DE19824699B4

DE19824699B4 - Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkarte

Info

Publication number: DE19824699B4
Application number: DE1998124699
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Fischer
Original assignee: Orga Kartensysteme GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: DE19824699A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Kunststoftkarte ausPC, beidem
– in einem ersten Schritt FC in Form von Granulat und/oder Mahlgut und Hilfsstoffe in Formvon Granulat und/oder Mahlgut jeweils in einem vorbestimmten Mengenverhaltnis in den Fülltrichter (2) eines Extruders (1) einer Spritzgießmaschine eingebracht werdern,
– in einemzweiten Schritt das PC und die Hilfsstoffe in dem Extruder (1) unter Ausbildung einer homogenen Schmelze vermischt werden,
– in einem dritten Schritt die aufgeschmolzene Mischung in den Formraum der Spritzgießmachine zur Ausbildung des Körpers eingespritzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkarte aus PC-Recyclat hergestellt wird und dass dem PC-Recyclat ein Schlagzähmacher zugegeben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkarte, wie beispielsweise Telefonkarten, Bankkarten, Ausweiskarten o. dgl.
Derartige Karten werden sowohl im Laminationsverfahren als auch im Spritzgießverfahren hergestellt.
Im Laminationsverfahren werden zur Kartenherstellung zwei oder mehrere Kunststoffschichten unter dem Einfluß von Druck und Wärme miteinander verbunden. Ein hierfür häufig verwendetes Material ist PVC (Polyvinylchlorid).PVC ist preisgünstig, hat jedoch den Nachteil einer nur geringen Temperaturbeständigkeit. Außerdem ist die Lebensdauer von PVC-Karten aufgrund von Materialalterung durch Witterungseinflüsse und Sonneneinstrahlung begrenzt. Darüber hinaus gilt PVC wegen seines Chlorgehalts als umweltschädlich. Zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit und der Lebensdauer wird bei der Kartenherstellung auf eine Kartenkernschicht aus PVC zusätzlich beidseitig eine Kartendeckschicht (sogenannte Overlay-Schicht) aus PC (Polycarbonat) auflaminiert, da PC eine hohe Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer besitzt. Eine derartige Karte ist z. B. in der EP 0 430 282 B1 beschrieben. PC ist jedoch gegenüber anderen Kartenmaterialien sehr teuer. Eine im Spritzgießverfahren hergestellte Karte aus ABS (Acryl-Butadien-Styrol) ist beispielsweise aus der EP 0 267 826 B1 bekannt. Auch diese Karte läßt sich preisgünstig herstellen, jedoch ist ABS nicht so witterungsbeständig wie PC.

Aus der EP 0 276 390 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffgegenstandes aus PC bekannt, bei dem PC in Form von Granulat und/oder Mahlgut und Hilfsstoffe in Form von Granulat und/oder Mahlgut in einem vorbestimmten Mengenverhältnis in den Fülltrichter eines Extruders einer Spritzgießmaschine eingebracht werden. Das PC und die Hilfsstoffe werden in dem Extruder unter Ausbildung einer homogenen Schmelze vermischt, und dann wird die aufgeschmolzene Mischung in den Formraum der Spritzgießmaschine zur Ausbildung des Körpers eingespritzt. Das bekannte Verfahren ist jedoch nicht vorgesehen zur Herstellung von Kunststoffkarten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkarte aus Polycarbonat zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 13 gelöst. Die sich jeweils anschließenden Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen.

Erfindungsgemäß wird die Karte im Spritzgießverfahren unter Verwendung von Recycling-Polycarbonat hergestellt. Sortenreines Recycling-Polycarbonat ist kostengünstig beispielsweise durch die Verwertung von ausgedienten Compact Disc's (Audio-CD's sowie CD-ROM's), die einen u. a. mit Metall beschichteten Polycarbonat-Rohling aufweisen, erhältlich. Nach einer mechanischen und/oder chemischen Entschichtung der CD's stehen sortenreine PC-Rohlinge zur Verfügung, die nach einer Zerkleinerung als Mahlgut oder nach einer Zerkleinerung und anschließender Regranulierung als Recycling-PC-Granulat beim Kartenhersteller erfindungsgemäß Verwendung finden können.

