DE2401948B2 - Verfahren zur herstellung von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents
Verfahren zur herstellung von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff
durch Blasformen, wobei ein schlauchförmiger Vorformling oder Külbel gebildet und anschließend innerhalb
einer geschlossenen Blasform mittels eines ein Inertgas enthaltenden Blasgases zur Anlage an die
Innenkontur der Blasform aufgeweitet wird.
Es ist bekannt, Flaschen sowie andere Hohlerzeugnisse aus thermoplastischem Kunststoff durch Erzeugung
eines Vorformlings oder Külbels durch Extrusion, Einbringen des Külbels in eine geschlossene Blasform
und Aufweiten des Külbels in der Blasform mittels eines Inertgas enthaltenden Blasgases zur Anlage an
die Innenkontor der Blasform herzustellen.
Als thermoplastische Kunststoffe werden zur Durchführung dieses Verfahrens häufig Polymere und Copolymere
von Styrol, Acrylnitril, Vinylchlorid sowie Olefinen verwendet, wobei mindestens ein aliphatischesMono-1-olefin
mit maximal 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül Verwendung findet.
Die nach den bekannten Verfahren blasgeformten Hohlkörper, insbesondere aus Polyolefinen, sind mit
dem Nachteil behaftet, daß atmosphärische Gase in sie eindringen und gasförmige oder flüssige Materialien
aus den Hohlkörpern austreten können. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist ein Verfahren bekanntgeworden,
mit dessen Hilfe nach irgendwelchen Verfahren hergestellte Hohlkörper aus Polyäthylen dadurch
dampfundurchlässig gemacht werden, daß die Hohlkörper in gereinigtem Zustand oder die zu ihrer Herstellung
eingesetzten Polyäthylenfilme mit 2 bis 100 Volum-% Fluor und einem gegebenenfalls vorhandenen
Rest von Stickstoff, Luft, FluorkohlenstolTcn od. dgl. bei Temperaturen, die 50 C nicht übersteigen,
während einer Zeitspanne von 5 Minuten bis 3 Stunden behandelt werden. Die Einwirkungszeiten, die erforderlich
sind, um eine ausreichende Menge Fluor, d. h. eine Menge von 0,03 bis 3,5 Gewichts-%, in die Flaschen
einzubauen, sind jedoch viel zu lange, um diese Methode für eine Durchführung in der Praxis geeignet
zu machen. Außerdem stellen die erforderlichen Reinigungsschritte zusätzliche, das Verfahren belastende
Maßnahmen dar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Gattung in
der Weise weiter zu bilden, daß die erzeugten Hohlkörper dampfundurchlässig sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß das Blasgas 0,1 bis 10 Volum-% Fluor enthalt,
während sich dessen Rest aus Inertgas zusammensetzt.
ίο Vorzugsweise enthält der Rest des verwendeten Blasgases
0,5 bis 20 Volum-% Schweleldioxyd oder Kohlenmonoxyd, 0,5 bis 50 Volum-% Kohlendioxid und/oder
0,5 bis 99 Volum-% Kohlendioxyd und/oder 0,5 bis 99 Volum-% Chlor oder Brom oder Mischungen davon.
Es hat sich herausgestellt, daß durch den Einsatz von Schwefeldioxyd in dem angegebenen Mengenbereich
die Lösungsmittelundurchlässigkeit der erzeugten Hohlkörper noch weiter gesteigert werden kann. Die
Mitverwendung von Kohlenmonoxyd in dem angegegebenen Bereich sowie von Kohlendioxyd in dem
erwähnten Bereich oder von Mischungen dieser Gase hat eine Verbesserung der Ölundurchiässigkeit der erzeugten
Hohlkörper zur Folge. Die Flammfestigkeit der Hohlkörper wird durch die Mitverwendung von
Chlor, Brom oder Mischungen davon innerhalb des angegebenen Mengenbereiches verbessert.
Vorzugsweise besteht das verwendete Blasgas aus 1 bis 10 Volum-% Fluor und 99 bis 90 Volum-% Stickstoff,
Argon oder Helium.
ίο Der Einsatz von 0,1 bis 10Vo!um-% Fluor in dem
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetztem Blasgas geht bis an die kritische Grenze.
Versuche haben nämlich gezeigt, daß dann, wenn die Konzenhation an Fluor in dem Blasgas von 10 auf
.15 15% erhöht wird, der erhaltene blasgelbrmte Hohlkörper
seine weiße Farbe verliert und vollständig schwarz und damit unbrauchbar wird. Bei einer Erhöhung
des Fluorgehaltes von 15 auf 20 Volum-% verbrennen die Hohlkörper derartig stark, daß sie nicht
mehr als Behälter angesehen werden können.
