DE19913419A1 - Styrolharzschlauchfolie, Laminat und Behälter - Google Patents
Styrolharzschlauchfolie, Laminat und BehälterInfo
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Abstract
Styrolharzschlauchfolie, die erhalten wird durch Verarbeiten eines Materials, das ein syndiotaktisches Styrolpolymer enthält, mit einem Schmelzindex (MI) von 0,5-20 und einer Kirstallisationstemperatur von weniger als 236 DEG C. Die Folie besitzt einen Kristallisationsgrad von weniger als 30% und eine Zerreißdehnung, dargestellt durch die Summe der Drehung in longitudinaler Richtung in Prozent und der Dehnung in lateraler Richtung in Prozent von 15% oder mehr. Die Folie besitzt ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit, der Adhäsion im Thermolaminierungsschritt, der Thermoformbarkeit und der Flächenschlagzähigkeit. Ein Laminat, das die Schicht (A), gebildet aus der obigen Folie, und eine Styrolharzfolienschicht (B) einschließt, zeigt ausgezeichnete Thermoformbarkeit und Heißölbeständigkeit und kann recycelt werden, was die Herstellung von Behältern mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Heißölbeständigkeit erlaubt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Styrolharz
schlauchfolie, ein Laminat und einen Behälter. Genauer be
trifft die vorliegende Erfindung eine Styrolharzschlauchfo
lie, die spezifische Eigenschaften besitzt und die gebildet
wird aus einem Styrolpolymer mit überwiegend syndiotaktischer
Struktur (im folgenden einfach als "syndiotaktisches Polysty
rol" oder "SPS" bezeichnet), oder einer Harzzusammensetzung
davon; ein Laminat dieser Folie und einen Behälter, der in
seiner bevorzugten Form ein heißölbeständiger Harzschaumbe
hälter ist, und der eine Schicht der Schlauchfolie, eine
Schicht eines Styrolharzschaums und eine Styrolharzschicht
umfaßt. Hierin verwendet bezeichnet die "Schlauchfolie" eine
Folie, die erhalten wird durch ein Folienbildungsverfahren,
das als "Schlauchfolien-Extrusionsverfahren" oder "Aufblas
verfahren" bezeichnet wird.
In den letzten Jahren haben sich die Eßgewohnheiten ver
ändert und vorgekochte Mahlzeiten, die vor dem Essen erhitzt
werden, wie verpackte Mittagessen, wurden zunehmend populär.
Solche Mahlzeiten werden in einem Behälter verpackt, der aus
einer Anzahl von Harzen gebildet ist, und die verpackte Mahl
zeit wird direkt in einem Mikrowellenofen erhitzt. Die mei
sten Nahrungsmittel, die eine solche Mahlzeit bilden, sind in
einem eßbaren Öl vorgekocht. Daher müssen die Harze, die für
die Herstellung der Verpackungsmaterialien, die bei solchen
Mahlzeiten angewendet werden, eine hohe Hitzebeständigkeit
und Heißölbeständigkeit aufweisen. Auch müssen die Harze Wär
meisolierungseigenschaften und Zähigkeit besitzen, da die Be
hälter vorzugsweise unmittelbar nach dem Erwärmen mit bloßen
Händen gehandhabt werden. Weiterhin sollten unter dem Ge
sichtspunkt der Erhaltung der Umwelt die Harze für die Wie
derverwendung recycelt werden können.
Um die obigen Erfordernisse zu erfüllen, werden gewöhn
lich die folgenden Materialien weithin angewendet:
Folien oder Schäume mit niedrigem Expansionsverhältnis, die aus Polypropylenharzen oder PET gebildet sind;
Schichten oder Schäume, die aus gewöhnlichem Polystyrol harz oder wärmebeständigem Polystyrolharz gebildet sind;
wärmebeständige Folien, die aus Styrolcopolymeren gebil det sind; und
Laminate von wärmebeständigen Folien und Filmen, die aus handelsüblichen Polystyrol filmen, Polystyrolcopolymerfilmen oder Polypropylenfilmen gebildet sind, worin die wärmebestän digen Folien aus gewöhnlichem Polystyrolharzschaum oder wär mebeständigem Polystyrolharzschaum sind.
Folien oder Schäume mit niedrigem Expansionsverhältnis, die aus Polypropylenharzen oder PET gebildet sind;
Schichten oder Schäume, die aus gewöhnlichem Polystyrol harz oder wärmebeständigem Polystyrolharz gebildet sind;
wärmebeständige Folien, die aus Styrolcopolymeren gebil det sind; und
Laminate von wärmebeständigen Folien und Filmen, die aus handelsüblichen Polystyrol filmen, Polystyrolcopolymerfilmen oder Polypropylenfilmen gebildet sind, worin die wärmebestän digen Folien aus gewöhnlichem Polystyrolharzschaum oder wär mebeständigem Polystyrolharzschaum sind.
Diese Materialien stellen die obigen Anforderungen doch
nicht zufrieden und beinhalten einige Probleme. Z.B. weisen
Polypropylenharzfolien und PET-Folien eine ausgezeichnete
Wärmebeständigkeit und Heißölbeständigkeit auf, aber geringe
Wärmeisolierungseigenschaften. Folienschichten, die aus ge
wöhnlichem Polystyrol oder Polystyrolcopolymeren gebildet
werden, besitzen gute Thermolaminierungseigenschaften,
Thermoformbarkeit und Recyclingfähigkeit, aber eine geringe
Wärmebeständigkeit und Heißölbeständigkeit. Laminate aus Po
lystyrolschichten und Folien wie Polypropylenfolien besitzen
eine gute Heißölbeständigkeit, aber eine schlechte Recycle
barkeit, da sie einen Klebstoff für die Herstellung der Lami
nate enthalten. Insbesondere wenn ein Behälter, der aus ir
gend einem der obigen Materialien gebildet wird, für die Ver
packung von Nahrungsmitteln verwendet wird, die unter Verwen
dung von Kokosnußöl, das aufgrund seiner ausgezeichneten Ver
daubarkeit und Stabilität gegenüber Oxidation verwendet wird,
oder daraus hergestellten Glyceride vom mittleren Kettenlän
gentyp (als MCT-Öl bezeichnet) vorgekocht sind, bricht der
Behälter infolge seiner schlechten Heißölbeständigkeit.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Materialien ist das
kürzlich entwickelte syndiotaktische Polystyrol (als SPS ab
gekürzt) dafür bekannt einen hohen Kristallinitätsgrad und
ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit zu be
sitzen. SPS mit einem hohen Grad der Kristallinität besitzt
jedoch eine unzureichende Wärmeformbarkeit, was nachteilig
eine schwache Adhäsion in einem Laminat, das aus einer Folie
von SPS durch Thermolaminierung hergestellt wurde, bewirkt.
Weiterhin besitzt ein gereckter Film aus SPS eine schlechte
Thermoformbarkeit und das Thermoformen davon zur Herstellung
eines Behälters ist schwierig. Zusätzlich zu den obigen
SPS-Folien wurden verschiedene Laminate unter Verwendung von SPS
vorgeschlagen. Die japanische Patentanmeldung mit der Offen
legungsnummer (Kokai) Nr. 5-269907 offenbart ein Laminat von
SPS und geschäumtem Polystyrol, das eine ausgezeichnete Wär
mebeständigkeit, Ölbeständigkeit und Recyclebarkeit besitzt.
Da jedoch die Laminate SPS mit einem hohen Grad der Kri
stallinität enthalten, besitzen sie den Nachteil, daß die
Laminate infolge der schlechten Thermolaminierungseigenschaf
ten und Thermoformbarkeit leicht der Delaminierung unterlie
gen, und Behälter, die aus dem Laminat gebildet werden, sich
infolge einer Belastungsrelaxation in der Schaumschicht wäh
rend des Erwärmens leicht deformieren. Inzwischen hat die ja
panische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer (Kokai)
Nr. 5-111984 ein Laminat von SPS, mit einem niedrigen Grad
der Kristallinität und einer Polystyrolharzfolie offenbart,
das eine ausgezeichnete Thermoformbarkeit und Beständigkeit
gegenüber Fluorkohlenwasserstoffen besitzt, was durch Erhöhen
des Kristallinitätsgrades der SPS-Schicht nach dem Thermofor
men bewirkt wurde. Da jedoch das Laminat eine Folie aus SPS
mit einem niedrigen Grad der Kristallinität enthält, die
nicht durch ein Schlauchfolien-Extrusionsverfahren erhalten
wurde, besitzt die Folie eine niedrige Dehnung, und ein Be
hälter, der durch Thermoformen erzeugt wird, besitzt schlech
te mechanische Eigenschaften.
Im Hinblick auf die zuvor beschriebenen Probleme unter
nahmen die Erfinder der vorliegenden Erfindung ernsthafte Un
tersuchungen und fanden, daß eine spezifische Schlauchfolie,
die einen niedrigen Grad der Kristallinität aufweist und aus
einem Styrolpolymer mit überwiegend syndiotaktischer Struktur
gebildet ist, oder eine Zusammensetzung, die das Styrolpoly
mer enthält, eine ausgezeichnete Zerreißdehnung, Wärmebestän
digkeit, Heißölbeständigkeit, Thermolaminierungseigenschaft,
Thermoformbarkeit, etc. aufweist. Die Erfinder fanden auch,
daß ein Laminat, das aus den Harzmaterialien gebildet wird,
eine ausgezeichnete Recyclebarkeit und Thermoformbarkeit auf
weist und ein geeignetes Formmaterial für die Herstellung von
Behältern ist. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grund
lage dieser Befunde vervollständigt. Um die obigen Probleme
zu lösen, bestand eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in
der Bereitstellung einer Schlauchfolie mit ausgezeichneter
Verarbeitbarkeit, Adhäsion während der Thermolaminierung,
Thermoformbarkeit und Folienschlagzähigkeit. Eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstel
lung eines Laminates, das die Schlauchfolie beinhaltet, das
recycelt werden kann und eine ausgezeichnete Thermoformbar
keit und Ölbeständigkeit besitzt. Eine weitere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
Behälters, der durch Verarbeitung des Laminats hergestellt
wird.
Daher wird gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Er
findung eine Styrolharzschlauchfolie bereitgestellt, die er
halten wird durch Verarbeiten eines Styrolpolymers mit über
wiegend syndiotaktischer Struktur oder einer Harzzusammenset
zung, die das Styrolpolymer enthält, wobei die Folie einen
Kristallisationsgrad von 30% oder weniger und eine Zerreiß
dehnung, dargestellt durch die Summe des Dehnungsprozentsat
zes in longitudinaler Richtung und des Dehnungsprozentsatzes
in der lateralen Richtung von 15% oder mehr besitzt, worin
das Styrolpolymer oder die Zusammensetzung einen Schmelzindex
(MI) von 0,5 bis 20 bei 300°C und einer Belastung von 2,16 kg
für 10 Minuten, und eine Kristallisationstemperatur von weni
ger als 236°C aufweist.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
ein Laminat bereitgestellt, daß durch Laminieren von minde
stens (A) einer Schicht, die die Styrolharzschlauchfolie ge
mäß dem ersten Aspekt umfaßt, und (B) einer Schicht, die aus
einer Styrolharzfolie gebildet ist, erhalten wird.
Beim dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Laminat bereitgestellt, daß erhalten wird durch Laminierung
von mindestens (A) einer Schicht, die eine Schlauchfolie um
faßt, erhalten durch Verarbeitung des Styrolpolymers mit
überwiegend syndiotaktischer Konfiguration oder einer Harzzu
sammensetzung, die das Styrolpolymer enthält, und (B) einer
Schicht, die aus einer Styrolharzfolie gebildet ist, worin
die Schlauchfolie eine Kristallisationstemperatur von weniger
als 236°C und einen Kristallinitätsgrad von weniger als 35%
aufweist.