Allerdings haben Biegeversuche (gemäß ISO 10373) mit Spritzgieß-Karten aus nur Recycling-PC-Granulat gezeigt, daß die so hergestellten Karten zu spröde (geringe Schlagzähigkeit) sind und bereits nach deutlich weniger als 1000 Biegungen brechen. Außerdem ist sortenreines Recycling-PC-Granulat als Ausgangsmaterial farblos, wohingegen die Karten standardmäßig opak/weiß sein sollen. Damit ist das von einem Kunststoffwiederverwertungsunternehmen angelieferte Recycling-PC für den Kartenhersteller nicht ohne weiteres zum Spritzgießen von Karten verwendbar.

Erfindungsgemäß werden nun in den Fülltrichter des Extruders an der Spritzgießmaschine zusätzlich zum Recycling-PC in Form von Granulat und/oder Mahlgut auch ein Schlagzähmacher als Hilfsstoffe und gegebenenfalls Weißpigmente, jeweils in einem vorbestimmten Mengenverhältnis, eingebracht. Das Recycling-PC und die Hilfsstoffe werden dann in dem Extruder unter Ausbildung einer homogenen Schmelze vermischt. Die aufgeschmolzene Mischung wird dann in den Formraum der Spritzgießmaschine zur Ausbildung des Kartenkörpers eingespritzt. Nach dem Entformen wird auf diese Weise vorzugsweise eine weiße Karte mit guten mechanischen Eigenschaften erhalten. Biegeversuche haben gezeigt, daß diese Karten mehr als 15.000 Biegungen standhalten.

Als Schlagzähmacher wird vorzugsweise ein Gemisch aus Styrolethylenbutadien und Acrylbutadiensytrol oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) eingesetzt. Der Gewichtprozentanteil des Schlagzähmachers bezogen auf die Gesamtmenge (Reycling-PC und Hilfsstoffe) beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 20%. In einer besonders vorteilhaften Weise wird auch noch ein Verträglichkeitsmacher (ein sogenannter Polymer Compatibilizer) als Hilfsstoff beigegeben, der die Verträglichkeit zwischen dem Recycling-PC und dem Schlagzähmacher erhöht, so daß diese sich möglichst homogen durchmischen. Der Gewichtprozentanteil des Verträglichtkeitsmachers bezogen auf die Gesamtmenge (Recycling-PC und Hilfsstoffe) beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 15 %. Als Hilfsstoff kommen Polyester, z. B. Polyethylenterepthalt, oder styrol basierende Polymere, wie ABS oder ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester) in Frage.

Als Weißpigment wird vorzugsweise Titandioxid mit einem Gew.%-Anteil zwischen 3 und 10% beigegeben.

Diese Hilfsstoffe werden vorzugsweise als Granulat in Form eines sogenannten Masterbatches beigegeben, wobei die verschiedenen Hilfsstoffe (Schlagzähmacher, Weißpigmente, Verträglichkeitsmacher) in jedem Granulatkorn vorhanden sind.

Ferner ist es vorgesehen, eine mechanische Vordurchmischung von Recycling-PC-Granulat und Masterbatch-Granulat in dem Fülltrichter des Extruders oder in einer vorgeschalteten Mischvorrichtung durchzuführen.

Anstatt wie vorstehend beschrieben, das Recycling-PC und das Masterbatch erst unmittelbar in dem Extruder der Spritzgießmaschine zu dem abzuspritzenden „Compound" zu vermischen, ist es ferner vorgesehen, das Recycling-PC in Form von Granulat und/oder Mahlgut und die Hilfsstoffe in Form von Granulat und/oder Mahlgut, vorzugsweise als Masterbatch-Granulat jeweils in einem bestimmten Mengenverhältnis in einer von der Spritzgießmaschine separaten Vorrichtung, beispielsweise ebenfalls ein Extruder oder eine Plastifiziervorrichtung, unter Ausbildung einer homogenen Schmelze miteinander zu vermischen und anschließend aus dieser Schmelze durch Heiß- oder Kaltabschlag ein Compound-Granulat herzustellen. Dieses Compound-Granulat wird dann in den Fülltrichter des Extruders an der Spritzgießmaschine eingebracht, und das aufgeschmolzene Compound-Granulat wird in den Formraum des Spritzgießwerkezuges zur Ausbildung des Kartenkörpers eingespritzt. Bezüglich der Mengenverhältnisse und der Hilfsstoffe gilt das oben ausgeführte.

Ein Kartenhersteller wird somit in die Lage versetzt, kostengünstig Karten aus Polycarbonat herzustellen, die eine hohe mechanische Belastbarkeit, eine gute Temperaturbeständigkeit und eine lange Lebensdauer aufweisen. Darüber hinaus wird hiermit eine hochwertige Wiederverwertung von sortenrein aus „Kunststoffabfällen" gewonnenem Polycarbonat geschaffen.

