sich zur Erhöhung der Rückstellkräfte bei Kontakt mit Wasser enthaltendem Füllgut und dadurch bewirkter Quellung organische Füllstoffe, wie Stärke- oder Zellulosepulver, vorzugsweise mikrokristalline Cellulose als vorteilhaft herausgestellt.

   Der Füllgrad liegt dabei in einem Bereich von bis zu 15 Gew. -Teilen bezogen auf 100 Gew, -Teile des gesamten (noch ungefüllten) Kunststoff-Granulatgemisches.
Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten, dauerelastischen Behälterverschlüssen umfassend folgende Schritte:
1. thermoplastisches Verformen des erfindungsgemässen vernetzbaren und zur Schäumung geeigneten Kunststoffes bei gleichzeitiger Schäumung und
2. anschliessende, direkte oder indirekte Vernetzung der in der Komponente B) des Kunststoffes vorliegenden, aktivierbaren Doppelbindungen .
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind gemäss
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 <EMI ID=9.1> 
 

 <EMI ID=10.1> 

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Claims

1. thermoplastisches Verformen eines vernetzbaren und zur

NACHGERE10HT [Schäumung geeigneten Kunststoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 12bei gleichzeitiger Schäumung und 2. anschliessende, direkte oder indirekte Vernetzung der in derKomponenteB)des Kunststoffes vorliegenden, aktivierbaren Doppelbindungen.

1. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe für Behälterverschlüsse enthaltend

A) sogenannte "resilient compounds", also elastifizierende, weiche thermoplastische Elastomere, sogenannte "soft TPE" (in der Folge sTPE genannt) bestehend aus AI) 10 bis 70 Gew.-% - vorzugsweise 10 - 40 Gew.-% (bezogen auf die Behälterverschluss-Gesamtrezeptur) eines oder mehrerer weicher, thermoplastischer Elastomere vom Typ der StyrolBlock- [Ethylen-Buten] Block-StyrolBlock-Copolymere, sogenannte SEBS und A2) 10 bis 70 Gew.-% - vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-% eines oder mehrerer weicher, nicht mittels Metallocen-Katalysatoren polymerisierter, thermoplastischer Polyolefin-Elastomere, sogenannte "non-Metallocene soft TPE" (in der Folge nMsTPE genannt) und

B) vernetzbare, d.h. noch unmittelbar oder mittelbar polymerisierbare Doppelbindungen aufweisende Dien-Copolymerisate (in der Folge "vernetzbare PDs" oder "vPD" genannt) , wobei die Anteile von A) jene von B) überwiegen.

1. thermoplastisches Verformen eines vernetzbaren und zur Schäumung geeigneten Kunststoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 13 bei gleichzeitiger Schäumung und

2. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe für Behälterverschlüsse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile von A) in einem Bereich zwischen 60 bis 80 Gew.% und die Anteile von B) in einem Bereich zwischen 40 bis 20% Gew.% liegen.

2. anschliessende, direkte oder indirekte Vernetzung der in der Komponente B) des Kunststoffes vorliegenden, aktivierbaren Doppelbindungen.

3. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie C) Komponenten in einem Anteil von 0 - 20 Gew.-% aufweisen, welche mittels Metallocen-Katalysatoren polymerisierte thermoplastische Polyolefine (in der Folge MTPO genannt) sind.

4. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Typs A2) durch Copolymerisierung von Olefinen mit nicht-endständigen Doppelbindungen und Ethylen unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren herstellbar sind.

5. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Typs A2) Shore A-Härten, gemessen am ungeschäumten Kunststoff nach ISO 868, zwischen 40 und 65 aufweist.

NACHGEREICHT

6. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Typs AI) Shore A-Härten, gemessen am ungeschäumten Kunststoff nach ISO 868, zwischen 40 und 90 aufweist.

