DE10144555A1 - Kunststoff - Google Patents
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Abstract
Ein Kunststoff besteht aus einer Hauptkomponente Polyäthylen-Terephtheralat (PET) oder Polyäthylen (PE), mindestens einer Nebenkomponente in Form von Polypropylen und/oder Polyäthylen und/oder Polycarbonat und/oder Schlagzäh-Modifikatoren und einer Komponentenzugabe, die Nano-Additive aufweist, die in der an sich bekannten Dünnfilmtechnologie mit der Hauptkomponente PET oder PE oder einer Teilkomponente PET oder PE als Trägerstoff verschmolzen sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoff.
Insbesondere zur Herstellung von hochwertigen Produkten wird bislang als Kunst
stoff Acryl-Butadien-Styrol (ABS) eingesetzt, bspw. bei der Herstellung von Spiel
zeug, Audio-, Video- oder Mediengehäusen als Spritzguß- oder Extrusionsprodukte.
Hinsichtlich der Fertigung, der Herstellungskosten sowie der Beschaffenheit ist der
bekannte Kunststoff jedoch mit einigen Nachteilen behaftet.
So läßt z. B. die Spritzgieß-, Extrusions- bzw. Entformbarkeit des Kunststoffes
ebenso zu wünschen übrig, wie die erzielbare Abbildegenauigkeit sowie die Fließ
fähigkeit bei der Verarbeitung, die jeweils für sich, erst recht jedoch in Kombinati
on miteinander, eine optimale Herstellung behindern.
Überdies ist der bislang eingesetzte Kunststoff relativ teuer, woraus sich gleichfalls
ein einen wirtschaftlichen Einsatz behindernder Nachteil ergibt.
Dies ist vor allem unter dem Aspekt besonders bedeutungsvoll, als der bekannte
Kunststoff in sehr großen Mengen hergestellt wird.
Dies betrifft gleichermaßen die Wiederverwertbarkeit des Kunststoffs, der recycled
nur in einer niederwertigen Kunststoffgruppe weiter zu verarbeiten ist, was zumin
dest in wirtschaftlicher Hinsicht unbefriedigend ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kunststoff zu
entwickeln, der einfacher und kostengünstiger herstell- und verarbeitbar ist, in sei
ner Qualität verbessert und die Wirtschaftlichkeit bei einer Wiederverwertung er
höht wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Kunststoff gelöst, der die Merkmale des An
spruchs 1 aufweist.
Durch den Einsatz von Polyäthylen-Terephthalat (PET) oder Polyäthylen (PE) als
Hauptkomponente findet ein sehr preiswerter Kunststoff Verwendung, der gegen
über dem bisher verwendeten Kunststoff in Form von Polycarbonat (PC), Polyamid
(PA), Polyacetalharz (POM), Polymethylmethaacrylat (PMMA), Acryl-Butadien-
Styrol (ABS), Polyvinyl-Chlorid (PVC) und Polyäthylen (HDPE, MDPE, LDPE)
einer niederwertigeren Kunststoffgruppe zugeordnet ist. Erst durch eine Zugabe von
Nebenkomponenten in Form von Polypropylen und/oder Polyäthylen und/oder Po
lycarbonat in einer Größenordnung von jeweils bis 50% zur Hauptkomponente, zu
der als Nebenkomponente im Bedarfsfall bis zu 50% zusätzlich oder alternativ
Schlagzäh-Modifikatoren beigefügt werden können, sowie einer Komponentenzu
gabe, die aus einer Mischung aus PET oder PE als Trägerstoff und Nano-Additiven
besteht, erfolgt sozusagen eine Veredelung des Kunststoffes, durch die nicht nur die
Vorteile des bislang eingesetzten Kunststoffs erreicht werden, sondern, wie sich
überraschend gezeigt hat, darüber hinausgehende, gegenüber den bekannten sowohl
hinsichtlich der Fertigung als auch hinsichtlich der Verwendung eine erhebliche
Verbesserung darstellen.
Der Anteil der Hauptkomponente PET oder PE kann bis 99% betragen, während
die Komponentenzugabe bis 50% zugegeben wird.
