DE2115824A1 - Verfahren zur Herstellung von Dichtungen in Behälterverschlüssen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Dichtungen in Behälterverschlüssen

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Description

W.R. Grace & Co. (Prio 2. April 1970
G.B. 15 734/70 - 8075) 3, Hanover Square
Hew York, N.Y./V.St.A. Hamburg, 31. März 1971
Verfahren zur Herstellung von Dichtungen in Behälterverschlüssen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von aus thermoplastischen oder wärmehärtbaren Kunstharzen bestehenden Dichtungen in Behälterverschlüssen.
Behälterverschlüsse, beispielsweise Flaschenverschlüsse werden im allgemeinen mit Dichtungen versehen, um den Behälterinhalt gegenüber der umgebenden Luft abzudichten. Diese Dichtungen werden üblicherweise aus Vinylharz hergestellt und durch Einbringen einer flüssigen oder halbflüssigen Dispersion eines Vinylharzes mit einem Weichmacher in einen Verschluß erzeugt, wobei diese Dispersion als "Plastisol" bezeichnet wird. Das Plastisol wird in dem Verschluß derart verteilt, daß es die gewünschte Form annimmt und dann zur Herstellung der Dichtung erwärmt, bis es geliert (sich verfestigt). Während dieses Fluxens absorbiert das Harz den Weichmacher, so daß man eine sog. feste Lösung oder feste Masse erhält.
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Das Fluxen wird üblicherweise in einem Heißluftofen ausgeführt, und für Polyvinylchlorid, dem am häufigsten zur Herstellung von Dichtungen verwendeten Vinylharz, liegt die Fluxtemperatur üblicherweise bei etwa 150°C bis 170°C oder höher. Wegen der hohen Fluxtemperatur wurden Dichtungen aus Polyvinylchlorid kommerziell nur in aus Metall bestehenden Verschlüssen verwendet, da Verschlüsse aus üblichen thermoplastischen und wärmehärtbaren Harzen beschädigt werden, wenn sie auf derart hohe Temperatur erwärmt werden. So können beispielsweise thermoplastische Verschlüsse durch Verformung und selbst durch Schmelzen des thermoplastischen Materials beschädigt werden, während wärmehärtbare Harze im allgemeinen Wasser enthalten, das bei Temperaturen über 100 C abgegeben wird und zur Blasenbildung in der Dichtung führt.
Es wurden auch bereits Vorschläge zur Verwendung von Piastisolen gemacht, welche bei etwas niedrigeren Temperaturen gelieren. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die Gelierzeit bzw. Fluxzeit bei niedrigeren Temperaturen sehr lang ist, typischerweise 2 oder 3 Minuten, und daß gewisse der in einem derartigen Verfahren verwendeten Weichmacher den Behälterinhalt verunreinigen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Dichtungen in Verschlüssen zu schaffen, das sich auch für Verschlüsse aus synthetischen Harzen eignet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtungen aus Piastisolen hergestellt werden, indem man ein Vinylharzplastisol in den Verschluß einbringt, ihm die gewünschte Dichtungsform gibt und es dann mittels im Plastisol infolge Mikrowellenstrahlung erzeugter Wärme zum Fluxen bringt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung einer Dichtung in einem Kunstharzverschluß aus einem Dichtungsmaterial, das bei einer Temperatur geliert, die höher ist als diejenige, bei der der Verschluß beschädigt wird, wenn nur das Plastisol die Mikrowellenenergie gut absorbiert, während der Verschluß aus einem Material besteht, das die Energie weniger gut absorbiert.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zur Herstellung von Dichtungen für Behälterverschlüsse Vinylharzplastisole verwendet werden können. Dabei werden Polyvinylchloridplastisole bevorzugt, jedoch eignen sich auch solche aus Vinylchloridcopolymeren, die normalerweise mindestens 50 Gew.% an von Vinylchlorid stammende Einheiten enthalten. So kann das Vinylharz ein Copolymeres des Vinylchlorides zusammen mit einem anderen Vinylhalogenid, etwa Vinylbromid, Vinylidenchlorid oder 1,2-Dichloräthylen, mit einem Vinylester, etwa Vinyl-
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acetat, mit einem Acrylat oder Methacrylat, mit einem aromatischen Vinylmonomeren, etwa Styrol oder Viny!toluol, oder einem Monoolefin, etwa Äthylen sein. Man kann auch ein Polyvinylacetatplastisol als Harz verwenden, jedoch benötigt ein derartiges Plastisol ebenso wie Plastisole des Vinylchlorides oder von Vinylacetatcopolymeren eine -längere Zeit, um mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu gelieren, als Polyvinylchloridplastisole.