Bevorzugt besitzt die Schlauchfolienschicht (A) in den
Laminaten, die in dem zweiten und dritten Aspekt der vorlie
genden Erfindung beschrieben sind, eine Dicke von 20 bis 200
µm und die Styrolharzfolienschicht (B) eine Dicke von 200 bis
4000 µm.
Bevorzugt umfaßt die Schicht der Styrolharzfolie (B) in
den oben beschriebenen Laminaten ein geschäumtes Styrolharz.
Im vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Behälter bereitgestellt, der durch Thermoformen irgendeines
der in dem ersten bis dritten Aspekt beschriebenen Laminate
erhalten wird.
In einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
ein Behälter bereitgestellt, der aus einem heißölbeständigen
Harzschaum gebildet wird und die folgenden drei Schichten
aufweist:
- (A) eine innere Schicht, die aus einem Styrolpolymer mit überwiegend syndiotaktischer Konfiguration oder einer Harzzu sammensetzung, die das Styrolpolymer mit überwiegend syndio taktischer Konfiguration enthält, gebildet ist, und die eine Dicke von 10-300 µm aufweist;
- (B) eine Zwischenschicht, die aus einem geschäumten Sty rolharz gebildet ist und eine Dicke von 500 bis 4000 µm auf weist; und
- (C) eine äußere Schicht, die aus einem Styrolharz gebil det ist und eine Dicke von 20-300 µm aufweist.
Bevorzugt besitzt in dem obigen Behälter, der aus dem
heißölbeständigen Harzschaum gebildet wird, die innere
Schicht (A) einen Kristallinitätsgrad von weniger als 30%
und eine Zerreiß- bzw. Bruchdehnung, dargestellt durch die
Summe des Dehnungsprozentsatzes in longitudinaler Richtung
und des Dehnungsprozentsatzes in lateraler Richtung von 15%
oder mehr.
Die Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden
beschrieben.
Die Styrolharzschlauchfolie der vorliegenden Erfindung
kann erhalten werden durch ein bekanntes Schlauchfolien-Ex
trusionsverfahren unter Verwendung des unten beschriebenen
Styrolpolymers mit überwiegend syndiotaktischer Struktur oder
einer Harzzusammensetzung, die das Styrolpolymer mit überwie
gend syndiotaktischer Struktur enthält.
Der Ausdruck "syndiotaktische Struktur" bezeichnet eine
Struktur der chemischen Substanz, die die syndiotaktische
stereochemische Struktur aufweist, worin Seitenketten (Phe
nylgruppen) regulär alternierend oberhalb und unterhalb der
Ebene der Kette (Hauptkette, gebildet aus C=C-Bindungen) an
geordnet sind. Die quantitative Bestimmung der Taktizität
wird durch die kernmagnetische Resonanz unter Verwendung des
Kohlenstoffisotopes 13C-NMR durchgeführt. Die Taktizität ge
messen durch 13C-NMR wird dargestellt durch den Anteil einer
Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Aufbaueinheiten; Diaden,
wenn zwei Aufbaueinheiten vorhanden sind, Triaden, wenn drei
Aufbaueinheiten vorhanden sind, und Pentaden, wenn fünf Auf
baueinheiten vorhanden sind. In der vorliegenden Erfindung
bezeichnet der Ausdruck "Styrolpolymer mit überwiegend syn
diotaktischer Struktur" gemeinsam die folgenden Substanzen,
die im allgemeinen mit einer Syndiotaktizität von 75% oder
mehr, bevorzugt 85% im Falle der racemischen Diaden oder 30%
oder mehr, bevorzugt 50% oder mehr im Falle der racemi
schen Triaden ausgerüstet sind: Polystyrol, Poly(alkylsty
rol), Poly(halogenstyrol), Poly(halogenalkylstyrol), Poly
(alkoxystyrol), Poly(vinylbenzoesäureester), hydrierte Poly
mere davon, Mischungen davon, und Copolymere, die beliebige
dieser Bestandteile als überwiegende Komponente aufweisen.
Spezifische Beispiele der Poly(alkylstyrole) schließen Po
ly(methylstyrol), Poly(ethylstyrol), Poly(isopropylstyrol),
Poly(tert-butylstyrol), Poly(phenylstyrol), Poly(vinylnaph
thalin) und Poly(vinylstyrol) ein. Spezifische Beispiele der
Poly(halogenstyrole) schließen Poly(chlorstyrol), Poly(brom
styrol) und Poly(fluorstyrol) ein. Spezifische Beispiele der
Poly(halogenalkylstyrole) schließen Poly(chlormethylstyrol)
ein und spezifische Beispiele der Poly(alkoxystyrole) schlie
ßen Poly(methoxystyrol) und Poly(ethoxystyrol) ein.
Unter den oben aufgeführten Styrolpolymeren sind beson
ders bevorzugt Polystyrol, Poly(p-methylstyrol), Poly(m-me
thylstyrol), Poly(p-tert-butylstyrol), Poly(p-chlorstyrol),
Poly(m-chlorstyrol), Poly(p-fluorstyrol), hydriertes Styrol
und Copolymere, die diese Struktureinheiten enthalten.
Die oben beschriebenen Styrolpolymere, die hauptsächlich
die syndiotaktische Struktur aufweisen, können durch bekannte
Verfahren hergestellt werden. Z.B. werden in einem inerten
Kohlenwasserstofflösungsmittel (oder ohne Lösungsmittel) Sty
rolmonomere (die Monomere, die den gewünschten Styrolpolyme
ren entsprechen) polymerisiert unter Verwendung eines Kataly
sators, der erhalten wird durch Kondensation einer Titanver
bindung, Wasser und Trialkylaluminium (siehe z. B. japanische
Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer (Kokai) Nr. 61-187708).
Auch Poly(halogenalkylstyrole), und hydrierte Poly
mere davon können durch beliebige beschriebene Verfahren her
gestellt werden, z. B. die in der japanischen Patentanmeldung
mit der Offenlegungsnummer (Kokai) Nrn. 1-46912 und 1-178505
genannten.
Diese Styrolpolymere, die überwiegend syndiotaktische
Struktur aufweisen, können allein oder in Kombination von
zwei oder mehr verwendet werden.
Zusätzlich zu dem syndiotaktischen Polystyrol kann eine
Harzzusammensetzung, die das syndiotaktische Polystyrol ent
hält, auch als Formmaterial für die Bildung der Styrolharz
schlauchfolie der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Harzzusammensetzung umfaßt (1) eine Harzkomponente, die
syndiotaktisches Polystyrol enthält, und wahlweise (2) einen
anorganischen Füllstoff und (3) eine beliebige Anzahl von Ad
ditiven. Die Harzkomponente kann weiterhin ein anderes Harz
enthalten wie ein kautschukartiges Elastomer und/oder ein
thermoplastisches Harz, das von syndiotaktischem Polystyrol
verschieden ist. Beispiele der bevorzugten Harze in der Harz
komponente schließen Styrol-p-methylstyrolcopolymere mit 3-20
Mol-% p-Methylstyrol-Wiederholungseinheiten als syndiotakti
sches Polystyrol und verzweigte Polymere wie Hochdruckpoly
ethylen niedriger Dichte als thermoplastisches Harz, das von
dem syndiotaktischen Polystyrol verschieden ist, ein. Es be
steht keine besondere Einschränkung hinsichtlich des kau
tschukartigen Elastomers und es kann aus den unten erwähnten
Vertretern ausgewählt werden.
Beispiele von (3) den Additiven schließen ein, ein Anti
blockmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Keimbildungsmit
tel, ein antistatisches Mittel, ein Prozeßöl, einen Weichma
cher, ein Formtrennmittel, ein Flammschutzmittel, ein Flamm
schutzhilfsmittel und ein Pigment.
Die oben beschriebenen Komponenten können an einer Viel
zahl von Stufen zugemischt bzw. verknetet werden, z. B. wäh
rend (a) dem Schmelzkneten für das Mischen an einem beliebi
gen Produktionsschritt des syndiotaktischen Polystyrols, (b)
beim Schmelzkneten zum Mischen bei der Bildung der Harzzusam
mensetzung; oder (c) beim Trockenmischen und anschließenden
Verkneten in einem Extruder eines Gebläses während der Bil
dung der Schlauchfolie bzw. der Blasfolie.
Die Harzkomponenten umfassen syndiotaktisches Polystyrol
in einer Menge von 10 bis 98 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 98
Gew.-%, noch bevorzugter 40 bis 98 Gew.-% und ein kautschu
kartiges Elastomer und ein thermoplastisches Harz, das von
dem syndiotaktischen Polystyrol verschieden ist, in einer
solchen Menge, daß die Gesamtmenge der beiden 2 bis 90 Gew.-%,
bevorzugt 2 bis 80 Gew.-%, noch bevorzugter 2 bis 60 Gew.-%
beträgt.
Spezifische Beispiele der kautschukartigen elastischen
Materialien schließen ein: natürlicher Kautschuk, Polybutadi
en, Polyisopren, Polyisobutylen, Neopren, Polysulfid-Kaut
schuk, Thiokol-Kautschuk, Acryl-Kautschuk, Urethan-Kautschuk,
Silikon-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk, Styrol-Butadien-Block
copolymer (SBR), hydriertes Styrol-Butadien-Blockcopoly
mer (SEB), Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SBS), hy
driertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SEBS), Sty
rol-Isopren-Blockcopolymer (SIR), hydriertes Styrol-Isopren-Block
copolymer (SEP), Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer
(SIS), hydriertes Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer
(SEPS), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), Ethylen-α-Olefin-Co
polymer-Kautschuk wie Ethylen-Hexen-Copolymer und Ethylen-Octen-Copolymer,
Ethylen-Styrol-Copolymer-Kautschuk, Ethylen-
Styrol-quasi-statistischer Copolymer-Kautschuk, Ethylen-Pro
pylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und partikuläre Kern-Hüll-Elastomere,
einschließlich Butadien-Acrylnitril-Styrol-Kern-Hüll-Kautschuk
(ABS), Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Kern-Hüll-Kautschuk
(MBS), Methylmethacrylat-Butylacrylat-Styrol-Kern-Hüll-Kautschuk
(MAS), Octylacrylat-Butadien-Styrol-Kern-Hüll-Kautschuk
(MABS), Alkylacrylat-Butadien-Acrylnitril-Styrol-Kern-Hüll-Kautschuk
(AABS), Butadien-Styrol-Kern-Hüll-Kautschuk
(SBR), und Siloxan-enthaltende Kern-Hüll-Kaut
schuke, versetzt mit Methacrylat-Butylacrylat-Siloxanen. Auch
können Modifikationsprodukte dieser Kautschuke verwendet wer
den.
Beliebige bekannte thermoplastische Harze, ausgenommen
SPS, sind anwendbar, um die Harzzusammensetzung auf Styrolba
sis der Erfindung zu bilden. Genauer seien erwähnt z. B. Po
lyolefin-basierende Harze wie lineares Polyethylen hoher
Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Hochdruckpo
lyethylen niedriger Dichte, isotaktisches Polypropylen, syn
diotaktisches Polypropylen, Blockpolypropylen, statistisches
Polypropylen, Polybuten, 1,2-Polybutadien, Poly-4-methyl
penten, cyclische Polyolefine und Copolymere davon; Polysty
rol-basierende Harze wie ataktisches Polystyrol, isotakti
sches Polystyrol, HIPS, ABS, AS, Styrol-Methacrylsäure-Co
polymere, Styrol-Alkylmethacrylatester-Copolymere,
Styrol-Diglycidylmethacrylatester-Copolymere, Styrol-Acrylsäure
copolymere, Styrol-Alkylacrylatester-Copolymere,
Styrol-Maleinsäure-Copolymere oder Styrol-Fumarsäure-Copolymere; Po
lyesterharze wie Polycarbonate, Polyethylenterephthalat oder
Polybutylenterephthalat; Polyamide, wie Nylon 6 oder Polyamid
6,6; Polyphenylenether; und Polyarylensulfide.