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CONSTANTIA PACKAGING AG in Wien (AT)

(Neue) Patentansprüche:

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Behälterverschlüssen umfassend folgende Schritte:

7. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente B) Dien- (Co) -Polymere (im Folgenden vPD genannt) vorliegen, welche pro Dien-Einheit auch nach deren Einbau in das vPD-Molekül noch zumindest eine Doppelbindung aufweisen, die für eine vernetzende Nachpolymerisation aktivierbar ist.

8. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelbindung (en) der Dien-Einheit direkt, vorzugsweise durch energiereiche Strahlung, wie Elektronen- oder g-Strahlung, oder durch Radikalinitiatoren, die erst bei höherer Temperatur als die Formtemperatur anspringen, für eine vernetzende Nachpolymerisation aktivierbar ist (sind) .

9. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelbindung (en) der Dien-Einheit indirekt aktivierbar ist (sind), wobei es sich um "verkappte" Doppelbindungen handelt, die erst nach erfolgter Formgebung zum Behälterverschluss für die vernetzende Nachpolymerisation freigegeben werden.

10. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die indirekt aktivierbaren, verkappten Doppelbind-ungen durch Dienyl-Silan-Ethylen-Copolymere bereitgestellt werden.

11. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in Form eines Kunststoff-Granulat-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Komponenten A) , B) oder C) mineralische Füllstoffe von bis zu 5 Gew. -Teilen bezogen auf 100 Gew. -Teile des gesamten Kunststoff-Granulat-Gemisches enthält.

12. Vernetzbare und zur Schäumung geeignete Kunststoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in Form eines Kunststoff-Granulat-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Komponenten A) , B) oder C) organische Füllstoffe, wie Stärke oder Zellulosepulver, vorzugsweise mikrokristalline Cellulose, von bis zu 15 Gew. -Teilen bezogen auf 100 Gew. Teile des gesamten Kunststoff-Granulat-Gemisches enthält.

13. Verfahren zur Herstellung von geschäumten, dauerelastischen Behälterverschlüssen umfassend folgende Schritte:

14.Verfahren nachAnspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass dieSchäumung auf physikalischem Weg bei der Extrusion des Kunststoffes erfolgt.

15.Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieSchäumung auf chemischem Weg durch Treibmittel im Rahmen eines<S>pritzgussverfahrens erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Schäumung auf physikalischem Weg bei der Extrusion des Kunststoffes erfolgt .

16.Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieNachvernetzung direkt erfolgt, wobei der geschäumte Kunststoff auf höhere Temperaturen als die Spritzguss- oder Extrusionste peratur zurAktivierung der Radikalinitiatoren oder des Starts einerVulkanisationsreaktion gebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäumung auf chemischem Weg durch Treibmittel im Rahmen eines Spritzgussverfahrens erfolgt.

17.Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieNachvernetzung direkt durch Strahleninduktion erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachvernetzung direkt erfolgt, wobei der geschäumte Kunststoff auf höhere Temperaturen als die Spritzguss- oder Extrusionstemperatur zur Aktivierung der Radikalinitiatoren oder des Starts einer Vulkanisationsreaktion gebracht wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachvernetzung direkt durch Strahleninduktion erfolgt.

19. erfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachvernetzung indirekt durch Dämpfung mit Wasserdampf zur Abspaltung der verkappten Doppelbindungen unter anschliessenden Erwärmen zur Induzierung einer radikalischen Vernetzung erfolgt.

CONSTANTIA PACKAGING AG vertreten durch:

Dr. Ka irriinn DDuunngglleerr (Ausweis Nr. 19) irriinn DDuunngglleerr l

18.Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dassdieNachvernetzung indirekt durch Dämpfung mit<W>asserdampf zurAbspaltung der verkappten Doppelbindungen unter anschliessendenErwärmen zur Induzierung einer radikalischen Vernetzung erfolgt.

CONSTANTIA PACKAGING AG vertreten durch:

Dr. Karin Dungl[beta]r (Ausweis Nr. 419)

NACHGEREICHT