Die Verschlüsse können aus thermoplastischen Stoffen hergestellt werden, die im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenstrahlung sind, beispielsweise Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylen niederer Dichte oder Polystyrol, die jeweils bei 120°C, 110°C, 90°C und 90 bis 85°C erweichen. Polarharze, wie etwa plastifiziertes Polyvinylchlorid, plastifizierte Vinylchloridcopolymere und Polyamide sind selbstverständlich ungeeignet, ünplastifiziertes Polyvinylchlorid absorbiert jedoch wenig oder gar keine Mikrowellenstrahlung und wird daher besonders vorteilhaft als Material für erfindungsgemäß herzustellende Behälterverschlüsse verwendet. Verschlüsse aus thermoplastischen Materialien mit sehr niedrigen Erweichungstemperaturen, etwa Polystyrol, soll-' ten im Bereich der Hauptfläche mindestens eine Stärke von
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0,75 rom haben, um Verformungen zu verhindern.
Der Verschluß kann auch aus einem wärmehärtbaren Harz, etwa einem Phenolformaldehyd, einem Harnstofformaldehyd oder einem Phenol-Harnstoff-Formaldehydharz hergestellt sein. In derartige Harze sind häufig Holzmehl oder andere zellulosehaltige Füllmittel eingelagert, die etwas Wasser enthalten, das beim Erwärmen (beispielsweise in einem Luftofen) abgegeben wird und die bereits erwähnten Blasen erzeugt. Es hat sich gezeigt, daß beim Erwärmen des Dichtungsmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Blasenbildung stark verringert oder vollständig ausgeschaltet wird. Entgegen den thermoplastischen Polyhydrocarbonharzen absorbieren wärmehärtbare Harze, wie etwa Phenolformaldehyd eine gewisse Menge Mikrowellenenergie und werden daher bis zu einem gewissen Grade erwärmt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine derartige Erwärmung besonders vorteilhaft ist, da sie zwar nicht ausreicht, um eine nennenswerte Blasenbildung hervorzurufen, jedoch den Wärmeverlust von Dichtungsmaterial an den Verschluß verringert, so daß eine geringere Plastisolmenge erforderlich ist als für thermoplastische Verschlüsse. Die Wirkung des Wärmeverlustes des Dichtungsmaterials vergrößert sich bei Verringerung des Verhältnisses von Volumen zu Oberflächenbereich.
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Eine allgemeine Regel besteht natürlich darin, daß das —Plastisol Mikrowellenstrahlung besser absorbieren muß als das Material, aus dem der Verschluß hergestellt ist.
Als Weichmacher wird vorzugsweise ein Material verwendet, das sehr schnell bei verhältnismäßig niedriger Temperatur von dem Vinylharz absorbiert wird. Im allgemeinen werden solche Weichmacher vom Vinylharz besonders schnell aufgenommen, die besonders polar sind. Derartige Weichmacher absorbieren im allgemeinen besonders gut Mikrowellenenergie und benötigen daher die kürzeste Fluxzeit. Bevorzugte Weichmacher enthalten Butylbenzylphthalat und Diisobutylphthalat, jedoch können auch andere Materialien als Weichmacher für Vinylharze verwendet werden, einschließlich Weichmacher vom Phthalattyp, etwa Diisooctylphthalat oder Dinonylphthalat sowie solche vom Phosphattyp, etwa 2-Äthylhexyldiphenylphosphat und TrixyIylphosphat. Es hat sich gezeigt, daß man mittels Butylphthalylbutylglycolat eine gute Fluxgleichmässigkeit erhält. Di-{2-methoxyäthyl)phthalat, beispielsweise "Reomol P" (hergestellt von der Firma Geigy) ergibt gutes Fluxverhalten, jedoch haben die dieses enthaltenden Piastisole eine instabile Viskosität. Mindestens ein Teil des Weichmachers kann vom Epoxytyp sein, beispiels-
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weise epoxydiertes Sojabohnenöl oder Leinsaatöl. Diese Weichmacher ergeben jedoch Plastisole mit verhältnismäßig hoher Viskosität und werden vorzugsweise zusammen mit einem Weichmacher des "ReomolN-Typs verwendet.