Diese thermoplastischen Harze mit Ausnahme von SPS kön
nen allein oder in Kombination von zwei mehr verwendet wer
den.
Bei der Herstellung der Styrolharzfolie der vorliegenden
Erfindung wird ein thermoplastisches Harz, das von syndiotak
tischem Polystyrol verschieden ist, zweckmäßig ausgewählt un
ter dem Gesichtspunkt der erhöhten Zerreißdehnung und Schlag
zähigkeit; bevorzugt werden verwendet SPR, SEB, SBS; SEBS;
SIR; SEP; SIS; SEPS; Kern-Hüll-Kautschuke, EPM, EPDM, Polyo
lefin-basierende Harze wie lineares Polyethylen hoher Dichte,
lineares Polyethylen niedriger Dichte, Hochdruckpolyethylen
niedriger Dichte, isotaktisches Polypropylen, syndiotakti
sches Polypropylen-Block-Polypropylen, statistisches Polypro
pylen, Polybuten, 1,2-Polybutadien, Poly-4-methylpenten, cy
clische Polyolefine und Copolymere davon; Polystyrol
basierende Harze wie ataktisches Polystyrol, isotaktisches
Polystyrol, HIPS, ABS, AS, Styrol-Methacrylsäure-Copolymere,
Styrol-Alkylmethacrylatester-Copolymere, Styrol-Diglycidyl
methacrylatester-Copolymere, Styrol-Acrylsäure-Copolymere,
Styrol-Alkylacrylatester-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Co
polymere oder Styrol-Fumarsäure-Copolymere. Sie können zu
syndiotaktischem Polystyrol allein oder in Kombination von
zwei oder mehr Spezies hinzugegeben werden.
Um die Stabilität der Blase, die zu der Schlauchfolie
bzw. Blasfolie geformt wird, zu verbessern, kann ein ver
zweigtes Polymer wie unter Hochdruck verarbeitetes Polyethy
len niedriger Dichte bevorzugt verwendet werden.
Es besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich der
Form der anorganischen Füllstoffe und die Füllstoffe können
in Faserform, granulärer Form oder Pulverform vorliegen. Bei
spiele faserförmiger Füllstoffe schließen Glasfasern, Kohle
fasern und Whisker ein, und Beispiele von Anordnungen davon
schließen Gewebe, Vliese, geschnittene Bünde, zerhackte Fa
sern, Filamente und Whisker ein. Wenn sie in Form geschnitte
ner Bündel angeordnet sind, besitzen die Füllstoffe bevorzugt
eine Länge von 0,05-50 mm und einen Faserdurchmesser von
5-20 µm.
Beispiele der granulären und pulverförmigen Füllstoffe
schließen Talk, Ruß, Graphit, Titandioxid, Siliziumdioxid,
Mika, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumcarbonat, Magne
siumcarbonat, Magnesiumsulfat, Bariumsulfat, Oxysulfat, Zinn
oxid, Aluminiumoxid, Kaolin, Siliziumcarbid, Metallpulver,
Glaspulver, Glasflocken und Glasperlen ein.
Unter diesen sind Glasfüllstoffe wie Glaspulver, Glas
flocken, Glasperlen, Glasfilamente, Glasfasern, Glasrovinge
oder Glasvliese besonders bevorzugt.
Bevorzugt werden diese Füllstoffe oberflächenbehandelt,
in dem ein Kupplungsmittel verwendet wird, um die Adhäsion
zwischen dem Füllstoff und dem Harz zu verbessern. Es können
konventionelle bekannte Kupplungsmittel verwendet werden, wie
Silankupplungsmittel oder Titankupplungsmittel. Unter diesen
sind Aminosilane wie γ-Aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Ami
noethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltri
methoxysilan oder β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxy
silan; Epoxysilane und Isopropyltri(N-amidoethyl, amino
ethyl)titanat bevorzugt.
Konventionelle bekannte Filmbildner können auch verwen
det werden; bevorzugt Urethanfilmbildher, Epoxyfilmbildher,
Polyetherfilmbildner, etc.
Die obigen anorganischen Füllstoffe, einschließlich der
behandelten Füllstoffe können allein oder in Kombination von
zwei oder mehr davon verwendet werden.
Die Füllstoffe können in einer Menge von 1-350 Gewichts
teilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der oben beschriebenen
Harzkomponenten hinzugegeben werden.
Die folgenden Additive können hinzugegeben werden, so
lange sie keinen negativen Einfluß auf die Wirkung der Erfin
dung ausüben.
Eine Vielzahl von anorganischen oder organischen Parti
keln, die unten beschrieben sind, können als Antiblockmittel
verwendet werden.
Beispiele anorganischer Partikel schließen diejenigen
ein, wie Oxide, Hydroxide, Sulfide, Nitride, Halogenide, Car
bonate, Sulfate, Acetate, Phosphate, Phosphite, organische
Carboxylate, Silikate, Titanate und Borate der Elemente der
Gruppe IA, Gruppe IIA, Gruppe IVA, Gruppe VIA, Gruppe VIIA,
Gruppe VIII, Gruppe IB, Gruppe IIB, Gruppe IIIB und der Grup
pe IVB des Periodensystems. Hydrate dieser Verbindung ebenso
wie Komplexverbindungen und natürlich vorkommende Mineralpar
tikel, die sich von den obigen anorganischen Verbindungen ab
leiten, können auch verwendet werden.
Spezifische Beispiele der anorganischen Verbindungen
schließen Gruppe IA-Elementverbindungen ein wie Lithiumfluo
rid und Borax (Natriumborat-Hydrat); Gruppe IIA-Element
verbindungen wie Magnesiumcarbonat, Magnesiumphosphat, Magne
siumoxid (Magnesia), Magnesiumchlorid, Magnesiumacetat, Ma
gnesiumfluorid, Magnesiumtitanat, Magnesiumsilikat, Magnesi
umsilikat-Hydrat (Talk), Calciumcarbonat, Calciumphosphat,
Calciumphosphit, Calciumsulfat (Gips), Calciumacetat, Calci
umterephthalat, Calciumhydroxid, Calciumsilikat, Calciumflu
orid, Calciumtitanat, Strontiumtitanat, Bariumcarbonat, Bari
umphosphat, Bariumsulfat und Bariumsulfit; Gruppe IVA-Ele
mentverbindungen wie Titandioxid (Titanerde), Titanmonooxid,
Titannitrid, Zirkoniumdioxid (Zirkonia) und Zirkoniummono
oxid; Gruppe VIA-Elementverbindungen wie Molybdendioxid, Mo
lybdäntrioxid, und Molybdänsulfid; Gruppe VIIA-Elementverbin
dungen wie Manganchlorid und Manganacetat; Gruppe VIII-Ele
mentverbindungen wie Kobaltchlorid oder Kobaltacetat; Gruppe
IB-Elementverbindungen wie Kupfer(I)-Iodid; Gruppe IIB-Ele
mentverbindungen wie Zinkoxid und Zinkacetat; Gruppe IIIB-Ele
mentverbindung wie Aluminiumoxid (Tonerde), Aluminium
hydroxid, Aluminiumfluorid und Aluminosilikate (Aluminosili
kate, Kaolin, Kaolinit); Gruppe IVB-Elementverbindungen wie
Siliziumdioxid, Silikamasse, Silikagel, Graphit, Kohlenstoff
und Glas; und Partikel natürlich vorkommender Mineralien wie
Carnallit, Kainit, Mika (Mika, Phlogopit) und Pyroxen.
Beispiele der organischen Partikel schließen diejenigen
ein, die Teflon, Melaminharze, Styrol-Divinylbenzolcopoly
mere, Acrylharze und vernetzte Produkte davon umfassen.
Bevorzugt besitzen die obigen anorganischen Partikel ei
nen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1-100 µm,
und sie werden in einer Menge von 0,01 bis 15 Gewichtsteilen
bezogen auf 100 Gewichtsteile der oben beschriebenen Harzkom
ponenten hinzugegeben.
Die anorganischen Partikel können allein oder in Kombi
nation von zwei oder mehr Spezies verwendet werden.
Die Antioxidationsmittel, die in der vorliegenden Erfin
dung verwendet werden, können aus bekannten Antioxidations
mitteln ausgewählt werden wie phosphorenthaltenden Antioxida
tionsmittel, phenolischen Antioxidationsmittel und schwefel
enthaltenden Antioxidationsmittel. Die Antioxidationsmittel
können allein oder in Kombination von zwei oder mehr Spezies
verwendet werden.
Die Keimbildungsmittel, die in der vorliegenden Erfin
dung verwendet werden, können aus bekannten Keimbildungsmit
teln ausgewählt werden. Beispiele schließen Metallcarboxylate
ein wie Aluminium-di(p-t-butylbenzoat); Metallphosphate wie
Natriummethylenbis(2,4-di-t-butylphenol)phosphat; Talk; und
Phthalocyaninderivate. Die Keimbildungsmittel können allein
oder in Kombination von zwei oder mehr Spezies verwendet wer
den.
Die Weichmacher, die in der vorliegenden Erfindung ver
wendet werden können, können aus bekannten Weichmachern aus
gewählt werden. Beispiele schließen Polyethylenglykol, Poly
amidoligomere, Ethylenbisstearamid, Phthalatester, Polystyro
loligomere, Polyethylenwachse und Silikonöle ein. Die Weich
macher können allein oder in Kombination von zwei oder mehr
Spezies verwendet werden.
Die Formtrennmittel, die in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können, können aus bekannten Formtrennmit
teln ausgewählt werden. Beispiele schließen Polyethylenwach
se, Silikonöle, langkettige Carbonsäuren und langkettige Me
tallcarboxylate ein. Die Formtrennmittel können allein oder
in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung kann ein Prozeßöl mit ei
ner kinematischen Viskosität von 50-600 cs bei 40°C bevor
zugt zu der Harzzusammensetzung hinzugegeben werden, um die
Dehnung der Schlauchfolie zu erhöhen.
Die Prozeßöle teilt man in Paraffinöle, naphthenische
Öle und aromatische Öle ein, worunter Paraffinöle, worin der
Prozentsatz (Cp) der Anzahl der Kohlenstoffatome in der li
nearen Kette bezogen auf die Anzahl der Gesamtkohlenstoffato
me 60% oder mehr ist, und die durch das n-d-M-Verfahren er
halten werden, bevorzugt sind.
Das Prozeßöl besitzt bevorzugt eine kinematische Visko
sität von 50-600 cs bei 40°C, noch bevorzugter 15-500 cs.
Wenn das Prozeßöl eine kinematische Viskosität von weni
ger als 15 cs aufweist, steigt zwar die Dehnung der Schlauch
folie an, aber das Öl kann rußen, die Bildung von Gasbrand
markierung, Adhäsion an Walzen etc. während des Schmelzkne
tens mit SPS und des Formens infolge des niedrigen Siedepunk
tes des Öls verursachen. Im Gegensatz dazu wird, wenn die ki
nematische Viskosität 600 cs übersteigt, die Rußbildung und
die Bildung von Gasbrandmarkierungen verhindert, aber die
Dehnung der Folie steigt unzureichend an.
Das Prozeßöl wird bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis
1,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamt
menge der Harzkomponenten, die in der Harzzusammensetzung
enthalten sind, bevorzugt 0,01-1,4 Gewichtsteile, besonders
bevorzugt 0,1-1,3 Gewichtsteile hinzugegeben.
Wenn das Prozeßöl in einer Menge von weniger als 0,01
Gewichtsteile hinzugegeben wird, steigt die Dehnung der Folie
unzureichend an, während, wenn es in einer Menge von mehr als
1,5 Gewichtsteilen hinzugegeben wird, wird die Rußbildung und
die Bildung von Glasbrandmarkierungen nicht ausreichend ver
hindert, selbst wenn ein Prozeßöl mit einer hohen kinemati
schen Viskosität verwendet wird.