Dabei kann die Hauptkomponente aus PET- oder PE-Neuware (Granulat) und/oder
PET- bzw. PE-Recyclingware aus der PET- bzw. PE-Rückführung (Fla
kes/Mahlgut/Pulver) bestehen.
Erfindungswesentlich ist, daß die Nebenkomponente sowie die Komponentenzuga
be gemeinsam mit der Hauptkomponente in der an sich bekannten Dünnfilmtech
nologie extrudiert werden.
Dabei werden die eingebrachten Komponenten, also die Nano-Additive sowie das
PET oder PE, das Polypropylen und/oder das Polyäthylen und/oder das Polycarbo
nat über zwölf dichtkämmende, sich gleichsinnig drehende Schnecken eines Extru
ders so verarbeitet, daß insbesondere aufgrund einer außergewöhnlichen Entga
sungsleistung der vielen Stromteilungen der Produktschmelze und der großen An
zahl an Zwickelpassagen die dispersive als auch die distributive Mischwirkung der
Schmelze verbessert wird. Dies bewirkt eine stoffliche Realisierung des Kunststof
fes, die in vielen Bereichen über die Eigenschaften des bekannten Kunststoffes hin
ausgeht.
So wird eine wesentlich höhere thermische Stabilität erreicht, bei gleichzeitig ver
besserter Fließfähigkeit. Auch ist gegenüber dem Stand der Technik eine bessere
Entform- und Einfärbbarkeit des gespritzten oder extrudierten Kunststoffes mög
lich, bei gleichzeitiger Reduzierung von Deformationen der gespritzten oder extru
dierten Teile. Hierzu zählt auch eine höhere Form- bzw. Dimensionsstabilität und
eine verbesserte Abbildgenauigkeit.
Ein größerer Reinheitsgrad und eine gleichermaßen verbesserte Transparanz und
Brillanz führen zu einer optimierten Verwendbarkeit, insbesondere dort, wo es auf
diese Eigenschaften im besonderen ankommt.
Hinsichtlich der Herstellung des neuen Kunststoffes ist ein geringerer Energieein
satz bemerkenswert, ebenso wie die Bereitstellung geringerer Massetemperaturen,
zu denen verbesserte Zykluszeiten und geringere Ablagerungen in der Spritzguß
form oder bei der Extrusion als hervorragend anzusehen sind.
Durch den Einsatz der Dünnfilmtechnologie besteht auch die Möglichkeit, nicht
kompatible Kunststoffe optimal zu legieren, was naturgemäß kompositorisch Frei
heiten erlaubt, die weit über das Bekannte hinausgehen.
Als Nano-Additive werden vorzugsweise Kombinationen von hochwertigen Nano-
Wachsen und/oder Kombinationen von hochwertigen Nano-Füllstoffen und/oder
Kombinationen von hochwertigen Nano-Modifikatoren eingesetzt, wobei die Zuga
be von Nano-Füllstoffen das thermische Verhalten wie auch das Schrumpfverhal
ten, also die Abformbarkeit beim Spritzgießen oder Extrudieren des Kunststoffes,
positiv beeinflußt.
PET oder PE als Grundstoff sind aufgrund ihrer Zähigkeit relativ schwer zu verar
beiten. Erst durch den Zusatz der Nano-Additive wird die Fließfähigkeit verändert
und damit die Verarbeitbarkeit sowie das genannte Abformen in einer selbst gegen
über dem bislang eingesetzten hochwertigen Kunststoff verbesserten Art und Weise
möglich.