Eine geeignete Menge an Weichmacher liegt im allgemeinen zwischen 40 bis 120 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile Vinylharz. Je mehr Weichmacher verwendet wird, desto länger ist die Zeit die benötigt wird, damit der gesamte Weichmacher vom Harz absorbiert wird. Somit ergibt sich nur ein kleiner oder gar kein Vorteil, wenn man sehr große Mengen an Weichmacher verwendet, und üblicherweise ist ein Anteil von weniger als 100 Gewichtsteilen bevorzugt. Der bevorzugte Bereich liegt bei 50 bis 1OO Gewichtsteilen.
Die weniger leicht absorbierbaren Weichmacher benötigen eine verhältnismäßig hohe Fluxtemperatur, jedoch läßt sich die erforderliche Temperatur im allgemeinen dadurch senken, daß man als Vinylharz ein Copolymeres des Vinylchlorids mit Vinylacetat verwendet. Dies hat sich beispielsweise als zweckmäßig erwiesen, wenn man als Weichmacher eine Mischung eines Polyesters mit Butylbenzylphthalat und als Verschlußmaterial ein Phenolformaldehydharz verwendete. Andererseits erfordert ein
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ein Vinylchlorid/Vinylacetatcopolymeres enthaltendes Plastisol eine längere Fluxzeit als ein Polyvinylchloridplastisol.
Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Dichtungen In Behälterverschlüssen aus Kunstharz beschrieben, bei dem in den Verschluß ein Plastisol eingebracht wurde, das Teilchen -enthielt, die elektrisch leitend und/oder ferromagnetisch waren., beispielsweise Eisen oder Aluminium, und das Plastisol wurde dadurch zum Gelieren gebracht, daß man es mittels eines magnetischen Wechselfeldes erwärmte. Durch die zusätzlichen Teilchen aus leitendem und/oder magnetisierbarer!! Material werden jedoch die Kosten für das Plastisol erhöht, und es muß dafür gesorgt v/erden, daß sich diese Teilchen nicht ablagern, bevor das Plastisol in den Verschluß eingebracht ist. Das erfindungsgemäße Verfahren hat demgegenüber den Vorteil, daß das Plastisol kein besonderes Metall oder andere entsprechende Stoffe enthalten muß und daß es in der Praxis auch keinen irgendwie gearteten Füllstoff enthält.
Falls jedoch ein Füllstoff verwendet wird, soll dieser im wesentlichen trocken sein, um Blasenbildung der Dichtung zu vermeiden, übliche Füllstoffe enthalten Baryte, Titandioxid und Kohlenstoff.
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Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung von Füllstoffen die zum Fluxen des Plastisols erforderliche Zeit vergrößert, jedoch die Gleichförmigkeit des Fluxens verbessert wird. Das Gewicht des Füllmittels übersteigt üblicherweise nicht das Gewicht des Vinylharzes.
Kohlenwasserstoffzusätze und verschiedene Gleitmittel ergaben einen gewissen Verzögerungseffekt für die Heizge- -schwindigkeit infolge Mikrowellenstrahlung, jedoch ist dies bei üblichen Mengen dieser Stoffe nicht wesentlich. Einige geprüfte und als geeignet festgestellte Zusätze sind Oleamid, Paraffinwachs (Schmelzbereich 47°C bis 53°C) und "Vaseline" (Schmelzbereich 39°C bis 49°C).
Das Vinylharz enthält vorzugsweise einen Stabilisator, um Zersetzungen zu verhindern. Dazu kann irgendeiner der bekannten Stabilisatoren verwendet werden, beispielsweise Metallstearate oder epoxidiertes Sojabohnenöl. Während sorgfältige Steuerung der Erwärmung die benötigte Stabilisatormenge sogar zu Null machen kann, ist es für die Praxis am besten, eine nennenswerte Menge Stabilisator zuzufügen, beispielsweise bis zu 10 Gew.% des Harzes und üblicherweise 2 bis 8 Gew.%.