Das Prozeßöl kann allein oder in Kombination von zwei
oder mehr hinzugegeben werden.
Das syndiotaktische Polystyrol und die Harzzusammenset
zung, die es enthält, die für das Formen der Styrolharz
schlauchfolie der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
muß zwei Eigenschaftserfordernisse erfüllen, wie unten be
schrieben.
- (1) Der Schmelzindex (MI), gemessen bei 300°C und einer Belastung von 2,16 kg für 10 Minuten beträgt 0,5-20, bevor zugt 1-15.
Wenn der MI weniger als 0,5 beträgt, ist die Extrudier
barkeit schlecht, wodurch leicht eine schlechte Erscheinung
der erhaltenen Folie, wie Schmelzbruch induziert wird, wäh
rend, wenn der MI 20 übersteigt, die Schlauchfolienformbar
keit schlecht ist, infolge von z. B. einer instabilen Blase
und das SPS oder die Harzzusammensetzung können keine Folie
mit konstanter Dicke bereitstellen und bilden Falten auf der
Oberfläche der Folie. In diesem Fall ist die Orientierungs
wirkung, die durch die Schlauchextrusion bewirkt wird, unzu
reichend, wodurch möglicherweise eine Folie mit schlechter
Zerreißdehnung und schlechter Schlagzähigkeit bereitgestellt
wird.
- (2) Die Kristallisationstemperatur ist weniger als 236°C, be vorzugt weniger als 230°C.
Wie hierin verwendet, bezeichnet die Kristallisations
temperatur (Tc) die Peak-Kristallisationstemperatur, die er
halten wird unter Verwendung eines Differential-Scanning-
Kalorimeters (DSC), wobei die Temperatur von 300°C mit einer
Geschwindigkeit von 20°C/Minute verringert wird. Wenn Tc
236°C übersteigt, kann eine Schlauchfolie mit einer Kristal
linität von weniger als 30% nicht erhalten werden.
- (1) Der Kristallinitätsgrad ist weniger als 30%, bevor zugt weniger als 25%, noch bevorzugter weniger als 20%.
Wenn der Kristallinitätsgrad bzw. Kristallisationsgrad
(Xc) 30% übersteigt, ist die Adhäsion des Laminates während
der Thermolaminierung gering, und die Formreproduzierbarkeit
beim Thermoformen nimmt leicht ab. Weiterhin bilden sich,
wenn die Folie als Behälter verwendet wird, leicht Blasen auf
der Oberfläche des Laminates.
- (2) Die Zerreißdehnung, dargestellt durch die Summe des Prozentsatzes der Elongation in longitudinaler Richtung und des Prozentsatzes der Elongation in lateraler Richtung be trägt 15% oder mehr, bevorzugt 20% oder mehr.
Wenn die Zerreißdehnung weniger als 15% beträgt, ist
die Anpassungsfähigkeit bei der Thermolaminierung und die
Formreproduzierbarkeit beim Thermoformen leicht beeinträch
tigt, und die Folienschlagzähigkeit der thermogeformten bzw.
warmgeformten bzw. tiefgezogenen Produkte kann abnehmen.
- (3) Es besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Dicke der Folie, aber die Dicke beträgt typischerweise 10-300 µm, bevorzugt 20 bis 200 µm. Wenn die Dicke weniger als 10 µm beträgt, kann die Heißölbeständigkeit gering sein, wäh rend wenn die Dicke 300 µm übersteigt, die Spannungsrelaxati on ansteigt, wodurch möglicherweise eine Deformation verur sacht wird, wenn die Folie als Heißöl-beständiger Behälter verwendet wird.
Die Styrolharzschlauchfolie der vorliegenden Erfindung
kann hergestellt werden durch bekannte Schlauchformverfahren.
Z.B. wird das folgende Verfahren bevorzugt angewendet.
Zunächst wird syndiotaktisches Polystyrol oder eine Zu
sammensetzung, die es enthält, bei 270-320°C unter Verwen
dung einer kreisförmigen Düse schmelzextrudiert. Entweder
wird ein Schneckenextruder oder ein Doppelschneckenextruder
verwendet, und die Lippenöffnung der kreisförmigen Düse be
trägt bevorzugt 0,5-2,0 mm. Die Extrusion wird entweder auf
wärts oder abwärts durchgeführt. Die Geschwindigkeit des Ex
trudates an dem Düsenausgang (im folgenden als Düsenausgangs
geschwindigkeit bezeichnet) kann reguliert werden durch
Steuerung der Extrusionsgeschwindigkeit und Auswahl des
Durchmessers der Düsenbohrung und der Düsenöffnung, bevorzugt
beträgt sie 1 m/Minute. Wenn die Schmelze durch die Düse ex
trudiert wird, wird sie durch Druckluft aufgeblasen, die in
die Blase iniziiert wird, die sich zwischen der Düse und den
Aufnahmequetschwalzenpaaren bildet. Das aufgeblasene Produkt
wird gezogen, während es aufgenommen wird und zwischen den
Abquetschwalzen flachgelegt, um die Schlauchfolie zu erhal
ten. Um die Blase zu kühlen und zu stabilisieren, wird minde
stens eine Ringdüse, die im allgemeinen als Luftring bezeich
net wird, bevorzugt an einem Ort angeordnet zwischen der Düse
und den Abquetschwalzen. Die Temperatur der Luft, die von
dieser Düse abgeblasen wird, beträgt bevorzugt 100°C oder we
niger. Ein thermischer Isolator kann auf einer Blasenstabili
sierungsplatte bereitgestellt werden, und der Isolator wird
bevorzugt mit der Blasenstabilisierungsplatte in Kontakt ge
bracht werden, in einer Position, die höher liegt als die
Kältelinie.
Die Temperatur der Blasenoberfläche in der Blasenstart
höhe ist bevorzugt 290°C oder weniger und das Aufblasverhält
nis ("Durchmesser der aufgeblasenen Schlauchfolie"/"Durch
messer der Düsenbohrung") liegt bevorzugt bei 3,5 oder weni
ger und das Längsblasverhältnis ("Aufnahmegeschwindigkeit"/
"Extrusionsgeschwindigkeit in Normalrichtung der Harzschmelze
am Düsenausgang") liegt bevorzugt bei 5 oder mehr. Wenn die
Temperatur 290°C übersteigt oder das Aufblasverhältnis 3,5
übersteigen würde, könnte die Kristallisation der Folie be
schleunigt werden, während, wenn das Längsblasverhältnis we
niger als 5 betragen würde, die Zerreißdehnung der Folie
leicht abnehmen könnte.
In jedem Fall beträgt die Temperatur der Folienoberflä
che, wenn der Schlauchfilm zwischen den Abquetschrollen
flachgelegt wird, bevorzugt 50 bis 130°C im Hinblick auf die
Erscheinung der Folie. Wenn die Temperatur weniger als 50°C
beträgt, treten leicht Falten auf der Folie auf, und wenn die
Temperatur 130°C übersteigt, tritt eine Neigung zur Blockbil
dung der Folie auf.
Die Temperatur der Blasenoberfläche in der Höhe des Auf
blasstartpunktes und die Temperatur der Oberfläche der
Schlauchfolie an den Abquetschwalzen kann gesteuert werden
durch Faktoren wie die Extrusionsgeschwindigkeit am Düsenaus
laß (Oberfläche der Lippe/Extrusionsgeschwindigkeit), Aufnah
megeschwindigkeit, Aufblasverhältnis und Fließgeschwindigkeit
und Temperatur der Luft durch den Luftring. Die Oberflächen
temperaturen können unter Verwendung von kontaktlosen Thermo
metern wie IR-Thermometern gemessen werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
umfaßt das Laminat (A) eine Schlauchfolienschicht, die aus
dem zuvor erwähnten syndiotaktischen Polystyrol oder einer
Harzzusammensetzung, die das erwähnte syndiotaktische Poly
styrol enthält, gebildet ist, und (B) eine Folienschicht, die
aus dem zuvor erwähnten Styrolharz gebildet ist, umfaßt.
Die Schlauchfolienschicht (A) kann eine Schlauchfolie,
die aus dem zuvor erwähnten syndiotaktischen Polystyrol oder
einer Harzzusammensetzung, die das syndiotaktische Polystyrol
enthält, gebildet wird, mit einer Kristallisationstemperatur
von weniger als 236°C und einem Kristallinitätsgrad von weni
ger als 35%, bevorzugt 10-30% sein. Wenn der Kristallisati
onsgrad 35% übersteigt, besitzt die Schlauchfolie eine ge
ringe Thermoformbarkeit, d. h. die Reproduzierbarkeit der Pro
duktform im Thermobildungsschritt ist gering, und es entsteht
eine Neigung zur Delaminierung. Das syndiotaktische Polysty
rol oder die Harzzusammensetzung, die das syndiotaktische Po
lystyrol enthält, besitzt einen Schmelzindex (MI) von 0,5 bis
20, gemessen bei 300°C unter einer Belastung von 2,16 kg für
10 Minuten, noch bevorzugter von 1 bis 15. Auch eine Kristal
lisationstemperatur von bevorzugt weniger als 236°C, noch be
vorzugter 200 bis 230°C ist bevorzugt. In der resultierenden
Schlauchfolie beträgt die Summe des Dehnungsprozentsatzes in
longitudinaler Richtung und des Dehnungsprozentsatzes in la
teraler Richtung bevorzugt 15% oder mehr, noch bevorzugter
20 bis 40%.
Die Dicke der Schlauchfolie (A) beträgt gewähnlich 10 -
300 µm, noch bevorzugter 20 µm-200 µm. Wenn die Dicke weni
ger als 10 µm beträgt, wird die Heißölbeständigkeit unzurei
chend, und wenn die Dicke über 300 µm liegt, wird die Steue
rung der Kristallinität schwierig, was zur Ausschußbildung
bei der Thermobildung führt.
Die Folienschicht (B) unterliegt keiner besonderen Be
schränkung, solange sie aus einem Styrolharz gebildet wird,
und sie kann in einer beliebigen Form vorliegen oder durch
ein beliebiges Verfahren erhalten werden. Sowohl feste Folien
und Folien von Harzschäumen können verwendet werden. Beispie
le des Styrolharzes schließen konventionelle ein wie atakti
sches Polystyrol, isotaktisches Polystyrol, hochschlagzähes
Polystyrol (HIPS) und sogenanntes wärmebeständiges Polystyrol
wie Acrylnitril-Butadien-Styrolharze (ABS-Harze), Acrylni
tril-Styrol-Harze (AS-Harze), Styrol-Methacrylsäure-Copoly
mere, Styrol-Methacrylsäurealkylester-Copolymere,
Styrol-Methacrylsäure-Glycidylester, Styrol-Acrylsäure-Copolymere,
Styrol-Acrylsäurealkylester-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Co
polymere und Styrol-Fumarsäure-Copolymere. Auch Harzzusam
mensetzungen, die Polyphenylenether (PPO) und die zuvor er
wähnten Styrolharze in einer Menge von 70 Gew.-% insgesamt
enthalten, können bevorzugt verwendet werden.
Geschäumtes Polystyrol wird bevorzugt als Folienschicht
(B) unter praktischen Gesichtspunkten der Wärmeleitfähigkeit
und des leichten Gewichtes bevorzugt. Insbesondere ist wärme
beständiges geschäumtes Polystyrol bevorzugt.