Zur Veranschaulichung wird auf die 1 bis 3 verwiesen, wo schematisch eine Spritzgießmaschine mit Extruder (1) und Fülltrichter (2) sowie dem den Formraum bildenden Spritzgießwerkzeug (3) gezeigt ist. In 1 befinden sich in dem Fülltrichter (2) Recycling-PC-Granulat und das Masterbatch-Granulat, die in dem Extruder (1) unter Ausbildung einer homogenen Schmelze vermischt werden. In 2 ist das Einspritzen der homogenen Schmelzmischung aus Recycling-PC und Masterbatch in den Formraum des Spritzgießwerkzeuges (3) gezeigt. 3 zeigt das Entformen und die entnommene Karte.
Falls es sich bei den herzustellenden Karten um Chipkarten handelt, wird der Kartenkörper vorzugsweise unter Ausbildung der Kavität zur Aufnahme des Chipmoduls gespritzt.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kunststoftkarte aus PC, beidem – in einem ersten Schritt FC in Form von Granulat und/oder Mahlgut und Hilfsstoffe in Form von Granulat und/oder Mahlgut jeweils in einem vorbestimmten Mengenverhaltnis in den Fülltrichter (2) eines Extruders (1) einer Spritzgießmaschine eingebracht werdern, – in einem zweiten Schritt das PC und die Hilfsstoffe in dem Extruder (1) unter Ausbildung einer homogenen Schmelze vermischt werden, – in einem dritten Schritt die aufgeschmolzene Mischung in den Formraum der Spritzgießmachine zur Ausbildung des Körpers eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkarte aus PC-Recyclat hergestellt wird und dass dem PC-Recyclat ein Schlagzähmacher zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlagzähmacher ein Gemisch aus Styrolethylenbutadien und Acrylbutadiensytrol eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlagzähmacher ABS eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gew.%-Anteil des Schlagzähmachers bezogen auf die Gesamtmenge (Recycling-PC und Hilfsstoffe) zwischen 3 und 20% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoff Titandioxid eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gew.%-Anteil des Farbstoffes zwischen 3 und 10% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstoff zusätzlich ein Verträglichkeitsmacher eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verträglichkeitsmacher ein Polyester, z. B. Polyethylenterephtalt, eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verträglichkeitsmacher ein styrol basiertes Polymer, z. B. ABS oder ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gew.%-Anteil des Verträglichkeitsmachers zwischen 3 und 15 % beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Hilfsstoffe in einem Masterbatch-Granulat integriert (compoundiert) vorliegen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fülltrichter (2) eine Durchmischung von Recycling-PC und Hilfsstoffen/Masterbatch-Granulat durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkarte aus FC, bei dem – in einem ersten Schritt FC in Form von Granulat und/oder Mahlgut und Hilfsstoffe in Form von Granulat und/oder Mahlgut jeweils in einem vorbestimmten Mengenverhältnis in den Fülltrichter (2) eines Extruders (1) einer Spritzgießmaschine eingebracht werden, – in einem zweiten schritt das FC und die Hilfsstoffe in dem Extruder unter Ausbildung einer homogenen Schmelze vermischt werden, – in einem dritten Schritt die aufgeschmolzene Mischung in den Formraum der Spritzgießmaschine zur Ausbildung des Kartenkörpers eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet , dass – dass die Kunststoffkarte aus PC-Recyclat hergestellt wird, dass dem PC-Recyclat ein Schlagzähmacher zugegeben wird und dass die Schmelze vor dem Spriehgiesen unter Ausbildung eines Compound-Granulats granuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlagzähmacher ein Gemisch aus Styrolethylenbutadien und Acrylbutadiensytrol eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlagzähmacher ABS eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gew.%-Anteil des Schlagzähmachers bezogen auf die Gesamtmenge (Reycling-PC und Hilfsstoffe) zwischen 3 und 20% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoff Titandioxid eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gew.%-Anteil des Farbstoffes zwischen 3 und 10% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstoff zusätzlich ein Verträglichkeitsmacher eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Verträglichkeitsmacher ein Poyester, z. B. Polyethylenterephtalt, eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Verträglichkeitsmacher ein styrol basiertes Polymer, z. B. ABS oder ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gew.%-Anteil des Verträglichkeitsmachers zwischen 3 und 15% beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Hilfsstoffe in einem Masterbatch-Granulat integriert (compoundiert) vorliegen.