DE2647565A1

DE2647565A1 - Kunststoffbogen, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung

Info

Publication number: DE2647565A1
Application number: DE19762647565
Authority: DE
Inventors: Surendra A Amin; Phillip Stuart Bollen; William Sacks
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1977-04-28
Also published as: JPS5251445A; BE847624A; SE417434B; DK475076A; AU1886476A; AU497097B2; NL7611647A; FR2328557B1; CA1061926A; IT1078638B; SE7611814L; FR2328557A1; GB1546698A

Description

Die Erfindung betrifft transparente Bögen oder Folien aus Gemischen von Polycarbonat- und Polyäthylenterephthalatharzen, ein Verfahren zu deren Herstellung und aus ihnen gewonnene Behälter.

Polyäthylenterephthalatharze (manchmal auch als "PET" bezeichnet) können verwendet werden, um transparente Filme, Folien und Bögen herzustellen. Gewöhnlich wird das Harz zu einem amorphen flachen Bogen extrudiert, der dann biaxial getreckt und danach hitzestabilisiert wird, um dem Bogen einen erwünschten Kristallisationsgrad zu erteilen. Derartige biaxial orientierte und kri-

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stallisierte Produkte sind fest und klar, können aber nicht leicht zu Behältern verformt werden/ da das Verfahren des biaxialen Streckens dem Bogen die meiste Dehnbarkeit nimmt. Wenn ein amorpher PET-Bogen durch schnelles Abkühlen des geschmolzenen Bogens erzeugt wird, kann ein klares und transparentes Produkt erhalten werden, das zu Behältern verformbar ist. Diese Behälter erweichen jedoch bei einer zu niedrigen Temperatur, um ihre Verwendung für ein Heißbefüllen für die Verpackung von Lebensmitteln zu gestatten, wo das Befüllen typischerweise bei einer Temperatur von etwa 66 bis 82° C (etwa 150 bis 180 F) oder mehr erfolgen kann, was ein schnelles Einfüllen viskoser Produkte sowie die Zerstörung von Bakterien erleichtert. Wenn ein PET-Bogen durch langsames Abkühlen des geschmolzenen Harzes erzeugt wird, ist andererseits das erhaltene Produkt teilweise kristallisiert, milchig trübe und brüchig und daher ungeeignet für die Herstellung von Behältern.

Obwohl es bekannt ist, daß PET-Harze mit niedrigerer grundmolarer Viskositätszahl durch die Zugabe von Polycarbonaten modifiziert werden können, wie in der US-PS 3 218 372 beschrieben ist, um die Härte, Festigkeit und elektrischen Eigenschaften des geschmolzenen Materials zu erhöhen, ergeben solche Gemische zusätzliche Probleme. Beispielsweise sind hier verwendete Polycarbonatharze empfindlich gegen Zersetzung bei den Extrudiertemperaturen in Gegenwart anderer Polymermaterialien, wie PET, und neigen dazu, Gasblasen zu bilden, die wohl hauptsächlich aus Kohlendioxid bestehen. Das Vorhandensein dieser Blasen zerstört den Wert des Bogens für thermisch gebildete Behälter, da sich Löcher entwickeln und die optischen Eigenschaften ver-

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schlechtert werden. Außerdem ist kein Verfahren nach dem Stand der Technik bekannt, das ein Extrudieren solcher Gemische zu sehr klaren Bögen mit gleichmäßiger Transparenz und geringer Trübung gestattet. Dieses weitere Problem stammt offenbar aus der großen ünähnlichkeit der Fließeigenschaften zwischen den beiden Harzen der obigen US-PS, so daß ein inniges Vermischen, um einen sehr hohen Gleichmäßigkeitsgrad zu bekommen, der für einen transparenten Bogen erforderlich ist, sehr schwierig ist und in der Praxis leicht Ungleichmäßigkeiten verschiedener Arten, wie örtliche Oberflächenrauhigkeit, Fließstreifen und andere Defekte auftreten. Es wäre erwünscht, wenn solche Defekte von PET und Gemischen von PET und Polycarbonate beseitigt würden, um ein praktisches Verfahren zum Extrudieren von Bögen hoher Klarheit zu bekommen, die ein Heißbefüllen gestatten, um verwendet werden zu können, wenn klare Behälter aus den Bögen hergestellt werden sollen.