Zu dem Styrolharz der vorliegenden Erfindung können an
dere Kunststoffharze und verschiedene Additive hinzugegeben
werden, solange sie sich im Umfang der vorliegenden Erfindung
befinden. Z.B. können verschiedene hitzebeständige Kunst
stoffharze wie hochdichtes lineares Polyethylen in einer Men
ge von 30 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 20 Gew.-% oder weni
ger, noch bevorzugter 10 Gew.-% oder weniger dem zuvor er
wähnten SPS hinzugegeben werden, wie detailliert in Bezug auf
die anderen hitzebeständigen Kunststoffharzkomponenten zuvor
erläutert. Auch können die zuvor erwähnten anorganischen
Füllstoffe als Additive in einer Menge von 1-35 Gewichtstei
len, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Harzkomponenten ebenso
wie die zuvor erwähnten verschiedenen Additive in geeigneten
Mengen hinzugegeben werden.
Die Dicke der Styrolharzfolienschicht (B) liegt bevor
zugt in einem Bereich von 200-4000 µm, noch bevorzugter
zwischen 500 µm und 4000 µm. Wenn die Dicke weniger als 200
µm beträgt, ist die Steifheit der Behälter unzureichend, was
zu einer unzureichenden Heißölbeständigkeit führt. Wenn die
Dicke davon 4000 µm übersteigt, können Fehlprodukte bei der
Thermobildung resultieren. Wenn als Styrolharzfolienschicht
(B) eine geschäumte Harzschicht bzw. Folie verwendet wird,
ist die geschäumte Folie bevorzugt aus einem Harz mit einem
Expansionsverhältnis von 3-100 gebildet.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung umfaßt (A) die
Schlauchfolienschicht und (B) die Styrolharzfolienschicht.
Zusätzlich zu den zwei Schichten kann bei Bedarf eine oder
mehrere Schichten als Zwischenschicht oder äußere Schicht(en)
laminiert werden.
Z.B. wird im Falle, daß das Laminat verwendet wird, um
Harzschaumbehälter mit ausgezeichneter Heißölbeständigkeit zu
bilden, bevorzugt ein Dreischichtlaminat, das umfaßt (A) eine
Innenschicht, gebildet aus SPS oder der Harzzusammensetzung,
die das SPS enthält, (B) eine Zwischenschicht, gebildet aus
einem Styrolharzschaum und (C) eine äußere Schicht, gebildet
aus einer Styrolharzfolie, verwendet.
Die Innenschicht (A) wird aus SPS oder der Harzzusammen
setzung, die das SPS enthält, gebildet und besitzt eine Dicke
von 10-300 µm. Wenn die Dicke weniger als 10 µm beträgt,
ist die Heißölbeständigkeit unzureichend, während, wenn die
Dicke 300 µm übersteigt, die Spannungsrelaxation während der
Erwärmung so groß ist, daß die Behälter deformiert werden.
Der Kristallisationsgrad (Xc) des Schlauchfilms, der für die
innere Schicht (A) verwendet wird, liegt typischerweise bei
weniger als 30%, noch bevorzugter bei weniger als 25%, noch
bevorzugter weniger als 20%, und die Zerreißdehnung, darge
stellt durch die Summe des Dehnungsprozentsatzes in Longitu
dinalrichtung und die Summe des Prozentsatzes der Dehnung in
Lateralrichtung beträgt bevorzugt 15% oder mehr, noch bevor
zugter 20% oder mehr. Wenn der Kristallisationsgrad 30%
überschreitet, wird die Laminatadhäsion während der Thermola
minierung beeinträchtigt, und die Reproduzierbarkeit der Pro
duktform bei der Thermobildung wird schlecht, und Blasenbil
dung kann auf der Laminatoberfläche auftreten, wenn das Lami
nat, das zu dem Behälter verarbeitet wurde, erwärmt wird.
Wenn die Zerreißdehnung, die durch die Summe des Prozentsat
zes der Dehnung in Longitudinalrichtung und des Prozentsatzes
der Dehnung in Lateralrichtung dargestellt wird, weniger als
15% beträgt, besteht die Neigung, daß die Thermolaminie
rungsverarbeitbarkeit und die Reproduzierbarkeit der Produkt
form während der Thermoformung unzureichend wird, und die
Flächenschlagzähigkeit der Thermobildungsprodukte abnehmen
kann.
Der Kristallisationsgrad der Folie liegt bevorzugt bei
weniger als 30%, noch bevorzugter bei weniger als 25% und
noch bevorzugter bei weniger als 20%. Wenn der Kristallisa
tionsgrad 30% überschreitet, besteht die Neigung, daß die
Laminatadhäsion in der Thermolaminierung unzureichend wird,
die Reproduzierbarkeit der Produktform während der Thermofor
mung beeinträchtigt wird und Blasenbildung auf den Oberflä
chen der resultierenden Behälterprodukte während der Erwär
mung auftreten kann.
Die Zwischenschicht (B) ist wie oben erläutert eine
Schaumschicht, die aus einem Styrolharz gebildet ist, und die
Dicke liegt bevorzugt in einem Bereich von 500 bis 4000 µm.
Wenn die Dicke weniger als 500 µm beträgt, werden die Ther
moisolierungseigenschaften gering, während, wenn die Dicke
4000 µm übersteigt, wird die Reproduzierbarkeit der Produkt
form während der Thermoformung gering, was zu einer schlech
ten Erscheinung des Behälters führt. Das Expansionsverhältnis
der Styrolharzschaums liegt bevorzugt im Bereich von 8 bis
12, und die Schlauchfilmextrusionsmethode unterliegt keiner
besonderen Beschränkung. Z.B. wird in einem Verfahren das Po
lystyrolharz mit einem adäquaten Volumen Talk vermischt, in
einem Einschneckenextruder bei 220°C geschmolzen, in einen
anderen Extruder überführt, worin Butandruckgas in einer Men
ge von ungefähr 4 Gew.-% hinzugemischt wird, dann bei unge
fähr 130°C durch eine Düse extrudiert wird. Durch dieses Ver
fahren wird eine geschäumte Schicht mit einem Expansionsver
hältnis von ungefähr dem 10-fachen hergestellt. Alternativ
können beliebige kommerziell erhältliche Styrolharzschaum
schichten verwendet werden.
Die äußere Schicht (C) ist eine Folie bzw. ein Film, der
aus einem Styrolharz gebildet ist, und dessen Dicke bevorzugt
20 bis 300 µm beträgt. Wenn die Dicke weniger als 20 µm be
trägt, wird die Spannungsrelaxation während dem Erwärmen
übermäßig gering und wenn die Dicke oberhalb von 300 µm
liegt, wird die Spannungsrelaxation während des Erwärmens
übermäßig hoch, was in beiden Fällen dazu führt, daß der Be
hälter eine saubere Form nicht beibehalten kann.
Beispiele der Styrolharze sind sogenannte wärmefeste Po
lystyrole wie ataktisches Polystyrol oder ähnliches, die im
Zusammenhang mit der Folienschicht (B) beschrieben wurden,
und Harzzusammensetzungen, die aus ataktischem Polystyrol
oder ähnlichem, Polyphenylenether und Elastomeren hergestellt
sind.
Die äußere Schicht kann entweder eine Schlauchfolie oder
eine Gießfolie sein.
Das Produktverfahren für das Laminat der vorliegenden
Erfindung unterliegt keiner besonderen Beschränkung, und je
des bekannte Verfahren kann angewendet werden. Es muß jedoch
die Kristallisation der Schlauchfolie nach der Laminierung
unterdrückt werden, so daß der Kristallisationsgrad unterhalb
von 35% liegt. Z.B. wird die Thermolaminierung (120-220°C)
der Schlauchfolienschicht (A) und der Folienschicht (B) be
vorzugt durchgeführt, um gute mechanische Eigenschaften zu
erreichen.
Genauer kann im Produktionsverfahren für die Doppel
schicht (A)-(B), die die Schicht aus SPS oder der Harzzu
sammensetzung, die das SPS enthält, (A) und die Folien
schicht, die aus Styrolharz gebildet ist, (B) umfaßt, entwe
der die Thermolaminierung oder die Trockenlaminierung der Fo
lie, die aus dem SPS oder der Harzzusammensetzung, die das
SPS enthält, gebildet ist, auf der Folienschicht (B) oder die
Extrusionslamination des SPS oder der Harzzusammensetzung,
die das SPS enthält auf der Schicht (B) angewendet werden. Im
Falle der Extrusionslaminierung liegt der Schmelzindex
(MI-Wert: 300°C, 2,16 kg) bevorzugt in einem Bereich von 5-100
g/min. Während der Extrusion beträgt die Harztemperatur, die
an einem beliebigen Punkt zwischen der Materialbereitstel
lungsposition und der Spitze der Düse gemessen wird, bevor
zugt 240°C oder mehr.
Auch im Falle der Dreischichtlaminierung der inneren
Schicht (A), die aus SPS oder einer Harzzusammensetzung, die
SPS enthält, besteht, der Zwischenschicht (B), die aus dem
geschäumten Styrolharz besteht, und der äußeren Schicht (C),
die aus der Styrolfolienschicht besteht, wird die Zwischen
schicht (B) entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren
hergestellt, und das Zweischichtprodukt (A)-(B), das die
Zwischenschicht (B) und die Innenschicht (A) aus SPS oder der
Harzzusammensetzung, die das SPS enthält, wird durch das zu
vor beschriebene Verfahren hergestellt. Nachfolgend wird die
Styrolharzfolienschicht, die als äußere Schicht (C) dient,
die aus der Styrolharzfolienschicht besteht, auf die Oberflä
che von (B) laminiert. Alternativ wird zunächst ein Zwei
schichtprodukt "(B)-(C)" entsprechend dem zuvor erwähnten
Verfahren für die Zweischicht "(A)-(B)" hergestellt, und die
Schicht (A), die aus SPS oder der Harzzusammensetzung, die
das SPS enthält, besteht, wird darauf laminiert. Im Falle der
Extrusionslaminierung der Zweischicht "(B)-(C)" weist das
Styrolharz bevorzugt einen MI (300°C, 2,16 kg) von 5-100
g/min. auf.
Alternativ kann ein Dreischichtlaminat durch gleichzei
tige Extrusionslaminierung von SPS oder einer Harzzusammen
setzung, die das SPS enthält, und einem Styrolharz auf beide
Oberflächen der Zwischenschicht (B), die aus dem geschäumten
Styrolharz gebildet ist, hergestellt werden.
Die heißölbeständigen Behälter der vorliegenden Erfin
dung werden aus dem syndiotaktischen Styrolpolymer oder der
Harzzusammensetzung, die das syndiotaktische Styrolpolymer
enthält, gebildet, und umfassen (A) eine Innenschicht mit ei
ner Dicke von 10-300 µm, (B) eine Zwischenschicht, gebildet
aus geschäumtem Styrolharz mit einer Dicke von 500-4000 µm
und (C) eine äußeren Schicht, gebildet aus einem Styrolharz
mit einer Dicke von 20-300 µm.
Das syndiotaktische Styrolpolymer oder die Harzzusammen
setzung, die es enthält, die geschäumten Styrolharze und das
Styrolharz, welche die Schichten (A), (B) und (C) bilden,
wurden detailliert erläutert und eine Wiederholung ist daher
entbehrlich.
Wenn die Dicke der Schicht (A) weniger als 10 µm be
trägt, kann die Heißölbeständigkeit unzureichend sein, und
wenn die Dicke 300 µm übersteigt, ist die Spannungsrelaxation
während des Erwärmens so groß, daß der Behälter seine Form
nicht sauber beibehalten kann.
Das Expansionsverhältnis liegt bevorzugt in einem Be
reich von 8 bis 12. Wenn die Dicke der Schicht (B) weniger
als 500 µm beträgt, wird die Wärmeisolierung unzureichend,
während, wenn die Dicke der Schicht (B) 4000 µm übersteigt,
eine gute Reproduzierbarkeit der Produktform während der
Thermoformung schwierig zu erhalten ist, was dazu führt, daß
die Behälter eine schlechte Erscheinung aufweisen.