Es ist ferner wichtig, daß das verwendete Blasgas neben dem Fluor keine merklichen Sauerstoffmengen
enthält. Diese Tatsache kann dadurch nachgewiesen werden, daß der Gewichtsverlust (in %) verglichen wird,
der dann ermittelt wird, nachdem verschiedene blasgeformte
Flaschen mit gleichen Mengen Toluol gefüllt, verschlossen und in einen heißen Behälter mit einer
Temperatur von 50'C gestellt werden. Flaschen, die unter Einsatz von 1% Fluor und 99% Stickstoff enthaltendem
Blasgas geblasen worden sind, zeigen einen Gewichtsverlust von 0,37% gegenüber einem Gewichtsverlust
von 0,65% im Falle von Flaschen, die mit 1% Fluor und 99% Luft enthaltendem Gas geblasen worden
sind. Werden die gleichen Flaschen in der gleichen Weise blasgeformt, jedoch durch Spülen mit einer
5gewichtsprozentigen Standard-Natriumhydroxydlösung bei 70' C während einer Zeitspanne von 1 Minute
nachbehandelt, dann wird im Falle der erlindungsgemäß erzeugten Flaschen ein Wert von 5,7% und im
(>o Falle der nach dem bekannten Verfahren hergestellten
Flaschen ein Wert von 50% ermittelt.
Die bevorzugt in dem Verfahren verwendeten Thermoplastenmischungen
sind Polyolefinpolymere oder -copolymere der folgenden Monomeren: Äthylen, Profis
pylen, 1-Buten, 1-Pcntcn, 4-Mcthy!-!-penten, 3-Methyl-1-buten
und 3,3-Dimethyl-l-buten. Diese Mischungen können ebenso wahlweise Bestandteile enthalten, wie
Pigmente, Füller, Mattierungsmittel, Weichmacher,
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l-lamniver/ögercr, Antistatika und andere bekannte
Materialien, um die chemischen und physikalischen FiRcnschaUen des fertigen thermoplastischen Erzeugnisses
/u beeinflussen. Diese Mischungen können ar andere mit dem polyolefin gemischte Kunststoffe
enthalten.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erlmdung.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erlmdung.
PolyiilliylentableUen mit einer Dichte von 0,92 g/cm1
wurden in einen Dreizonenextruder mit Temperaturen für die drei Zonen von 149, 163 und 163 C gegeben.
Her entstehende geschmolzene Thermoplast wurde
durch die bei 149 C gehaltene Rohling-Extrud.erduse
unter Bildung eines Külbels ext.udiert. Der Külbel wurde dann in eine Blasform eingebracht, und seine
unteren linden wurden abgedichtet. Der noch geschmolzene Külbel wurde dann mit einem reaktiven
Gasgemisch mit einer Huorkonzcnlralion wie in Kibellc
I gezeigt, zur Gestalt der Blasform uulgeweitet.
Die Blaszeit betrug 5 see. Für ungcluhr b see wurde
Wasser durch die Blasform gleitet, um die erhaltene Ilasrhe zu kühlen. Das lluorhaltige Gas wurde mit
1 v,rt aus der gekühlten Flasche entfernt. Dann wurde
die Blasform geöffnet, und eine Halblilerllasche mit
der in Tabelle 11 gezeigten Dichtheil gegen Lösungsmittel
wurde entnommen.
Ver | Mischung | Durch | Wand; | uiirk | e der I lasche |
such | reaktives | schnittlich | |||
Gas IVN2 | einge | ||||
bautes Ii | |||||
(Vol.-"/,,) | (Gew.-'Vo) | (mm) | |||
I | 1/99 | 0,016 | 0,313 | (12 | ,32 mil) |
2 | 5/95 | 0,026 | 0,344 | (13 | ,56 mil) |
3 | 10/90 | 0,034 | 0,242 | (9 | ,55 mil) |
Kontrolle
Der vorhergehende Blasformvorgang wurde wiederholt jedoch wurde anstelle des fluorhaltigen Gasgemisches
Luft zum Ausdehnen des Külbels ver-
Die blasgeformten Flaschen des Beispiels und des
Kontrollversuchs (je 2 Flaschen, hergestellt bei der ■meeeebenen Fluorkonzentration) wurden jeweils mit
ungefähr gleichen Mengen Toluol gefüllt. Die mit
Toluol gefüllten Flaschen wurden dann mit einer heiß- «ieeelbaren Verschlußfolie (Polyäthylenauskleidelolie,
die auf die Oberseite der Flasche heißgcsiegelt wurde) verschlossen, und dann wurde eine Metallkappe auleeschraubt
Diese Art von Verschluß gestattet praktisch keine Leckage Die Flaschen wurden dann in einen aul
38 C gehalienen Wärmeschrank gegeben. DerToluolverlust
von jeder Flasche wurde in Gramm bei 1,7 und 14 Tagen Prüfzeit aufgezeichnet. Die Ergebnisse
sind in Tabellen für die Flaschen des Beispiels und des Kontrollversuches angegeben.