Neben den genannten Vorteilen ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik auch
eine Verbesserung bezüglich einer Wiederverwertung des neuen Kunststoffs. So ist
dieser durchaus für Produkte wieder einsetzbar, die einen hohen PET- oder PE-
Anteil aufweisen, beispielsweise Flaschen, Folien, Behälter, PET- oder PE-
Textilien- und Bänder etc.. Gegenüber der Recycelfähigkeit der bislang eingesetzten
Kunststoffe bedeutet dies die Verwendung in einer höherwertigen Kunststoffgrup
pe, wodurch die Produktenvielfalt, zu der diese Kunststoffe wieder verarbeitet wer
den können, relativ groß ist. Wie sich gezeigt hat, wird durch die Anwendung des
der Dünnfilmtechnologie eine wesentlich höhere Flexibilität, eine staubfreie Einar
beitung der Komponenten, eine wesentlich höhere Produktqualität, eine geringere
Belastung der Schmelze, eine optimale und homogene Einarbeitung der Kompo
nentenzugaben und Nebenkomponenten, eine gute Barriereeigenschaft des Fertig
produktes, optimale dielektrische Eigenschaften, eine optimale Nukliierung erreicht,
wobei auf ein Vortrocknen der Komponenten verzichtet werden kann. Bislang war
zur Verarbeitung des Kunststoffes eine energieintensive und damit teure Vor
trocknung des Granulats erforderlich.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Hauptkomponente PET oder PE mit der
Nebenkomponente sowie der Komponentenzugabe zu vermischen, wobei diese je
weils in Granulatform vorliegen. Die Komponentenzugabe, die aus der Teilkompo
nente PET oder PE als Trägerstoff und den Nano-Additiven besteht, wird in der ge
nannten Dünnfilmtechnologie hergestellt. Hierbei liegt die Teilkomponente PET
oder PE in einem Anteil von bis 99% vor, während die Nano-Additive als Anteile
bis 60% beigemischt sein können.
Die Nebenkomponente kann als Granulat, Mahlgut oder Pulver dem Kunststoffgra
nulat insgesamt beigemischt sein, das dann die Ausgangsbasis für den herzustellen
den Kunststoff bildet, der durch Spritzgießen, Extrudieren, Pressen oder Spritzbla
sen verarbeitbar ist.
Bei der Verarbeitung der miteinander vermischten Granulat-Komponenten kann es
jedoch zu Entmischungen kommen, so daß das vorbestimmte Mischungsverhältnis
zwischen der Hauptkomponente, der Nebenkomponente und der Komponentenzu
gabe in unerwünschter Weise variieren kann.
Um dies zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, in Granulat- und/oder Flakeform
vorliegendes PET oder PE als Hauptkomponente, das Polypropylen und/oder Po
lyäthylen und/oder Polycarbonat und/oder Schlagzäh-Modifikatoren wie die Kom
ponentenzugabe, die aus Nano-Additiven und der Teilkomponente PET oder PE als
Trägerstoff besteht, in Granulatform gemeinsam mittels der Dünnfilmtechnologie
zu verschmelzen, so daß als Ausgangsprodukt für die Weiterverarbeitung ein Gra
nulat vorliegt, dessen einzelne Granulatkörper jeweils die gleichen Bestandteile an
PET oder PE, Nebenkomponente und Nano-Additiven aufweist.
Hierdurch wird eine gleichbleibende, homogene Verarbeitung des fertigen Granu
lats gewährleistet, allerdings ohne die Möglichkeit, das Mischungsverhältnis un
mittelbar, flexibel vor der Weiterverarbeitung zu verändern, wie es bei der vorbe
schriebenen Granulaterstellung möglich ist.
Anstelle der Komponentenzugabe in Form von zu Granulat verschmolzenem PET
oder PE als Trägerstoff und Nano-Additiven kann auch eine Granulatherstellung
mittels der Dünnfilmtechnologie erfolgen, bei der die Hauptkomponente PET oder
PE die Nebenkomponente und die Nano-Additive, ohne die Teilkomponente PET
oder PE, miteinander verschmolzen werden.
Die genannten Einsatzformen haben allesamt den Vorteil, daß sie für kleinere Men
gen an herzustellendem Granulat geeignet sind.
Für große Mengen hingegen bietet sich eine Herstellung an, bei der das PET oder
PE als Hauptkomponente als Schmelze vorliegt, der die Nebenkomponente sowie
die Nano-Additive zugegeben werden, und zwar Letztere entweder mit Teilkompo
nente, wobei dann die Komponentenzugabe in Granulatform oder ebenfalls in ge
schmolzener Form vorliegt, oder ohne Teilkomponente PET oder PE, bei der dann
die Nano-Additive unmittelbar der als Schmelze vorliegenden Hauptkomponente
PET oder PE zugegeben werden. In diesem Sinn erfolgt auch eine Zugabe der Ne
benkomponente. In jedem Fall werden die anderen Komponenten mittels der Dünn
filmtechnologie gemeinsam verarbeitet.