Wenn die Dicke der Schicht (C) weniger als 20 µm be
trägt, wird die Spannungsrelaxation während dem Erwärmen
übermäßig niedrig, und wenn die Dicke 300 µm übersteigt, wird
die Spannungsrelaxation während der Erwärmung übermäßig groß,
was in beiden Fällen möglicherweise zu einer Deformation der
Behälter führt.
Das Produktionsverfahren für den Heißöl-beständigen
Harzschaumbehälter wird später beschrieben, aber eine wie zu
vor hergestellte Folie kann als Schicht (A) verwendet werden.
In diesem Fall unterliegt das Folienproduktionsverfahren kei
ner besonderen Beschränkung. Es kann ein beliebiges Verfahren
angewendet werden, ausgewählt aus Schlauchfolienextrusion,
Gießen, uniaxialem Recken und biaxialem Recken. Unter diesen
Verfahren wird die Schlauchfolienextrusion bevorzugt verwen
det.
Es besteht weiterhin keine Beschränkung hinsichtlich des
Verfahrens zur Herstellung der Schlauchfolie, und ein belie
biges der zuvor erwähnten Schlauchfolienextrusionsverfahren
kann angewendet werden.
Auch ein Gießfilm, der im voraus hergestellt wurde, kann
verwendet werden. Das Gießverfahren unterliegt keiner beson
deren Beschränkung, aber das folgende Verfahren ist bevor
zugt. Kurz wird SPS oder eine Zusammensetzung, die SPS ent
hält, durch eine T-Düse bei 240-320°C extrudiert. In jedem
Fall kann ein Einschneckenextruder oder ein Doppelschnecken
extruder verwendet werden. Die Lippenöffnung der kreisförmi
gen Düse liegt gewöhnlich bei 0,5-3,0 mm, bevorzugt
0,5-2,0 mm. Eine extrudierte geschmolzene Bahn wird aufgenommen
und auf eine Kühlrolle aufgewickelt. Jedes Adhäsionsverfahren
kann angewendet werden, einschließlich ein elektrostatisches
Druckverfahren, ein Luftabstreifverfahren, ein Luftkammerver
fahren, ein Berührungswalzenverfahren, und die Adhäsion wird
am oder unterhalb der Glasübergangstemperatur des syndiotak
tischen Styrolpolymers oder der Harzzusammensetzung, die das
syndiotaktische Styrolpolymer enthält, durchgeführt.
Der Kristallisationsgrad der Schlauchfolie oder der
Gießfolie liegt bevorzugt bei weniger als 30%, noch bevor
zugter bei weniger als 25%, noch bevorzugter bei weniger als
20%. Wenn der Kristallisationsgrad 30% übersteigt, wird die
Laminatadhäsion während der Thermoformung unzureichend, was
möglicherweise zu einer schlechteren Reproduzierbarkeit der
Produktform oder der Bildung von Blasen auf der Laminatober
fläche während der Verwendung des Laminates als Behälter beim
Erwärmen führt.
Wie zuvor erwähnt, wird eine Schichtfolie, die die zuvor
beschriebenen Schichten umfaßt, zunächst hergestellt und der
heißölbeständige Harzschaumbehälter der Thermoformung unter
worfen. Ein beliebiges Thermoformungsverfahren kann verwendet
werden. Nachdem das Erwärmen am oder oberhalb der Glasüber
gangstemperatur der Komponente durchgeführt worden ist, die
die höchste Glasübergangstemperatur unter den Materialien der
Schichtfolie aufweist, wird die Schichtfolie unter Verwendung
von Gasdruck gegen die Formwände geformt und abkühlen gelas
sen. Beispiele der anwendbaren Verfahren schließen Vakuumfor
men, Druckformen, Vakuum/Druckformen, Heißplattenformpressen
und andere bekannte Verfahren ein. Auch ein Stempel oder ähn
liche Mittel können verwendet werden. Eine beliebige Wärme
form kann ohne Einschränkung verwendet werden, wie eine kon
vexe Form, eine konkave Form oder eine Kombination davon. Ge
nauer wird die Thermoformung bevorzugt durchgeführt nachdem
die Oberflächen der Schichtfolie auf 100-230°C erwärmt wur
den. Die Temperatur der Form liegt bevorzugt bei 20-180°C,
wenn die Schicht (B) in Kontakt mit der Form gebracht wird
und bei 20-220°C, wenn die Schicht (A) mit der Form in Kon
takt gebracht wird und die Temperatur kann variiert werden
abhängig von der Thermoformungsmethode, der Produktform, der
Dicke des Laminates, der Dicke jeder Schicht in Bezug zur
Dicke des gesamten Laminates und der Zusammensetzung der ein
zelnen Schichten.
Die vorliegende Erfindung wird als nächstes mit Hilfe
der Beispiele und Vergleichsbeispiele detailliert beschrie
ben. Diese dienen jedoch nicht dazu, die Erfindung auf diese
Beispiele zu beschränken.
Der Kristallisationsgrad wird berechnet aus der folgen
den Gleichung, die die Schmelzenthalpie (ΔHf) und die Kri
stallisationsenthalpie (ΔHTcc) gemessen unter Verwendung ei
nes Differential-Scanning-Kalorimeters, wenn die Folie mit
einer Geschwindigkeit von 20°C/Minute erwärmt wird, beinhal
tet.
Kristallisationsgrad (%) = 100×(ΔHf - ΔHTcc)/53 (J/g).
Die Zerreißdehnung wurde entsprechend JIS Z1702 gemes
sen.
Ein Folie, die als Probe diente und eine Styrolschicht
wurden übereinandergelegt und dann auf 180°C erwärmt, während
sie von der Folienseite mit 2 kg/cm2 für zwei Sekunden ge
preßt wurde. Dann wurde die Laminierungsadhäsion durch Ab
schälen der Folie gemessen. Die Ergebnisse wurden gemäß der
vorliegenden Standards bewertet.
0: Die Folie selbst zerbrach (gerissen oder rissig).
Δ: Die Folie wurde abgeschält; jedoch war die Delaminie rungsoberfläche rauh.
X: Die Folie war leicht abzuschälen, und die Delaminie rungsoberflächen der Folie und der Schicht zeigten wenig Un terschiede vor und nach der Laminierung.
0: Die Folie selbst zerbrach (gerissen oder rissig).
Δ: Die Folie wurde abgeschält; jedoch war die Delaminie rungsoberfläche rauh.
X: Die Folie war leicht abzuschälen, und die Delaminie rungsoberflächen der Folie und der Schicht zeigten wenig Un terschiede vor und nach der Laminierung.
Eine scheibenförmige Probe mit einem Durchmesser von 100
mm∅ wurde aus einer Folie ausgeschnitten und in einen Ofen
eingesetzt. 10 cm3 MCT-Öl (Glycerid mittlerer Kettenlänge)
wurde in den Fülltrichter bei 100°C gegeben. Die Heißölbe
ständigkeit wurde durch Messen der Zeit, bis das Öl austrat,
gemessen.
⊕: Die Zeit, bis das Öl austrat, betrug 120 Minuten oder mehr.
0: Die Zeit, bis das Öl austrat, betrug mindestens 20 Minuten, aber weniger als 120 Minuten.
Δ: Die Zeit, bis das Öl austrat, war mindestens 5 Minu ten, aber weniger als 20 Minuten.
X: Die Zeit, bis das Öl austrat, war weniger als 5 Minu ten.
⊕: Die Zeit, bis das Öl austrat, betrug 120 Minuten oder mehr.
0: Die Zeit, bis das Öl austrat, betrug mindestens 20 Minuten, aber weniger als 120 Minuten.
Δ: Die Zeit, bis das Öl austrat, war mindestens 5 Minu ten, aber weniger als 20 Minuten.
X: Die Zeit, bis das Öl austrat, war weniger als 5 Minu ten.
Methoden der Bewertung der laminierten Produkte und der
Behälter.
- (1) Kristallisationsgrad der Folienschicht (A), die auf eine SPS-Schicht oder eine SPS-Harzzusammensetzungsschicht bereitgestellt wird.
Die oben beschriebenen Verfahren, die zur Messung der
Kristallinität der Folie verwendet werden, wurden angewendet.
Eine laminierte Schicht wurde so erwärmt, daß ihre Ober
flächentemperatur 110 bis 180°C erreichte, einem Stempel
unterstütztem Vakuum/Druck-Formverfahren unterworfen in einer
Form bei einer Temperatur von 80°C und in einen Behälter für
ein Gratin geformt. Der Behälter besaß eine Folienschicht
(A), die als Innenschicht diente, worin die Folienschicht (A)
aus SPS oder einer SPS-Harzzusammensetzung gebildet war, und
eine Länge von 15 cm, eine Breite von 8 cm und eine Tiefe von
3 cm.
0: Keine Delaminierung trat auf, erfolgreiche Bildung mit guter Reproduzierbarkeit.
X: Delaminierung trat auf, schlechte Reproduzierbarkeit.
0: Keine Delaminierung trat auf, erfolgreiche Bildung mit guter Reproduzierbarkeit.
X: Delaminierung trat auf, schlechte Reproduzierbarkeit.
Die Heißölbeständigkeit wurde gemessen durch Auftragen
von Papierhandtüchern, die 5×5×3 mm maßen und mit 120°C
Salatöl getränkt waren, auf den Boden und die Seiten des Be
hälters, und Beobachtung der Behälter nach 5 Minuten.
0: Die Behälter wiesen keine Deformierung am Boden und den Seitenwänden auf, keine Löcher traten auf.
X: Die Behälter waren am Boden und den Seitenwänden de formiert oder es bildeten sich Löcher.
0: Die Behälter wiesen keine Deformierung am Boden und den Seitenwänden auf, keine Löcher traten auf.
X: Die Behälter waren am Boden und den Seitenwänden de formiert oder es bildeten sich Löcher.
Im folgenden sind die MI-Werten, diejenigen, die bei
300°C und einer Belastung von 1,2 kg gemessen wurden.
- - SPS1: Syndiotaktisches Poly(styrol-p-methylstyrol)-Co polymer (p-Methylstyrolgehalt: 12 Mol-%), MI = 3.
- - SPS2: Syndiotaktisches Polystyrolhomopolymer, MI = 3
- - SPS3: Syndiotaktisches Polystyrolhomopolymer, MI = 13
- - SPS4: Syndiotaktisches Poly(styrol-p-methylstyrol)-Co polymer (p-Methylstyrolgehalt: 7 Mol-%), MI = 14.
Diese syndiotaktischen Polystyrole können hergestellt
werden unter Verwendung von z. B. Titanverbindungen und Kon
densationsprodukten von Wasser und Trialkylaluminium als Ka
talysatoren in oder in Gegenwart inerter Kohlenwasserstofflö
sungsmittel (siehe japanische Patentanmeldung mit der Offen
legungsnummer (Kokai) Nrn. 187708/1988 und 104818/1987).
- - SEBS1: SEBS-Typ-Elastomer TUFTEC H1081, Produkt von Asahikasei Industries K.K.
- - SEBS2: SEBS-Typ-Elastomer Septon KL8006, Produkt von Kuraray K.K.
- - GPPS: Mehrzweckpolystyrol HH30E, Produkt von Idemitsu Petrochemical K.K.
- - Wärmebeständiges PS: wärmebeständiges Polystyrol Ryurex A-15, Produkt von Dainippon Ink Chemical Industries K.K.
- - HIPS: Hochschlagzähes Polystyrol ET63, Produkt von Idemitsu Petrochemical K.K.
- - PE1: Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte NOVATEC LD HE30, Produkt von Nihon Polychem K.K.
- - PE2: Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte NOVATEC LD LH100N, Produkt von Nihon Polychem K.K.
- - PE3: Polyethylen mit ultraniedriger Dichte Naphrex DFDA-1138, Produkt von Nihon Unicar K.K.