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Bei gleichen anderen Werten ist der Wärmeverlust vom Plastisol an den Behälter im allgemeinen umso größer, je niedriger das Verhältnis von Volumen des Plastisols zum Oberflächenbereich des Verschlusses ist. Aus diesem Grund wird häufig ein verhältnismäßig großes Plastisolgewicht benötigt, beispielsweise 500 bis 1000 mg. Vom technischen Standpunkt aus gibt es keine Einwände gegen die Verwendung größerer Plastisolgewichte, obwohl aus wirtschaftlichen Gründen das geringstmögliche Plastisolgewicht, das ausreichend erwärmt werden kann, verwendet wird.
Zur Erhöhung der Wärmeabsorption durch das Plastisol je Gewichtseinheit Plastisol können verschiedene Zusätze verwendet werden, und dadurch kann das benötigte Plastisolgewicht verringert werden, Ein derartiger Zusatz sind Kohlenstoffteilchen, insbesondere Kohlenstoffblättchen größerer Abmessung, beispielsweise von 80 bis 300 rau. Je kleiner die Teilchengröße des Kohlenstoffes ist, umso viskoser ist das Plastisol, und es ist daher umso schwieriger, das Plastisol in den Verschluß einzubringen. Während Kohlenstoffteilchen die Heizgeschwindigkeit vergrößern, wird die Viskosität des sie enthaltenden Plastisols weniger stabil als die von Piastisolen, welche keine Kohlenstoffteilchen enthalten.
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Verschiedene mehrwertige Alkohole erhöhen die Heizgeschwin-.dlgkeit, jedoch muß darauf geachtet werden, daß der Alkohol mit dem Plastisol verträglich ist. Äthylenglykol und Glyzerin erhöhen die Heizgeschwindigkeit, sind jedoch nicht sehr verträglich mit dem Plastisol, wenn dieses gelagert wird. Einige symmetrische mehrwertige Alkohole, etwa Sorbit, bewirken eine geringe Erhöhung der Heizgeschwindigkeit, während Hexylenglykol, welches unsymmetrisch ist, die Heizgeschwindigkeit erhöht. Letzteres wird vorzugsweise in einem Anteil von bis zu 2 Gew.% des Harzes verwendet, ist jedoch in höheren Anteilen nicht sehr verträglich mit dem Plastisol.
Geschäumte Dichtungen können auf verschiedene bekannte Weisen hergestellt werden, beispielsweise durch Zusetzen eines wärmeaktivierbaren Blähmittels zu dem Plastisol.
Es ist im allgemeinen erwünscht, auf den Kunstharzverschluß eine Halte- oder Grundschicht aufzubringen, bevor das Dichtungsmaterial eingebracht wird, um auf diese Weise die Haftung der Dichtung zu verbessern. So kann beispielsweise ein überzug aus einem Epoxyphenollack oder einem Lack auf Polymethylmethacrylat-Basis verwendet werden, wenn der Verschluß aus einem wärmehärtbaren Harz besteht. Schraubverschlüsse können jedoch häufig eine Gesamtbeschichtung aufweisen, ohne daß eine derartige Grundschicht aufgebracht wird.
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Die Frequenz der verwendeten Mikrowellenenergie ist vom technischen Standpunkt aus nicht kritisch, wird jedoch im allgemeinen durch Gesetze oder Vorschriften bestimmt, übliche Frequenzen in Großbritannien sind beispielsweise 950 MHz oder 2 450 MHz. In anderen Ländern können erlaubte Frequenzen für die Mikrowellenenergie verwendet werden.
Mikrowellenöfen, wie sie häufig verwendet werden, sind sche-Tnatisch in den Figuren dargestellt, wobei Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ofen für chargenweisen Betrieb und Fig. 2 einen Ofen für kontinuierlichen Betrieb zeigt. Der in Fig. 1 dargestellte Ofen enthält eine Heizkammer 1 mit im wesentlichen rechteckförmigem Querschnitt, die an jedem Ende Ladetüren 2 aufweist und als Quelle für Mikrowellenenergie ein Magnetron 3 enthält. Ferner ist ein antreibbarer Propeller 4 vorgesehen, der eine gleichmäßige Streuung der Mikrowellenstrahlung im Ofen ermöglicht.
Der Ofen 2 enthält eine Heizkammer 11 von rechteckförmigem Querschnitt mit Schlitzen 12 an jedem Ende, durch welche ein Förderband 13 bewegt wird, dessen Geschwindigkeit einstellbar ist. In der Decke der Kammer 11 sind drei Magnetrons 14 mit jeweils einer maximalen Leistung von 1 kW angeordnet. Die Schlitze 12 dürfen nicht höher sein als die halbe Wellenlänge der Mikrowellen, um diese im Ofen einzuschließen.