Claims (14)
1. Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente Polyäthylen-Terephtheralat
(PET) oder Polyäthylen (PE), mindestens einer Nebenkomponente in Form von
Polypropylen und/oder Polyäthylen und/oder Polycarbonat und/oder Schlagzäh-
Modifikatoren und einer Komponentenzugabe, die Nano-Additive aufweist, die in
der an sich bekannten Dünnfilmtechnologie mit der Hauptkomponente PET oder
PE oder einer Teilkomponente PET oder PE als Trägerstoff verschmolzen sind.
2. Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nano-Additive aus
einer Kombination von hochwertigen Nano-Wachsen und/oder einer Kombination
von hochwertigen Nano-Füllstoffen und/oder einer Kombination von hochwertigen
Nano-Modifikatoren gebildet sind.
3. Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponentenzu
gabe in einem Anteil von bis zu 50% vorliegt.
4. Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkomponente
in einem Anteil bis 50% vorliegt.
5. Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkomponente
und/oder die Teilkomponente aus PET- oder PE-Neuware und/oder PET- oder PE-
Recyclingware bestehen.
6. Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Teil
komponente PET oder PE an der Komponentenzugabe bis 99% und der Anteil der
Nano-Additive bis 60% beträgt.
7. Granulat als Vorprodukt zur Herstellung des Kunststoffes nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Granulat aus einer Mischung von Granulatkörpern aus der Haupt
komponente PET oder PE, Granulatkörpern oder Mahlgut oder Pulver der Nebenkompo
nente und Granulatkörpern aus der in der Dünnfilmtechnologie extrudierten Komponen
tenzugabe besteht, wobei diese aus der Teilkomponente PET oder PE als Trägerstoff und
Nano-Additiven besteht.
8. Granulat als Vorprodukt zur Herstellung des Kunststoffes nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß das Granulat aus Granulatkörpern besteht, die jeweils
aus in der Dünnfilmtechnologie gemeinsam extrudiertem PET oder PE, Neben
komponente und Komponentenzugabe in Form von Nano-Additiven bestehen.
9. Verfahren zur Herstellung des Kunststoffs nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zunächst die Komponentenzugabe durch Extrusion der Teilkompo
nente PET oder PE und der Nano-Additive mittels Dünnfilmtechnologie gefertigt
und anschließend das daraus gebildete Granulat durch Extrusion gemeinsam mit
Granulat der Hauptkomponente PET oder PE und der Nebenkomponente mittels
der Dünnfilmtechnologie verschmolzen und zu Granulat verarbeitet wird.
10. Verfahren zur Herstellung des Kunststoffs nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hauptkomponente PET oder PE, die Nebenomponente und die
Komponentenzugabe in Form der Teilkomponente PET oder PE als Trägerstoff
und der Nano-Additive als Schmelze in den Dünnfilmtechnologie-Extruder einge
bracht werden.
11. Verfahren zur Herstellung des Kunststoffs nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Granulat durch Extrusion der Hauptkomponente PET oder PE
und der Nebenkomponente unter Beimischung der Nano-Additive mittels Dünn
filmtechnologie hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkompo
nente PET oder PE als Granulat oder Flakes dem Extruder zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkompo
nente PET oder PE, die Nebenkomponente und die Komponentenzugabe als
Schmelze dem Extruder zugeführt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkompo
nente PET oder PE als Schmelze, die Nebenkomponente und die Komponentenzu
gabe jeweils als Granulat dem Extruder zugeführt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10144555A DE10144555A1 (de) | 2001-05-08 | 2001-09-11 | Kunststoff |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10122156 | 2001-05-08 | ||
DE10144555A DE10144555A1 (de) | 2001-05-08 | 2001-09-11 | Kunststoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10144555A1 true DE10144555A1 (de) | 2002-11-14 |
Family
ID=7683911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10144555A Withdrawn DE10144555A1 (de) | 2001-05-08 | 2001-09-11 | Kunststoff |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10144555A1 (de) |
-
2001
- 2001-09-11 DE DE10144555A patent/DE10144555A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |