DE2528954C2

DE2528954C2 - Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Behälters aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE2528954C2
Application number: DE2528954A
Authority: DE
Inventors: Sadayasu Higashi Osaka Abe; Kenzo Zama Kanagawa Katayama
Original assignee: DAIWA CAN Co Ltd TOKYO JP
Current assignee: DAIWA CAN Co Ltd TOKYO JP
Priority date: 1974-06-29
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1984-12-06
Also published as: GB1470947A; DE2528954A1; FR2276225A1; FR2276225B1; AU8259975A; JPS5114469A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Behälters aus thermoplastischen Kunststoffen nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem derartigen bekannten Verfahren (DE-OS 19 52 329) liegt die Temperatur der Kunststoffe beider Schichten im Blasformschmelztemperaturbereich. Eine Beeinflussung des Glanzes durch eine über diesem Schmelztemperaturbereich liegende Temperatur ist nicht angesprochen und ist daher auch aufgrund der Temperaturverhältnisse nicht anders als üblich zu erwarten.

Beim Extrusionsblasformen ist die obere Grenze der Temperatur des Kunststoffes durch die Bedingung definiert, daß die Viskosität so groß sein muß, daß ein Herabziehen des Schlauchs beim Extrudieren des Kunststoffes aus einer Düse verhindert wird, also die Viskosität ausreicht, um eine bestimmte Dicke in jedem Teil der Wand des Schlauches zu erzielen. Falls die Viskosität geringer als den obigen Bedingungen entsprechend ist, fließt der Kunststoff herunter und bekommt aufgrund seines Eigengewichts mehr als notwendig eine länglichere Form, wenn er aus einer Düse zu einem Schlauch bestimmter Länge extrudiert wird, wobei ein Schlauch mit uneinheitlicher Dicke entsteht.

Die untere Temperaturgrenze ist durch die Bedingung bestimmt, daß der Schlauch eine ausreichende Viskosität aufweisen soll, damit eine Dehnung bis zu einem Grad möglich ist, bei welchem ein Behälter bestimmter Form durch Einblasen von Luft hergestellt werden kann.

Auch falls es gelingt, den Schlauch zu einem Behälter zu formen, kann dieser brüchige Teile aufweisen, welche deformiert oder leicht beschädigt werden können, so daß der Behälter für den gewünschten Zweck ungeeignet ist. Ferner besteht der Nachteil, daß das Abschneiden zum Abtrennen des Schlauchs von der Düse nicht in geeigneter Weise ausgeführt werden kann, da die Temperatur des Schlauchs zu hoch ist. Aus diesen Gründen wurde der Kunststoff sowohl bei Verwendung eines Einschichtenschlauchs, als auch bei Verwendung eines Mehrschichtenschlauchs bisher innerhalb des Blasformschmelztemperaturbereichs verarbeitet. Bisher wurde das Erhitzen des Kunststoffs nicht bei einer Temperatur ausgeführt, die über diesem Bereich liegt.

Der so definierte Temperaturbereich wird im folgenden als »Blasformschmelztemperaturbereich« bezeichnet, innerhalb dessen ein Extrusionsblasformen des Kunststoffes in Form einer einzigen Schicht möglich ist Der so definierte Temperaturbereich ist bekannt und schwankt je nach dem verwendeten Kunststoff; beispielsweise beträgt er etwa 160 bis 180⁰C bei einem Schmelzindex (SI) zwischen 1,0 bis 2,0 bei Polyäthylen geringer Dichte, etwa 190 bis 210⁰C bei einem Sl zwisehen 0,2 und 1,0 für Polyäthylen von großer Dichte, etwa 210 bis 230⁰C für Polypropylen und etwa 235 bis 250⁰C für Nylon.