- - PE4: Polyethylen mit ultraniedriger Dichte Naphrex DFDA-1210, Produkt von Nihon Unicar K.K.
- - PE5: Polyethylen niedriger Dichte ENGAGE 8150, Produkt von Dupont Dow Elastomer Co.
- - PE6: Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte, NOVATEC LD LF 405M, Produkt von Nihon Polychem. K.K.
- - PPO: Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether) Das Polymer besaß eine intrinsische Viskosität von 0,55 dL/g in Chloroform bei 25°C.
70 Gew.-% SPS1, 24 Gew.-% PE1, 6 Gew.-% SEBS1, 0,1 Ge
wichtsteile Irganox 1010 (Produkt von Ciba-Geigy Co.) als An
tioxidationsmittel, 0,1 Gewichtsteile PEP 36 (Produkt von
Asahidenka K.K.) und 0,1 Gewichtsteile Sumiraizer GS (Produkt
von Sumitomo Chemical K.K.) wurden trocken vermischt und un
ter Verwendung eines 65 mm ∅ Doppelschneckenextruders in der
Schmelze verknetet, um Pellets zu erhalten.
Die resultierenden Pellets besaßen einen Schmelzflußin
dex (MI) von 7, gemessen bei 300°C und einer Belastung von
2,16 kg für 10 Minuten, und eine Kristallisationstemperatur
(Tc) von 184°C, gemessen unter Verwendung eines Differential-
Scanning-Kalorimeters.
Die Pellets wurden der Schmelzextrusion bei 300°C und
einer Extrusionsgeschwindigkeit von 10 kg/hr unter Verwendung
eines 50 mm ∅ Einschneckenextruders (Dulmage-Typ-Schnecke)
mit 50 mm ∅ Kreisdüse mit einer Öffnung von 1 mm unterworfen,
so daß ein Aufblasverhältnis von 2,0 resultierte und ein Aus
ziehverhältnis von 8,3, um eine Schlauchfolie mit einer Dicke
von 30 µm zu ergeben. In dem Schlauchfolienbildungsverfahren
wurde ein Luftring verwendet und die Blase wurde stabilisiert
durch einen thermischen Isolator, der mit der Stabilisie
rungsplatte verbunden war. Die Oberflächentemperatur der Bla
se betrug 240°C in einer Höhe, bei der das Aufblasen begann
und 102°C unmittelbar vor dem Abquetschrollen, was unter Ver
wendung von kontaktlosen Infrarot-Typ-Thermometern gemessen
wurde. Die Eigenschaften der resultierenden Schlauchfolie
sind in Tabelle 1 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß die Extrusionsgeschwindigkeit, das Aufblasver
hältnis und das Ausziehverhältnis wie angegeben verändert
wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde eine Anzahl von
Schlauchfolientypen aus verschiedenen Typen verkneteter Mate
rialien mit verschiedenen Zusammensetzungen erhalten.
In Vergleichsbeispiel 1 wurde Talk (Handelsname: Talk
FFR, Produkt von Asada Powder Manufacturing Co.) als Anti
blockmittel zu dem Material in einer Menge von 0,5 Gewichts
teilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Harzkomponenten hin
zugegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ein trocken vermischtes Material mit der gleichen Zusam
mensetzung wie die in Beispiel 1 verwendete wurde direkt als
Schaum geformt ohne in Pellets geformt zu werden. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Schlauchfolie, erhalten in Beispiel 1 und eine ge
schäumte Polystyrolschicht mit einer Dicke von 2000 µm und
einem Expansionsverhältnis von 10 (Handelsname: A180, Produkt
von Nihon Styrol Paper K.K.) wurde heißlaminiert bei 160°C um
ein laminiertes Produkt in einer Gesamtdicke von 3000 µm zu
erhalten.
Die Schlauchfolienschicht wurde von dem laminierten Pro
dukt abgeschält, und der Kristallisationsgrad der Folie ge
messen. Die Thermobildungseigenschaften des laminierten Pro
duktes und die Heißölbeständigkeit des Behälters, der aus dem
laminierten Produkt thermogeformt war, wurden gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde das Verfahren von Bei
spiel 13 durchgeführt, ausgenommen, daß die Schlauchfolien,
die in den Beispielen 3, 8, 9 oder 10, die Vergleichsbeispie
le 1 oder 2, kommerziell erhältliche Mehrzweck-Polystyrolfolie
oder eine wärmebeständige Polystyrolfolie als Schlauchfolie
für die Bildung des laminierten Produktes verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Ein hochschlagzähes Polystyrol (HIPS ET63, Produkt von
Idemitsu Petrochemical K.K.) wurde in eine Folie mit einer
Dicke von 270 µm unter Verwendung einer gewöhnlichen Folien
herstellungsmethode geformt. Die resultierende Folie und die
Schlauchfolie, die in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde bei
150°C heißlaminiert, um ein laminiertes Produkt zu ergeben.
Der Kristallisationsgrad und die Thermobildungseigenschaften
des resultierenden laminierten Produktes und die Heißölbe
ständigkeit und der Kristallisationsgrad des Behälters, der
aus dem laminierten Produkt thermogeformt wurde, sind in Ta
belle 2 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 18 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß die in Beispiel 8 oder Vergleichsbeispiel 2 er
haltene Schlauchfolie verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 18 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß die Schlauchfolie, die in Beispiel 9 erhalten
wurde und eine Folie, die aus wärmebeständigem Polystyrol ge
bildet wurde (Ryurex A-15, Produkt von Dainippon Ink Chemical
Industries K.K.) verwendet wurden, und die Heißlaminie
rungstemperatur 180°C betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle
3 gezeigt.
Ein Material, das hochschlagzähes Polystyrol (HIPS ET63,
Produkt von Idemitsu Petrochemical K.K.) und PPO in einem Mi
schungsverhältnis von 7 zu 3 enthielt, wurde verknetet und in
eine Folie geformt. Das Verfahren von Beispiel 19 wurde
durchgeführt, ausgenommen, daß die resultierende Folie und
die Schlauchfolie, die in Beispiel 10 erhalten wurde, verwen
det wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Der Harzschaumbehälter mit Heißölbeständigkeit der vor
liegenden Erfindung, wird als nächstes detailliert mit Hilfe
der Beispiele beschrieben. Diese dienen jedoch nicht dazu die
Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken.
Der Kristallisationsgrad und die Zerreißdehnung der Fo
lien wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren
gemessen.
Salatöl (100 cm3) wurde in den Behälter gegeben.
Der Behälter wurde in einem Mikrowellenofen erhitzt, bis die
Öltemperatur 190°C erreicht hatte und dann für 30 Minuten bei
Raumtemperatur stehengelassen. Die Veränderung der Erschei
nung des Behälters nach der Entfernung des Salatöls und die
Veränderung, die an der inneren Oberfläche davon auftrat,
wurden bewertet.
- - Änderung in der Erscheinung:
0: Der Behälter zeigte keine Deformation (Krümmung, De formation).
Δ: Der Behälter zeigte eine schwache Deformation.
X: Der Behälter zeigte eine beträchtliche Deformation. - - Änderung der inneren Oberfläche:
0: Die innere Oberfläche des Behälters zeigte keine Ver änderung.
Δ: Der Behälter zeigte eine Verringerung in Glanz.
X: Der Behälter zeigte Falten, Blasen oder Löcher.
MCT-Öl (100 cm3) wurde in den Behälter gegeben. Der
Behälter wurde bei 100°C in einem Ofen erwärmt und dann für
30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Veränderung
der Erscheinung des Behälters nach der Entfernung des MCT-Öls
und die Veränderung der inneren Oberfläche wurden bewertet.
- - Änderung der Erscheinung:
0: Der Behälter zeigte keine Deformation (Krümmung, De formation).
Δ: Der Behälter zeigte eine schwache Deformation.
X: Der Behälter zeigte eine beträchtliche Deformation. - - Änderung der inneren Oberfläche:
0: Die innere Oberfläche des Behälters zeigte keine Ver änderung.
Δ: Der Behälter zeigte eine Verringerung in Glanz.
X: Der Behälter zeigte Falten, Blasen oder Löcher.
Salatöl (100 cm3) wurde in den Behälter gegeben. Der Be
hälter wurde in einem Mikrowellenofen erwärmt, bis die Tempe
ratur 120°C erreicht hatte. Anschließend wurden die Handha
bungseigenschaften des Behälters bewertet durch Anfassen des
Salatöl-enthaltenden Behälters mit den bloßen Hände des Be
werters, der den Behälter dann trug.
0: Der Behälter konnte mit bloßen Händen für 3 Minuten oder mehr gehalten werden.
X: Der Behälter konnte mit bloßen Händen nicht mehr als 10 Sekunden gehalten werden.
0: Der Behälter konnte mit bloßen Händen für 3 Minuten oder mehr gehalten werden.
X: Der Behälter konnte mit bloßen Händen nicht mehr als 10 Sekunden gehalten werden.
Im folgenden sind die Werte der MIs diejenigen, die bei
300°C und einer Belastung von 1,2 kg gemessen wurden.
- - SPS1: Syndiotaktisches Styrol-p-methylstyrol-Copolymer MI = 3, Tm = 241°C, p-Methylstyrolgehalt: 12 Mol-%
- - SPS2: Syndiotaktisches Styrol-p-methylstyrol-Copolymer
MI = 13, Tm = 245°C, p-Methylstyrolgehalt: 7 Mol-%.
Diese syndiotaktischen Polystyrole können hergestellt
werden z. B. unter Verwendung von Titanverbindungen und Kon
densationsprodukten von Wasser und Trialkylaluminium, die als
Katalysatoren dienen, in oder in Gegenwart von inerten Koh
lenwasserstofflösungsmitteln (siehe japanische Patentanmel
dungen mit den Offenlegungsnummern (Kokai) Nrn. 187708/1987
und 104818/1987).
- - SEPS: SEPS-Typ-Elastomer
Septon 2104, Produkt von Kuraray K.K. - - SEBS: SEBS-Typ-Elastomer
Septon 8006, Produkt von Kuraray K.K.
- - GPPS: Mehrzweckpolystyrol
HH30E, Produkt von Idemitsu Petrochemical K.K. - - Wärmebeständiges PS: wärmebeständiges Polystyrol
Ryurex A-15, Produkt von Dainippon Ink Chemical In dustries K.K. - - HIPS: Hochschlagzähes Polystyrol
ET52, Produkt von Idemitsu Petrochemical K.K. - - PE1: Hochdruckpolyethylen niedriger Dichte NUC 8042,
Produkt von Nihon Unucar K.K. - - PE2: Polyethylen niedriger Dichte
ENGAGE 8150, Produkt von Dupont Dow Elastomer - - St-MMA: Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer
(Methylmethacrylatgehalt: 9%).
50 Gew.-% SEPS1, 20 Gew.-% HIPS, 24 Gew.-% PE1, 6 Gew.-%
SEPS, und als Antioxidationsmittel 0,1 Gewichtsteile Irganox
1010 (Produkt von Ciba-Geigy Co., ), 0,1 Gewichtsteile PEP 36
(Produkt von Asahidenka K.K.) und 0,1 Gewichtsteile Sumirai
zer GS (Produkt von Sumitomo Chemical K.K.) wurden trocken
vermischt und in der Schmelze verknetet unter Verwendung ei
nes 65 mm ∅ Doppelschneckenextruders, um ein schmelzgeknete
tes Material zu erhalten. Das resultierende Material wurde in
der Schmelze bei 300°C und bei einer Extrusionsgeschwindig
keit von 10 kg/hr unter Verwendung eines 50 mm ∅ Einzel
schnecken-(Dulmage Typ-Schnecke)-Extruders mit 50 mm ∅ Kreis
düse mit einer Öffnung von 1 mm extrudiert, so daß das Auf
blasverhältnis 2,5 war und das Ausziehverhältnis 8,3, um eine
Schlauchfolie mit einer Dicke von 20 µm zu erhalten. Der Kri
stallisationsgrad der Folie betrug 12%. Die Summe des Pro
zentsatzes der Dehnung in longitudinaler Richtung und des
Prozentsatzes der Dehnung in Lateralrichtung beim Zerreißen
der Folie war 46%.