Tabellen zeigt, daß im Gegensatz zum Stand der .15 Technik bei der Fluorbehandlung eine deutliche Verbesserung
hinsichtlich der Undurchlässigkeit für Lösungsmittel von blasgeformten Polyäthylenllaschen, die
mit nur 1% Fluor gemäß der Erfindung behandelt waren, eintritt. Diese Verbesserung ist so ausgeprägt,
daß es möglich ist, die Wanddicke der Flaschen gemäß der Erfindung um wenigstens 10% zu verringern
gegenüber Flaschen die nach bekannten Verfahren blasgeformt werden.
Werte der Lösungsmittelundurehlässigkeit
Taragewicht der Flasche |
Brutlogewicht der Flasche am Tage U |
Bruttogewicht der Flasche nach einem Tag |
G ew. -Veränderung der !lasche in I Tag in Gramm |
Prozent- gewichls- verände- rung in 1 Tag |
|
Kontrolle | |||||
A | 27,2 | 276,59 | 222,85 | 53,74 | 19,43 |
B | 31,72 | 286,7 | 237.85 | 48,85 | 17,04 |
Versuch 1 | |||||
A | 27,34 | 283,84 | 265,28 | 18,56 | 6,54 |
B | 24,61 | 281,9 | 256,64 | 25,26 | 8,96 |
Versuch 2 | |||||
A | 28,43 | 281,6 | 280.4 | 1,2 | 0,43 |
B | 28,29 | 284,75 | 283,74 | 1.01 | 0,35 |
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rortscl/imy | ! aragewichl der 11IaSiI c |
Bruttogewicht der I lasche |
Bruttogewicht der I lasche nach |
der Hasehe | 2 | l'ro/ent- gewicliK |
|
am "lage (I | einem Tag | ragen nach l4Tagcn | (iew.-Veränderung der !lasche in |
verände | |||
I I ag in Gramm | rung in | ||||||
I Tap | |||||||
Versuch 3 | 29,5 | 277,3 | 277,01 | 27,19 | 0,1 | ||
A | 22,82 | 286,91 | 286,69 | 31,71 | 0,29 | 0,08 | |
B | Bruttogewicht | Gew.-Änderung Gew.-Änderung Bruttogewicht | 0,22 | Cicw.- | |||
der Flasche | in g in % | 102,85 | Gew.-Änderung | Aiide- | |||
nach 7 Tagen | nach 7Tagen nach 71 | 122,39 | in g | ru ng in 1Vu |
|||
nach 14 I agen | nach | ||||||
262,12 | 14 Tagen | ||||||
263,30 | |||||||
Konirolle | 28,95 | 247,64 89,53 | 90,17 | ||||
A | 77,21 | 209,49 73,07 | 272,40 | 249,40 | 88,94 | ||
B | 283,68 | 254,99 | |||||
Versuch 1 | 151,66 | 132,i8 46,57 | 63,76 | ||||
A | 160,02 | 121,88 62,39 | 180,99 | 56,58 | |||
B | 159,51 | ||||||
Versuch 2 | 272,19 | 9,41 3,34 | 6,92 | ||||
A | 274,81 | 9,94 3,49 | 19,48 | 7,53 | |||
B | 21,45 | ||||||
Versuch 3 | 274,98 | 2,32 0,84 | 1,77 | ||||
A | 285,32 | 1,59 0,55 | 4,90 | 1,13 | |||
B | Beispiel | 3,23 | |||||
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird hierbei wiederholt, wobei jedoch ein reaktives Gas aus 4Vol.-%
Fluor, 4Vol.-% Schwefeldioxyd und 92Vol.-% Stickstoff
für die Blasformung verwendet wird. Die erhaltene blasgeformte Polyäthylenflasche wird dem gleichen
Lösungsmittelretentionstest unterworfen, wie er oben beschrieben ist. Die prozentuelle Änderung im Gewicht
der Flasche in diesen Beispielen ist etwa 20% geringer als die Änderung nach der gleichen Prüfperiode
für die Flaschen des Versuches 3 von Beispiel 1, wo die Flaschen mit einem reaktiven Gas aus
10/90% F2/N2 hergestellt waren.