Falls man einen Behälter aus einem blasformbaren thermoplastischen Kunststoff herstellt, wird die Außenfläche des Behälters um so glänzender, je näher die Temperatur an der oben definierten oberen Grenze liegt Der Behälter erhält dabei also eine glattere und glänzendere Außenfläche. Die obere Grenze für diese Temperatur schwankt, wie oben beschrieben, je nach dem verwendeten Kunststoff, ist aber konstant im Hinblick auf den speziell verwendeten Kunststoff. Die Stärke des erzielten Glanzes der Außenfläche bei dieser Temperatur oder der beste Glanz der Außenfläche des Behälters aus einem bestimmten Kunststoff kann also ermittelt werden. Falls man beispielsweise bei 230⁰C wärmebehandeltes Polypropylen mit Polypropylen, das bei 215°C wärmebehandelt wurde, bei sonst gleichen Bedingungen, wie gleiches Material, gleiche Art der Behandlung und gleiche Art der Blasformung vergleicht,

jo so ergibt sich bei einer Wärmebehandlung von 230⁰C ein Glanzgrad von 12% und bei einer Wärmebehandlung von 215⁰C ein Glanzgrad von 5%, bestimmt gemäß dem Japanese Industrial Standard (JIS) Z 8741, unter Verwendung eines UGV-2-Glanzmessers der Toyo Rika Kogyo K. K. (Japan).

Obwohl ein auf diese Weise hergestellter Behälter den besten, bisher erzielbaren Glanz aufweist, läßt dieser immer noch zu wünschen übrig, so daß ein Bedarf nach einem Verfahren zum Herstellen eines Behälters mit erhöhtem Glanz bestand. Bei Verwendung von Polypropylen, das billiger ist und sich einfacher blasformen läßt als andere Kunststoffe, ist der Glanz der Außenfläche durch Behandeln an der oberen Grenze des Blasformschmelztemperaturbereichs sehr viel schlechter als bei einer glatten Glasflasche.

Falls die Außenfläche eines Behälters besser glänzt, bekommt der ganze Behälter ein besseres Aussehen. Daraus folgt, daß wenn die Außenfläche eines derartigen Behälters direkt bedruckt wird, die bedruckte Oberfläche schoner wird, und falls der Behälter aus ungefärbtem Harz hergestellt wird, wird die Durchsichtigkeit der Behälterwand verbessert.

Bei einem herkömmlichen extrusionsblasgeformten Behälter aus thermoplastischem Kunststoff wurde jedoch die Stärke des Glanzes der Außenfläche des Behälters jeweils durch den Blasformschmelztemperaturbereich bestimmt, so daß man bisher keinen größeren Glanz erzielen konnte.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen eines extrusionsblasgeformten mehrschichtigen Behälters aus thermoplastischer. Kunststoffen, dessen Wand aus einer Innen- und aus einer Außenschicht besteht und dessen Besonderheit darin besteht, daß der Glanz der Außenfläche der Au-

b5 ßenschicht dem Glanz der Außenfläche eines einschichtigen oder mehrschichtigen Behälters überlegen ist, wobei die Hauptschicht den größeren Teil der Gesamtdikke der Behälterwand ausmacht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Extrudieren des Kunststoffes für die Außenschicht mit einer Temperatur oberhalb des Blasformschmelztemperaturbereichs des Kunststoffes erfolgt und daß dabei die Innenschicht als Tragschicht dient

Die Innenschicht kann auch aus zwei Schichten und der erfindungsgemäß coextrudierte Schlauch kann aus drei oder auch noch mehr Schichten bestehen.

Durch den weit besseren Glanz des erfindungsgemäß hergestellten Behälters im Vergleich zu einein in an sich bekannter Weise hergestellten Behälter weist der erfindungsgemäß hergestellte Behälter einen erhöhten Handelswert auf. Durch die Glätte des erfindungsgemäß hergestellten Behälters wird ferner das Bedrucken der Außenfläche erleichtert und durch den guten Glanz wird das Aussehen der bedruckten Fläche verbessert Falls ein Pigment in den Kunststoff eingemengt wird, so erhält man ohne weiteres einen glänzenden, gefärbten Behälter. Falls die für die Innen- und Außenschichten verwendeten Kunststoffe ungefärbt sind, wird darüber hinaus der Grad der Durchsichtigkeit der Behälterwand im Vergleich zu einem aus demselben Material in bekannter Weise hergestellten Behälter erhöht, da der Grad der Glätte des hergestellten Behälters besser ist. Aus diesem Grund faßt sich der erfindungsgemäß hergestellte Behälter ähnlich wie Glas an.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der folgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1

Ein zweischichtiger Behälter wurde durch Extrusionsblasformen hergestellt. Die Innenschicht bestand aus ungefärbtem thermoplastichem Polyäthylen geringer Dichte, (Dichte 0,919; Schmelzindex 1,0; obere Grenztemperatur des Blasformschmelztemperaturbereichs des Kunststoffs in Form einer Einzelschicht: etwa 170⁰C) und die Außenschicht bestand aus ungefärbtem thermoplastischem Polyäthylen (Dichte 0,921; Schmelzindex 3,2; obere Grenztemperatur: etwa 165°C).