In der US-PS 3 956 229 ist ein Film und Bogen beschrieben, die aus Gemischen von 60 bis 85 Teilen PET mit einer grundmolaren Viskositätszahl von wenigstens etwa 0,90 und 40 bis 15 Teilen eines Polycarbonatharzes beschrieben sind. Ein solcher Film oder Bogen, der einen Kristallinitätsgrad im Bereich von etwa 20 bis 40 % besitzt, ist im wesentlichen nicht orientiert und kann in der Wärme zu Schüsseln zum Kochen darin und zu ähnlichen Gegenständen verformt werden. Der Film oder Bogen, der dort beschrieben ist, wird durch Vermischen der Polymeren, Extrudieren des Gemisches bei einer Temperatur oberhalb etwa 260 C (500° F) auf einen sich bewegenden Träger und Kühlen des Trägers auf eine Oberflächentemperatur von etwa 107 bis 193° C

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(etwa 225 bis 380 F) gewonnen. Obwohl ein solcher Film oder Bogen die erforderliche Festigkeit und Zähigkeit besitzt, um für Schüsseln zum Kochen darin benutzt werden zu können, haben solche Bögen doch einen sehr hohen Trübungsgrad und sind folglich nicht geeignet, wenn ein klarer Bogen erwünscht ist. In der US-PS 3 975 3 55 sind ähnliche Filme oder Bögen wie die in der obigen US-PS beschrieben, doch enthalten sie etwa 5 bis 20 Gewichtsteile eines nicht sauren Kieselsäurefüllstoffes, wie Novaculit. Ein solcher Film oder Bogen hat aber ebenfalls einen Trübungsgrad, der seine Benutzung zum Heißbefüllen ausschließt, wenn ein klarer und transparenter Bogen erforderlich ist.

Nach der Erfindung bekommt man einen für die Verwendung zum Heißbefüllen mit Nahrungsmitteln geeigneten Bogen, der aus einem gleichmäßigen Gemisch von etwa 80 bis 97, zweckmäßig 80 bis 95_/Gewichts-% PET mit einer grundmolaren Viskositätszahl (intrinsic viscosity) von etwa 0,9 und einer Schmelzviskosität bei 274° C (525° F) oberhalb etwa 10 000 Poise und entsprechend etwa 20 bis 3, zweckmäßig 20 bis 5,Gewichts-% eines PoIycarbonatharzes mit einer grundmolaren Viskositätszahl von etwa 0,4 bis 0,6 und einer Schmelzviskosität bei 260° C (500° F) von weniger als 50 000 Poise gewonnen wurde, wobei dieser Bogen einen Trübungswert gemäß ASTM D-1003 von weniger als etwa 2 % besitzt und im wesentlichen amorph und nicht orientiert ist. Man bekommt auch Behälter, die aus einem solchen Bogen bei Temperaturen im Bereich von etwa 99 bis 138° C (etwa 210 bis 280° F) in der Wärme geformt wurden. Weiterhin bekommt man nach der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bogens, das darin besteht, daß man eine Zusammensetzung von etwa 80 bis 97 Gewichts-%, zweckmäßig 80 bis 95 Gewichts-%, PET mit

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einer grundmolaren Viskositätszahl oberhalb etwa o,9 und mit einer Schmelzviskosität bei 274 C (525 F) oberhalb etwa 10 000 Poise mit etwa 20 bis 3 Gewichts-%, zweckmäßig etwa bis 5 Gewichts-% eines Polycarbonatharzes mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,4 bis 0,6 und mit einer Schmelzviskosität bei 260° G (500° F) von weniger als etwa 50 000 Poise gleichmäßig vermischt, dieses Gemisch bei einer Temperatur zwischen etwa 254 und 277° C (490 bis 530° F) extrudiert und dabei einen Bogen bildet und diesen Beogen in Berührung mit wenigstens einer Kühlfläche, die auf einer Oberflächentemperatur im Bereich von etwa 10 bis 71° C (etwa 50 bis 160° F) gehalten wird, während einer Zeit von nicht mehr als etwa 15 Sekunden abkühlt und dabei einen im wesentlichen amorphen und nicht orientierten Bogen erhält.