Dieses Beispiel zeigt die Ölsperrschichteigenschaften der erhaltenen blasgeformten Flaschen, wobei Kohlentnonoxyd
(Versuch 5), Kohlendioxyd (Versuch 6) oder Sauerstoff (Versuch 7) jeweils zum Fluor/Stickstoffblasgemisch
vor der Expansionsstufe zugegeben wird, und es zeigt die Verbesserung solcher Eigenschaften
gegenüber der Verwendung des Fluor/Stickstoffgemisches als solchem (Versuch 4). Es wird die gleiche
Arbeitsweise in diesem Beispiel angewandt, wie in Beispiel 1, um eine blasgeformtc !Tasche mit pin°r
Dicke von ca. 50 μ zu erzeugen. Die Ölsperrschichteigenschaften
für die erhaltenen blasgeformlen Flaschen der Zusammensetzungen der Versuche 4 bis 7
sind in der nachfolgenden Tabelle III angegeben. Die Werte der Ölundurchlässigkeit von Tabelle III sind
gemessen, indem jede der Flaschen mit Motoröl gefüllt wird, die gefüllten Flaschen auf Filterpapier gegeben
und die Zeildauer gemessen wird, die das Öl braucht, um durch das Filterpapier zu gelangen.
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Tabelle 111
Ölundurchlässigkeitswerte
Ölundurchlässigkeitswerte
Ver- Zusammensetzung des
such reaktiven Gases
such reaktiven Gases
4 5% F,/95% N:
5 5% F2/10% CO/N2
6 5% F2/10%CO2/N2
7 5% F2/10%O2/85%N2
Zeil der Ölpcnetration
(SUl.)
15*)
20-25*) 25*) 35*)
*) Bemerkungen:
Die Ölpcnetration für die blasgclbrmlen Piasehen beruht auf
Beobachtungen von Polyälhylenfolic einer Dicke von ca. 50 μ, die mit Fluor oder Fluor in Kombination mit einem
der anderen reaktiven Gase nachbchandelt ist.
Die Verbesserung in den physikalischen Eigenschaften der blasgeformten Erzeugnisse durch das erfin-
dungsgemäße Verfahren erfolgt sowohl beim kontinuierlichen
als auch beim intermittierenden Extrudieren und Spritzgießen bei Blasformungsarbeitsgängen. Die
speziellen Betriebsbedingungen hängen von der Art
s der Blasformung, dem gewühlten Polymeren und der
Art des blasgcfonnten Behälters ab, d. h. der Größe
und der Dicke des Behälters. Im allgemeinen liegen die während der Blasformung angewandten Temperaturen
bei nur etwa 120'C für die Spritzhlasformung
ίο gewisser Arten von Polyolefincopolyineren, beispielsweise
Äthylen/Vinylacetat, bis herauf zu etwa 300' 1C
für das Spritzgießen gewisser Arten von hochdichtem Polyäthylen, z. B. einer Dichte von 0,965. Der Druck
des reaktiven Gasgemisches während dieser Arbeitsweise
liegt im Bereich von etwa 0,7 bis 10,5 atü. Die Blaszeit wahrend der Aufblasstufc und die Kühlzcit
hängen ebenfalls von der Art der Blasfornuing und der Größe und Dicke der zu formenden Flaschen
ab. Die Menge an Fluor, die in die Behälter bei diesem Verfahren eingebaut wird, liegt im Bereich zwischen
etwa 0,0004% bis 0,15 Gcw.-% Fluor, vorzugsweise von etwa 0,0005 bis 0,05 Gew.-%.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Blasformen,
wobei ein schlauehformiger Vorformling oder Külbel gebildet und anschließend innerhalb einer
geschlossenen Blasform mittels eines ein Inertgas enthaltenden Blasgases zur Anlage an die Innenkontur
der Blasform aufgeweitet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Blasgas ungefähr 0,1 bis 10 Volum-% Fluor enthält, während sich dessen
Rest aus Inertgas zusammensetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest des Blasgases 0,5 bis 20 Volum-%
Schwefeldioxyd oder Kohlenmonoxyd, 0,5 bis 50 Volum-% Kohlendioxyd und/oder 0,5 bis
99 Volum-% Chlor oder Brom oder Mischungen davon enthalt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasgas aus 1 bis 10 Volum-%
Fluor und 99 bis 90 Volum-% Stickstoff, Argon oder Helium besteht.
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