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Nach dem Pluxen kann es erforderlich sein, die mit Dichtungen versehenen Verschlüsse schnell abzukühlen, um eine überhitzung der Verschlüsse infolge der Leitfähigkeit des Harzes zu verhindern.
Die Erfindung läßt sich beim dichtenden Aufbringen von Kunstharzverschlüssen auf Kunstharzbehälter anwenden, insbesondere wenn als Dichtung für einen Behälter und Verschluß aus einem unplastifizierten Vinylchloridpolymeren, das wenig oder gar keine Mikrowellenstrahlung absorbiert, ein Vinylharzplastisol verwendet wird, und insbesondere, wenn die Dichtung für einen Behälter und einen Verschluß aus unplastifiziertem Polyvinylchlorid aus einem Polyvinylchloridplastisol besteht. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man geeignetes Dichtungsmaterial in den Verschluß einbringt, den Behälter mit dem Verschluß verschließt und danach in dieser Lage die Dichtung einer Erwärmung durch Mikrowellenenergie aussetzt, um sie gelieren zu lassen. Das Dichtungsmaterial könnte zu Anfang als Feststoff in den Verschluß eingebracht werden, vorzugsweise wird jedoch ein Plastisol in den Verschluß eingeführt, zur gewünschten Form verteilt und dann durch Mikrowellenenergie erwärmt, um es flüssig zu machen und auszuhärten. Bei letzterem Verfahren wird das Dichtungsmaterial mittels Mikrowellenenergie zwei Fluxvorgängen unterworfen, nämlich einem, um es
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in die Lage im Verschluß zu bringen und einem zweiten, um die Dichtung zwischen Verschluß und Behälter herzustellen.. Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung. Angaben von Prozenten, Teilen usw. beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiel 1
Es wurde ein Polyvinylchloridplastisol der folgenden Zusammensetzung verwendet:
Teile
Polyvinylchloridharz 100
Weichmacher 70
Epoxyweichmacher D.81 5
Lankro Mark Q 152 2
Epoxyweichmacher D.81 ist ein epoxidiertes Sojabohnenöl mit einer minimalen Oxiransauerstoffzahl von 6 und einer Jodzahl unter 8. Lankro Mark Q 152 ist ein geeigneter Weichmacher für Polyvinylchlorid und wird von der Firma Lankro Chemicals Limited hergestellt. Diese beiden Stoffe bewirken zusammen eine Stabilisierung des Polyvinylchlorids gegen thermische Zersetzung.
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Das. die Stabilisatoren enthaltende Polyvinylchlorid wurde zur Erzeugung einer homogenen Paste gemahlen, die dann zur Entfernung der eingeschlossenen Luft im Vakuum entgast wurde. Dann wurde eine Menge von 1000 mg Plastisol in jeweils eine Polystyrolkappe von 31 mm Durchmesser eingebracht. Zur Erzeugung einer gleichförmigen Schicht auf dem Boden der Kappe wurde diese gedreht.
Um das Plastisol zum Gelieren zu bringen wurde ein Mikrowellenofen gemäß Fig. 1 (English Electric Modell MH/1500/50) verwendet. Diese Anlage arbeitet mit einer einstellbaren Hochfrequenzleistung von 0,5 bis 1,5 kW auf einer Frequenz von 2450 MHz. Die das Plastisol enthaltenden Verschlußkappen wurden in den Ofen gebracht und die zum Gelieren erforderliche Zeit bei einem festen Eingangsstrom von 200 mA bestimmt.
Um den Einfluß des verwendeten Weichmachers auf die Fluxgeschwindigkeit abzuschätzen, wurden Zusammensetzungen, die verschiedene Weichmacher enthielten, verwendet. Das Polyvinylchloridharz war "Norvinyl PlO", ein Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 70.
Tabelle I zeigt die für verschiedene Weichmacher benötigten Fluxzeiten sowie die Dielektrizitätskonstanten dieser Weichmacher.