Es wurde gefunden, daß die Auswahl des PET-Harzes und des Polycarbonatharzes ebenso kritisch wie die Extrudiertemperaturen und die Kühlgeschwindigkeit ist. Die hier verwendeten PET-Harze erteilen Behältern aus den Gemischbögen erhöhte Deformationsbeständigkeit sowie verbesserte Gleichmäßigkeit der optischen Eigenschaften. Um außerdem die Bildung von Gasblasen durch Polymerzersetzung zu vermeiden, muß das Gemisch bei Temperaturen unterhalb etwa 277° C (530° F) und oberhalb etwa 254° C (490° F) extrudiert werden. Außerdem müssen die Temperaturen, die zur Herstellung von Behältern aus dem Bogen benutzt werden, im Bereich von etwa 99 bis etwa 138° C (etwa 210 bis etwa 280° F) liegen. Die untere Grenze liegt dort, wo man nicht mehr in der Lage ist, Behälter genauer Abmessungen herzustellen, während oberhalb der Obergrenze die Behälter übermäßig trübe werden und ihre Transparenz verlieren.

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Das Polyathylenterephthalat (nachfolgend als "PET" bezeichnet), das hier verwendet wird, ist ein Polymer mit einer grundmolaren Viskositätszahl (intrinsic viscosity) von wenigstens 0,90, wobei die grundmolare Viskositätszahl in einem gemischten Lösungsmittel aus 60 Gewichtsteilen Phenol und 40 Gewichtsteilen Tetrachloräthan bei 25° C gemessen wird. Vorzugsweise liegt die grundmolare Viskositätszahl jm Bereich von etwa 0,9 bis 1,2, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 0,9 bis 1,0. Das PET-Harz hat eine Schmelzviskosität, gemessen bei 274° C (525 F) oberhalb etwa 10 000 Poise, vorzugsweise zwischen etwa 10 000 und 30 000 Poise. Das hier verwendete Polycarbonatharz kann irgendein Polycarbonat sein, wie das Reaktionsprodukt von Phosgen oder eines Kohlensäurediesters, wie von Diphenolcarbonat mit Bisphenol A, d.h. Poly-(4,4'-isopropylidendiphenylencarbonat). Das Polycarbonat hat eine grundmolare Viskositätszahl im Bereich von etwa 0,4 bis 0,6, gemessen in DioxanlÖ-sungsmittel bei 30 C. Vorzugsweise hat das Polycarbonat eine grundmolare Viskositätszahl im Bereich von etwa 0,4 bis 0,5. Das Polycarbonatharz hat eine Schmelzviskosität bei 260° C (500 F) von weniger als 50 000 Poise und vorzugsweise von weniger als etwa 30 000 Poise. Am meisten bevorzugt hat das Polycarbonat eine Schmelzviskosität von etwa 5000 bis 30 000 Poise. Die grundmolare Viskositätszahl und die Schmelzviskosität, auf die hier Bezug genommen wird, sind die Viskositäten, gemessen vor dem Vermischen der beiden Polymere.

Wie oben angegeben, werden hier Gemische von etwa 80 bis 97 Gewichts-% PET und entsprechend von etwa 20 bis 3 Gewichts-% Polycarbonat verwendet. Es wurde gefunden, daß unterhalb etwa 3 Ge-

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- ir -

wichts-% Polycarbonat eine ernsthafte Deformation daraus gewonnener Behälter während des heißen Befüllens mit Nahrungsmitteln eintritt, während oberhalb etwa 20 Gewichts-% Polycarbonat die Behälter nicht mehr transparent sind. Vorzugsweise liegt die Polycarbonatmenge in dem Gemisch im Bereich von etwa 5 bis 10 Gewichts-%. Es ist bevorzugt, die beiden Harze in granulierter Form oder Pulverform etwa bei Umgebungstemperatur physikalisch miteinander zu vermischen. Es kann irgendeine geeignete Mischeinrichtung verwendet werden, die ein gleichförmiges Gemisch liefert, wie Trommelmischer, Bandmischer und dergleichen. Es wurde gefunden, daß, wenn die Polymere in ihrem geschmolzenen Zustand miteinander vermischt werden, wie in der US-PS 3 218 372 vorgeschlagen ist, ein Abbau des Polycarbonatharzes auftritt, was zu Gasblasenbildung in dem Bogen führt. Es wurde auch als erwünscht gefunden, das Gemisch bis zu einem Feuchtigkeitsgrad unterhalb etwa 0,02 Gewichts-% Wasser zu trocknen, da hohe Feuchtigkeitsgehalte zu einer schnellen hydrolytischen Zersetzung beider Harze führen können. Eine solche Zersetzung erzeugt weitere Probleme, wenn man ein gleichmäßiges Vermischen der Harze erhalten will, sowie bezüglich der Bildung unerwünschter Gasblasen.