Wärmebeständiges Polystyrol und eine geeignete Menge
Talk wurden verknetet und bei ungefähr 220°C unter Verwendung
eines Einschneckenextruders geschmolzen und in einen Extru
der, der mit dem Einschneckenextruder verbunden war, geför
dert. Während des Verfahrens wurde ungefähr 4% Butangas in
jiziert, und das Harz wurde bei ungefähr 130°C unter Verwen
dung einer Düse extrudiert, um eine Polystyrolharzschaumfolie
mit einem Expansionsverhältnis von 10 und einer Dicke von
2000 µm zu ergeben.
Eine Polystyrolfolie (Styro Film, Produkt von Asahikasei
Industries K.K., Dicke: 50 µm) wurde verwendet.
Die oben beschriebene Schlauchfolie zur Verwendung als
innere Oberfläche, die aus der SPS-Zusammensetzung gebildet
wurde, wurde auf einer Seite der Schaumfolie, die als Träger
diente, durch Heißlamination bei 170°C aufgezogen. Dann wurde
die Polystyrolfolie, zur Verwendung als äußere Oberfläche,
auf der anderen Seite der Schaumfolie durch das gleiche Ver
fahren bei 150°C aufgezogen.
Bei dem Heißlaminierungsverfahren wurde die Hitze nur
von der Folienseite angewendet. Die resultierende laminierte
Folie wurde auf 160°C erhitzt und in einen laminierten Behäl
ter geformt unter Verwendung des Formpreßverfahrens, während
die positive Form, die auf der Innenschichtseite verwendet
wurde, bei 100°C gehalten wurde und die Negativform, die auf
der äußeren Oberflächenseiten verwendet wurde, bei 80°C ge
halten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 22 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß eine Folie mit einer Dicke von 30 µm als innere
Oberflächenschicht verwendet wurde, und HIPS als äußere Ober
flächenschicht verwendet wurde und auf den Träger unter Ver
wendung einer Extrusionslamination so aufgetragen wurde, daß
die äußere Oberflächenschicht eine Dicke von 100 µm aufwies.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 23 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß eine Folie mit einer Dicke von 60 µm als innere
Oberflächenschicht verwendet wurde, und die Extrusionslamina
tion zur Bildung der äußeren Oberflächenschicht verwendet
wurde, so daß die äußere Oberflächenschicht eine Dicke von
200 µm aufwies. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 22 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß eine geschäumte Polystyrolfolie mit einer Dicke
von 2500 µm und einem Expansionsverhältnis von 10 (Produkt
von JSP) als Träger verwendet wurde, die innere Oberflächen
schicht eine Dicke von 30 µm besaß und die äußere Oberflä
chenschicht eine Dicke von 50 µm besaß. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 25 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß eine Folie mit einer Dicke von 45 µm als innere
Oberflächenschicht verwendet wurde und HIPS als äußere Ober
flächenschicht verwendet wurde und auf den Träger unter Ver
wendung der Extrusionslamination so aufgebracht wurde, daß
die äußere Oberflächenschicht eine Dicke von 100 µm besaß.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 25 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß die Schlauchfolien, die aus der gleichen SPS-Zu
sammensetzung wie die in Beispiel 22 verwendet wurde, gebil
det waren, sowohl als innere Oberflächenschicht als auch als
äußere Oberflächenschicht verwendet wurden, die Folie, die
als innere Oberflächenschicht verwendet wurde, eine Dicke von
30 µm besaß und die Folie, die als äußere Oberflächenschicht
verwendet wurde, eine Dicke von 60 µm besaß und die Heißlami
nierung auf beiden Seiten der Trägerfolie gleichzeitig durch
geführt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
70 Gew.-% SPS2, 18 Gew.-% PE2, 6 Gew.-% SEPS, 6 Gew.-%
SEBS, 0,1 Gewichtsteile Irganox 1010 (Produkt von Ciba-Geigy
Co.) und als Antioxidationsmittel, 0,1 Gewichtsteile PEP 36
(Produkt von Asahidenko K.K.) und 0,1 Gewichtsteile Sumirai
zer GS, (Produkt von Sumitomo Chemical K.K.) wurden trocken
vermischt und in der Schmelze verknetet unter Verwendung ei
nes 65 mm ∅ Doppelschneckenextruders, um ein schmelzgeknete
tes Material zu erhalten. Das resultierende Material wurde
durch Extrusionslamination auf eine Seite der gleichen wärme
beständigen PS-Schaumfolie, die in Beispiel 22 verwendet wur
de, aufgebracht, so daß die resultierende extrudierte Folie
eine Dicke von 50 µm besaß. HIPS wurde auf der entgegenge
setzten Seite der PS-Schaumfolie durch Extrusionslaminierung
so aufgebracht, daß die resultierende extrudierte Folie eine
Dicke von 100 µm aufwies, wodurch ein laminiertes Produkt er
halten wurde. Das resultierende laminierte Produkt wurde wie
in Beispiel 22 in einen thermogeformten Behälter geformt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
70 Gew.-% SPS2, 18 Gew.-% PE2, 6 Gew.-% SEPS, 6 Gew.-%
SEBS, und als Antioxidationsmittel 0,1 Gewichtsteile Irganox
1010 (Produkt von Ciba-Geigy Co.), 0,1 Gewichtsteile PEP 36
(Produkt von Asahidenko K.K.) und 0,1 Gewichtsteile Sumirai
zer GS (Produkt von Sumitomo Chemical K.K.) wurden trocken
vermischt und in der Schmelze verknetet unter Verwendung ei
nes 65 mm ∅ Doppelschneckenextruders, um ein schmelzgeknete
tes Material zu erhalten. Das resultierende Material wurde in
eine Gießfolie mit einer Dicke von 30 µm und einem Kristalli
sationsgrad von 15% geformt. Das Verfahren von Beispiel 22
wurde durchgeführt, ausgenommen, daß die resultierende Gieß
folie (thermolaminiert) bei 170°C mit einer Seite der wärme
beständigen PS-Schaumfolie als Zwischenschicht heißverbunden
und HIPS als äußere Oberflächenschicht verwendet wurde und
auf der entgegengesetzten Seite der PS-Schaumfolie mit Hilfe
der Extrusionslaminierung so aufgebracht wurde, daß die re
sultierende extrudierte Folie eine Dicke von 100 µm besaß,
wodurch ein laminiertes Produkt erhalten wurde. Die Ergebnis
se sind in Tabelle 3 gezeigt.
Das Verfahren von Beispiel 22 wurde durchgeführt, ausge
nommen, daß ein gemischtes Material, das HIPS und SPS1 mit
einem Verhältnis von 8 zu 2 als Zwischenschicht verwendet
wurde, HIPS als Außenschicht verwendet wurde und die Extrusi
onslaminierung so durchgeführt wurde, daß die resultierende
extrudierte Folie, die als innere Oberflächenschicht diente,
eine Dicke von 50 µm besaß und die Folie, die als äußere
Oberflächenschicht diente, eine Dicke von 150 µm besaß. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Wie oben beschrieben stellt die vorliegende Erfindung
eine Styrolharzschlauchfolie mit ausgezeichneten Eigenschaf
ten hinsichtlich der Zerreißdehnung, der Wärmebeständigkeit,
der Heißölbeständigkeit, der Thermolaminierungseigenschaften,
der Thermoformbarkeit etc. bereit, ebenso wie ein Laminat,
das diese Styrolharzschlauchfolie enthält. Dieses Laminat
kann recycelt werden und zeigt ausgezeichnete Thermofor
mungseigenschaften. Durch die Verwendung des Laminates kann
ein recycelbarer Behälter, der zweckmäßig für die Verpackung
von vorgekochten Nahrungsmitteln verwendet werden kann infol
ge der ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und Heißölbestän
digkeit und auch ein recycelbarer Behälter erhalten werden,
der eine wärmebeständige und heißölbeständige innere Oberflä
chenschicht und eine wärmeisolierende äußere Oberflächen
schicht besitzt.
Claims (8)
1. Styrolharzschlauchfolie, die erhalten wird durch Verar
beiten eines Styrolpolymers, das eine überwiegend syn
diotaktische Struktur besitzt, oder einer Harzzusammen
setzung, die das Styrolharz enthält, wobei die Folie ei
nen Kristallisationsgrad von 30% oder weniger und eine
Zerreißdehnung, dargestellt durch die Summe der Dehnung
in longitudinaler Richtung in Prozent und der Dehnung in
lateraler Richtung in Prozent von 15% oder mehr be
sitzt, worin das Styrolpolymer oder die Zusammensetzung
einen Schmelzindex (MI) von 0,5 bis 20 bei 300°C unter
einer Belastung von 2,16 kg für 10 Minuten und eine Kri
stallisationstemperatur von weniger als 236°C aufweist.
2. Laminat, das die folgenden (A) und (B) umfaßt:
- (A) eine Schicht, die die Styrolharzschlauchfolie nach Anspruch 1 umfaßt, und
- (B) eine Schicht, die die Styrolharzfolie umfaßt.
3. Laminat, das die folgenden (A) und (B) umfaßt:
- (A) eine Schicht, die einen Schlauchfolie umfaßt, die erhalten wird durch Verarbeiten eines Styrolpolymers, das überwiegend syndiotaktische Struktur besitzt, oder einer Harzzusammensetzung, die das Styrolpolymer ent hält, und
- (B) eine Schicht, die eine Styrolharzfolie umfaßt, worin die Schlauchfolie eine Kristallisationstemperatur von weniger als 236°C besitzt und einen Kristallisati onsgrad von weniger als 35%.
4. Laminat nach Anspruch 2 oder 3, worin die Schicht (A)
eine Dicke von 20 bis 200 µm und die Schicht (B) eine
Schicht von 200 bis 4000 µm aufweist.
5. Laminat nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, worin
die Schicht (B) ein geschäumtes Styrolharz umfaßt.
6. Behälter, der erhalten wird durch Thermoformen eines La
minates nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6.
7. Heißölbeständiger Behälter, der aus einem Harzschaum ge
bildet wird, und die folgenden drei Schichten aufweist:
- (A) eine innere Schicht, die aus einem Styrolpolymer mit überwiegend syndiotaktischer Struktur oder eine Harzzusammensetzung, die das Styrolpolymer mit überwie gend syndiotaktischer Struktur enthält, gebildet wird, die eine Dicke von 10 bis 300 µm aufweist,
- (B) eine Zwischenschicht, die aus einem geschäumten Styrolharz gebildet wird und eine Dicke von 500 bis 4000 µm aufweist; und
- (C) eine äußere Schicht, die aus einem Styrolharz ge bildet wird und eine Dicke von 20 bis 300 µm aufweist.
8. Heißölbeständiger Behälter nach Anspruch 7, worin die
innere Schicht (A) einen Kristallinitätsgrad von weniger
als 30% und eine Zerreißdehnung, dargestellt durch die
Summe der Dehnung in longitudinaler Richtung in Prozent
und der Dehnung in lateraler Richtung in Prozent von
15% oder mehr aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079344A JPH11268117A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | スチレン系樹脂インフレーションフィルム,積層体及 び容器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19913419A1 true DE19913419A1 (de) | 1999-11-18 |
Family
ID=13687297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19913419A Withdrawn DE19913419A1 (de) | 1998-03-26 | 1999-03-25 | Styrolharzschlauchfolie, Laminat und Behälter |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11268117A (de) |
KR (1) | KR19990078255A (de) |
DE (1) | DE19913419A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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