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Tabelle I
Weichmacher Fluxzeit
(Sekunden)
Diisobutylphthalat 37
Butylbenzylphthalat 40 (a)
2-Äthylhexy!diphenyl
phosphat 52
Trixylylphosphat 70
Diisooctylphthalat 69
Dielektrizitätskonstante bei 100 kHz
Eine Mischung aus gleichen Gewichtsteilen von Butylbenzylphthalat mit "Diolpate 171" (b) 57
6,41 6,40
7,32 7,18 4,9
Bemerkungen zu Tabelle I
(a) Wenn der Eingangsstrom von 200 mA auf 3OO mA erhöht wird, so beträgt die Fluxzeit für das Butylbenzylphthälat enthaltende Plastisol nur 30 Sekunden. Wenn die Menge an Butylbenzylphthalat auf 100 Teile erhöht wird, so vergrößerte sich die Fluxzeit bei 200 mA von 40 Sekunden auf 43 Sekunden.
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(b) "Diolpate 171" ist ein niedrig viskoser Polyesterweichmacher der Firma Briggs and Townsend Limited.
Die in Tabelle I angeführten Weichmacher enthaltenden Plastisole konnten alle zufriedenstellend in Polyäthylen- und Polypropylenkappen zum Gelieren gebracht werden, ohne daß diese Verschlußkappen thermisch verformt wurden.
Beispiel 2
Wenn Piastisole von Polyvinylchloridharzen mittels Mikrowellenenergie in Polystyrolkappen mit einer Wandstärke von 0,75 mm oder weniger zum Fluxen gebracht werden, so ist es schwierig, ohne Verformung der Kappe infolge thermischer Leitfähigkeit des Plastisols einen optimalen Fluxgrad zu erzielen. Es hat sich gezeigt, daß es zur Überwindung dieser Schwierigkeiten erforderlich ist, die Schmelztemperatur des Plastisols zu senken, indem man eine Mischung von homopolymeren Vinylchloridharzen und copolymeren Vinylchlorid/Vinylacetatharzen verwendet. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Verhalten eines derartigen copolymeren Harzes mit Polyvinylchlorid verglichen. Eine Zusammensetzung des gleichen allgemeinen Typs wie in Beispiel 1 wurde verwendet, wobei die Anteile die gleichen waren. Das Vinylharz wurde geändert und
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der gleiche Weichmacher, Butylbenzylphthalat, wurde in allen drei Versuchen benutzt. Der Ofen und der Eingangsstrom (200 mA) waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die Harze und die Fluxzeiten sind in Tabelle II aufgeführt.
Tabelle II
Harz Fluxzeit
(Sekunden)
"Norvinyl PlO" 40
Eine Mischung aus gleichen
Gewichtsteilen von "Norvinyl PlO" und "Vinnol
E1O/65P" 53
"Vinnol E1O/65P" 55
"Vinnol E1O/65P" ist ein copolymeres Vinylchlorid/Vinylacetatharz mit 10 % an von Vinylacetat stammenden Einheiten und einem K-Wert von 65.
Tabelle II zeigt, daß sich Plastisole des copolymeren Harzes mittels Mikrowellenenergie zufriedenstellend zum Gelieren bringen lassen, obwohl die Fluxzeit länger ist, was ein Anzeichen für den hindernden Einfluß der Acetatgruppen ist.
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Beispiel 3
Um den Einfluß eines Füllmittels auf das Fluxen zu ermitteln, wurde ein Plastisol folgender Zusammensetzung mittels Mikrowellenenergie in einem Ofen gemäß Beispiel 1 zum Gelieren-gebracht:
Plastisolzusammensetzung
Teile
"Norvinyl PlO"
Butylbenzylphthalat Baryte
Epoxyweichmacher D81 Lankro Mark Q 152
100 100 0-50
Die Ergebnisse sind in Tabelle III dargestellt.
Tabelle III Fluxzeit
(Sekunden)
bei 200 mA
Füllmittel (Gewichts
anteile in der obigen
Zusammensetzung)		 Gewicht der
Plastisol-
schicht		 43
60
45
50
50		 1 000 mg
1 000 mg
1 150 mg
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Man erkennt, daß es möglich ist, ein mit Füllmittel versetztes Plastisol in kurzer Zeit zum Fluxen zu bringen. Der Einsatz eines Füllmittels bewirkt jedoch eine Verringerung der Spannungsfestigkeit und der Verlängerung beim Bruch der Dichtung.
Beispiel 4
™ Um das Dichtungsverhalten zu ermitteln, wurden Polystyrol- und Phenolformaldehydverschlußkappen mit einem Durchmesser von 31 mm mit 1000 mg des folgenden Plastisols beschichtet.