Das Gemisch wird danach zu einem Bogen bei Temperaturen im Bereich von etwa 254 bis 277° C (490 bis 530° F) extrudiert. Wenn hier der Ausdruck "Bogen" verwendet wird, soll er dünne gegossene, extrudierte oder anderweitig geformte Produkte bedeuten, die eine Dicke bis zu etwa 1,25 mm (50 Mil) oder mehr und vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,13 mm bis 0,63 mm (etwa 5 bis 25 Mil) und am meisten bevorzugt eine Dicke von etwa 0,25 bis

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etwa 0,5 nun (10 bis 20 Mil) besitzen. Als solches schließt der Ausdruck "Bogen" "Filme" (d.h. Strukturen mit Dicken unterhalb 0,25 mm) und "Bögen" (d.h. Strukturen mit Dicken oberhalb 0,25 mm) ein, wenn man diese Ausdrücke nimmt, wie sie in der Kunststoffilmindustrie verwendet werden. Die Extrudiertemperaturen sind die Temperaturen in dem Extrudermundstück. Irgendeine geeignete Schmelzextrudierapparatur kann verwendet werden, um den Bogen zu extrudieren.

Der Bogen wird durch den Extruder auf eine oder mehrere Kühlflächen extrudiert, vorzugsweise auf rotierende oder sich bewegende Stützflächen, die auf eine Oberflächentemperatur im Bereich von etwa 10 bis 71° C (50 bis 160 F) und vorzugsweise im Bereich von etwa 27 bis 49° C (etwa 80 bis 120° F) gekühlt werden. Der Bogen steht in Berührung mit den Kühlflächen während einer Zeit, die etwa 15 Sekunden, vorzugsweise etwa 10 Sekunden nicht übersteigt, um den Bogen zu einer im wesentlichen amorphen Struktur zu kühlen. Die Mindestberührungszeit ist jene, die ausreicht, um den Bogen zu kühlen, und kann im Bereich von etwa 0,04 Sekunden liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 Sekunde. Die Berührungszeit ist abhängig von der Dicke und Breite des Bogens, der Geschwindigkeit des Bogens und der Temperatur und Größe der Kühlfäche. Beispielsweise bei Verwendung eines Dreiwalzensystems mit einem Walzendurchmesser von 40 cm und mit einer (nachfolgend beschriebenen) S-Umhüllung kann die Berührungszeit im Bereich von etwa 3 bis 15 Sekunden bei Bögen mit einer Dicke von 0,63 mm (25 Mil) und einer Breite von 114 cm und mit einer Bogengeschwindigkeit im Bereich von etwa 0,27 bis 1,37 km/Std. (etwa 15 bis 75 Fuß/Min.)

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liegen. Andererseits kann für einen Bogen mit einer Dicke von 0,38 mm (15 Mil) (während die anderen Parameter die gleichen sind) die Berührungszeit im Bereich von etwa 1,5 bis 7,5 Sekunden liegen.