Das Polyäthylen für die Innenschicht wurde bei 167°C und das Polyäthylen für die Außenschicht bei 175°C geschmolzen und ein Schlauch extrudiert, bei welchem die Dicke der Innenschicht etwa 1,5 mm und die Dicke der Außenschicht etwa 0,4 mm betrug. Dieser Schlauch wurde unmittelbar danach in einer metallischen Blasform durch Preßluft von 5 bar zu einem zylindrischen Behälter verblasen.

Die Außenfläche des so erhaltenen Behälters war sehr glatt und glänzend im Vergleich zu einem Behälter, der durch Behandeln desselben Polyäthylens für die obige Innenschicht und die Außenschicht bei der oberen Grenztemperatur des Kunststoffes erhalten wurde. Der Grad des Glanzes der Außenfläche des hergestellten Behälters betrug etwa 24 bis 30, während der Glanz eines nach dem bekannten Verfahren hergestellten Behälters 7 bis 13, bezogen auf einen Glanzgrad von 100 einer Glasoberfläche mit einem Brechungsindex von 1,567, betrug. Der obige Unterschied kann auch durch makroskopische Beobachtung festgestellt werden.

Der Grad der Glätte der Außenfläche des hergestellten Behälters betrug RMS 0,2 bis 0,5, während der Wert für den Vergleichsbehälter 0,7 bis 0,8 betrug. Der Grad der Durchsichtigkeit der Behälterwand betrug 60 bis 65%, während er bei dem Vergleichsbehälter 40 bis 50% betrug.

Der Grad der Glätte wurde mit einer Nadelkontakt-Oberflächenrauhigkeitsmeßvorrichtung der Firma Kosaka Laboratory Ltd., Japan gemessen.

Der Grad der Durchsichtigkeit wurde mittels eines EPU 2 Spektrophotometers der Firma Hitachi Ltd, Japan (Messung aufgrund der Durchdringungskraft eines Lichtstrahls mit einer Wellenlänge von 450 πιμ) gemes-5 sen.

Die Zahlenwerte des Grads der Glätte, des Grads des Glanzes und des Grads der Durchsichtigkeit stellen Mittelwerte dar.

Beispiel 2

Ein zweischichtiger Behälter wurde gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei sowohl die Innenschicht als auch die Außenschicht aus ungefärbtem Polypropylen (Schmelzindex 0,5; obere Grenztemperatur: etwa 218°C) bestanden.

Die Strangpreßtemperatur betrug 212°C für die Innenschicht und 225° C für die Außenschicht. Die Dicke der Innenschicht betrug 1,5 mm und diejenige der Außenschicht 0,4 mm. Der Luftdruck zum Verblasen betrug 5 bar.

Der Grad des Glanzes betrug 25, der Grad der Glätte 0,4 und der Grad der Durchsichtigkeit der äußeren Fläche 70. Demgegenüber betrugen bei einem herkömmlichen Behälter der Grad des Glanzes 7,0, der Grad der Glätte 0,9 und der Grad der Durchsichtigkeit 45.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Behälters aus thermoplastischer) Kunststoffen, bei dem ein Schlauch mit einer der Innenseite des Behälters zugeordneten Innenschicht und mit einer der Außenseite zugeordneten Außenschicht coextrudiert und ein Abschnitt des Schlauches zu dem Behälter blasgeformt wird, wobei die eine der Schichten des Schlauches als Tragschicht für die andere der Schichten dient, deren Kunststoff eine höhere Temperatur als der Kunststoff der Tragschicht und eine Viskosität aufweist, bei der durch das Anhaften an der Tragschicht das Herabfließen verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrudieren des Kunststoffes für die Außenschicht mit einer Temperatur oberhalb des Blasformschmelztemperaturbereichs des Kunststoffes erfolgt und daß dabei die Innenschicht als Tragschicht dient.