Teile
"Norvinyl PlO" 100
Butylbenzylphthalat 70
Epoxyweichmacher D81 5
• Lankro Mark Q 152 2
m Oleamid 2
Vaseline 3
Titandioxid 3
Das in den Phenolkappen befindliche Plastisol wurde in einem Mikrowellenofen gemäß Beispiel 1 bei einem Strom von 200 mA für 31 Sekunden behandelt. Die Verschlußkappen wurden mit
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einem Lösedrehmoment von 1,15 kg«cm auf Flaschen aufgebracht, die verschiedene Flüssigkeiten enthielten. Die Flaschen wurden umgekehrt gelagert und täglich zur Untersuchung der Dichtungen geöffnet. Tabelle IV gibt das Dichtungsverhalten an.
Tabelle IV
Flascheninhalt Versuchsdauer Aussehen der Dichtungsver-
Dichtung halten
Waschmittel 2 Monate
Bleichmittel 2 Monate
Tinte 2 Monate
Coca-Cola 2 Monate
öl 2 Monate
Sodawasser 2 Wochen
Hasser 2 Wochen
gut
gut
gut
zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend
leichte Blas- zufriedenstellend
chenbildung
leicht gehärtet zufriedenstellend
leichte Blas- zufriedenstellend chenbildung
gut zufriedenstellend
Das Plastisol in den Polystyrolkappen wurde in einem Mikrowellenofen gemäß Beispiel 1 bei einem Strom von 200 mA für "41 Sekunden behandelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben .
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Tabelle V
Flascheninhalt Versuchsdauer Aussehen der Dichtungsver-
Dichtung halten
Tinte 2 Wochen gut
Bleichmittel 2 Wochen gut
Waschmittel 2 Wochen gut
Bitter Lemon 2 Wochen gut
zufriedenstellend zufriedenstellend, zufriedenstellend zufriedenstellend
Beispiel 5
Verschlußkappen aus Phenolformaldehyd und Polystyrol mit einem Durchmesser von 31 mm wurden mit verschiedenen Plastisolmengen aus einer Mischung von Polyvinylchlorid mit einem Vinylchlorid/Vinylacetatcopolymeren der nachfolgenden Zusammensetzung beschichtet:
"Norvinyl PlO" "Vinnol E1O/65P" Butylbenzylphthalat Oleamid
"Vaseline"
Titandioxid
Epoxyweichmacher D81 Lankro Mark Q 152
Teile
50
50
70
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Tabelle VI zeigt die Fluxzeiten für dieses Plastisol bei verschiedenen Schichtgewichten. Dabei wurde der Mikrowellenofen aus Beispiel 1 verwendet.
Tabelle VI
Kappen
Schichtgewicht
Fluxzeit (Sekunden) bei 200 mA
Phenolformaldehyd
Pheno1formaldehyd
Phenolformaldehyd
Polystyrol
500 mg
750 mg
1000 mg
1000 mg
30 30 32 41
Die mittels der vorstehend angegebenen Plastisolzusammensetzung hergestellten Dichtungen wurden nach dem in Beispiel 4 beschriebenen Verfahren geprüft. Tabelle VII zeigt die Ergebnisse für Polystyrolkappen, die mit 1000 mg eines Dichtungsmittels beschichtet waren, während Tabelle VIII die Ergebnisse für mit 500 mg des Dichtungsmittels beschichteten Phenolformaldehydkappen angibt.
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Tabelle VII
Flascheninhalt Versuchsdauer Aussehen der Dichtungsver-
Dichtung halten
Coca-Cola 8 Wochen gut
Sodawasser 8 Wochen gut
Orangensaft 8 Wochen gut
Tinte 2 Wochen gut
Bleichmittel 2 Wochen gut
Waschmittel 2 Wochen gut
Bitter Lemon 2 Wochen gut
zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend
Tabelle VIII
Flascheninhalt Versuchsdauer Aussehen der Dichtungsver-
Dichtung halten ___
Orangensaft 8 Wochen gut
Bleichmittel 8 Wochen gut
Waschmittel 8 Wochen gut
50 %iges wäss 8 Wochen gut
riges Äthanol
Sodawasser 4 Wochen lei
zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend zufriedenstellend
leichte Blasen- zufriedenstellend bildung
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Beispiel 6
Phenolformaldehydkappen mit einem Durchmesser von 31 mm wurden mit 500 mg der verschiedenen, in Beispiel 5 angegebenen Plastisole beschichtet. Die Fluxbehandlung wurde in einem Förderband-Ofen gemäß Fig. 2 ausgeführt, wobei der Eingangsstrom für ein Magnetron 150 mA bei einer Frequenz von 2450 MHz betrug. Die aufgewendete Zeit für den Vorgang betrug 36 Sekunden, und die hergestellten Dichtungen waren zufriedenstellend.
Beispiel 7
Polystyrolkappen mit einem Durchmesser von 31 mm wurden mit 500 mg eines Plastisols der folgenden Zusammensetzung beschichtet:
Teile
"Norvinyl PlO" 50 3 2
Vinylacetat/Vinylchloridco- 50 10
polymeres
Butylbenzylphthalat 70
Titandioxid 3
Glyzerinmonooleat
Zinkoctoat
Hexylenglykol
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Die Fluxbehandlung wurde innerhalb von 20 Sekunden in einem Mikrowellenofen mit einem Eingangsstrom von 300 mA bei 2450 MHz ausgeführt, und man erhielt eine entsprechende Dichtung.
Beispiel 8
Polystyrolkappen mit einem Durchmesser von 31 nun wurden mit 500 mg eines Plastisols beschichtet, das aus 100 Teilen "Norvinyl PlO" Polyvinylchloridharz, 70 Teilen "Santiciser B16" (Butylphthalylbutylglykolat), 3 Teilen Titandioxid, 3 Teilen gemischten Glyzerinmonoestern (Monooleat und Monolinoleat) und 2 Teilen Zinkoctoat bestand. Das Plastisol hatte zu Anfang eine Viskosität von 2500 bis 3500 cP bei 37,8 C, und nach einem Monat war die Viskosität immer noch ausreichend niedrig, so daß das Plastisol verwendbar war. Das Plastisol wurde für 36 Sekunden unter gleichen Betriebsbedingungen wie im Beispiel 7 erwärmt, um nach dem Gelieren eine Dichtung zu erhalten.
Beispiel 9
Polystyrolkappen mit einem Durchmesser von 31 mm wurden mit 800 mg eines Plastisols der folgenden Zusammensetzung beschichtet:
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Teile
"Norvinyl PlO" 50
Vinylacetat/Vinylchlorid- 50
copolymeres
Butylbenzylphthalat 100
epoxidiertes Sojabohnenöl 5
Vaseline 3
Oleamid 2
Zinkoctoat 2
Ruß "Lampblack 1O7", mittlerer
Teilchendurchmesser 95 mu 10
Die Fluxbehandlung wurde für 11 Sekunden in einem Mikrowellenofen ausgeführt, der unter den gleichen Bedingungen arbeitete wie in Beispiel 7.
Wenn der gleiche Vorgang unter Verwendung von 500 mg Plastisol und einer Fluxzeit von 12 Sekunden -durchgeführt wurde, so erfolgte kein vollständiges Gelieren.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für einen Behälterverschluß, bei welchem man ein Vinylharzplastisol in einen Kunstharzbehälterverschluß einbringt, das Plastisol in die für die Dichtung erforderliche Form bringt und dieses dann zum Fluxen erwärmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluxen durch Bestrahlen des Plastisols mit Mikrowellenenergie durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschluß aus thermoplastischem Harz verwendet wird, das im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenstrahlung ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschluß aus Polystyrol verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch lf dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschluß aus wärmehärtbarem Harz verwendet wird.
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  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmehärtbares Harz ein Phenolformaldehydharz, ein Harnstofformaldehydharz oder ein Phenolharnstoffformaldehydharz verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß für das Plastisol ein Weichmacher verwendet wird, der Butylbenzylphthalat, Diisobutylphthalat, Butylphthalatbutylglykolat oder eineEppxy-Gruppe enthält.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastisol je 100 Gewichtsteile Vinylharz 50 bis 100 Gewichtsteile Weichmacher enthält.
    ' . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Plastisol Hexylenglykol enthält.
    9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der das in die gewünschte Dichtungsform gebrachte Plastisol enthaltende Verschluß auf einen Behälter aus Kunststoff schließend aufgebracht wird, und daß das Plastisol zur Herstellung einer haftenden Dichtung zwischen Verschluß und Behälter einer Fluxbehandlung unterworfen wird.
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    109843/1238
    . 30 ι.
    Leerseite
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