Vorzugsweise wird der Bogen direkt in einen Satz von drei Kühlwalzen extrudiert, die mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit rotieren. Beispielsweise kann das Gemisch einem Schneckenextruder zugeführt werden, worin das Gemisch geschmolzen wird und zusätzliches Mischen erfolgt und der Bogen durch einen flachen Werkzeugkopf in den Walzenspalt austritt, der von einem Paar rotierender Gieß- oder Kühlwalzen gebildet wird, die von irgendeiner herkömmlichen Type sein können. Beispielsweise können verchromte Walzen, die mit den notwendigen inneren Kühlmitteln (Wasser oder organisches Lösungsmittel) ausgestattet sind, verwendet werden. Der Bogen wird über eine allgemeine S-Form über den Boden der beiden Walzen, die den Walzenspalt bilden, und sodann um die dritte Walze in Berührung mit der zweiten Walze geführt. Die dritte Walze dient dazu, den Bogen weiter herabzukühlen. Wie dem Fachmann klar ist, können die Extrudiergeschwindigkeit, die Breite der Extrudermündstücköffnung und die Geschwindigkeit der Gießwalzen stark variiert werden und bestimmen die Dicke des Bogens. Stattdessen kann der Bogen direkt auf eine einzelne Gießwalze, die mit Kühleinrichtungen versehen ist, oder zwischen den Walzenspalt eines Paares von Kühlwalzen, die mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit und ohne Benutzung einer dritten Walze in Berührung mit ihnen rotieren, gegossen werden. In jedem Fall kann der Bogen nach dem Extrudieren weiter herabgekühlt werden, bevor er aufgenom-

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men wird, indem der Bogen über eine oder mehrere zusätzliche Walzen in einer allgemein für das Extrudieren von Filmen und Bögen verwendeten Weise geführt wird. Solche zusätzlichen Walzen können erhitzt oder unerhitzt sein. Irgendwelche derartigen zusätzlichen Walzen bewegen oder drehen sich aber mit im wesentlichen der gleichen linearen Geschwindigkeit wie die Gießwalzen, so daß der Bogen keinem Ziehen oder Strecken unterzogen wird, was ihn orientieren würde. Der Bogen wird unter Benutzung einer herkömmlichen Apparatur, wie einer Wickelrolle oder dergleichen, aufgenommen.

Der Bogen nach der Erfindung ist im wesentlichen nicht orientiert, d.h. er hat in Maschinenrichtung eine Mindestdehnung beim Bruch von wenigstens etwa 200 %, vorzugsweise von wenigstens etwa 300 %. Der Bogen ist im wesentlichen amorph, d.h. der PET-Anteil des Bogens ist im wesentlichen nicht kristallisiert und hat einen Kristallinitatsgrad von weniger als etwa 5 %. Die erwähnte Kristallinitat ist jene, die man nach der Dichtebestimmungsmethode erhält, die in "Engineering Design for Plastic", E. Baer, Reinhold Publishing Company, 1964, Seiten 98 bis 99 beschrieben ist. Der Bogen hat eine sehr geringe Trübung (bestimmt nach ASTM D-1003) von weniger als etwa 2 %, vorzugsweise von weniger als etwa 1 % und besitzt ausgezeichnete Gleichmäßigkeit der Transparenz.

Es wurde gefunden, daß der nach der Erfindung produzierte Bogen äußerst geeignet für die Herstellung sehr klarer Behälter ist, die zum heißen Befüllen geeignet sind, wie zum Verpacken von Gelees, Sirupen, Soßen und anderen Nahrungsmittel- und Genußmittelprodukten, die auf eine Temperatur von etwa 66 bis 82 C

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oder höher während des Füllens erhitzt werden. Solche Behälter zeigen nur geringe, wenn überhaupt eine Deformation während des Füllens und behalten ihre hohe Klarheit.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel·)

Ein Bogen von 0,25 mm Dicke (10 Mil) wurde aus PET-Harz mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,95 und einer Schmelzviskosität bei 274° C (525° F) von etwa 13 000 Poise hergesteilt. Ein Extruder von 8,9 cm (3 1/2 Zoil·) wurde mit Extrudiertemperaturen im Bereich von etwa 257 bis 271° C (495 bis 520° F) verwendet. Das geschmolzene Polymer wurde durch ein 86 cm (34 Zoll) breites Schlitzmündstück geführt, das etwa 5 cm (2 Zoll) von dem Walzenspalt entfernt lag, der von einem Paar rotierender wassergekühlter Walzen gebildet wurde, die auf Oberflächentemperaturen im Bereich von 29 bis 46 C gehalten wurden. Der Bogen wurde auf solche Walzen aufgegossen und dann mit auf einer Oberflächentemperatur von 18 C gehaltenen Walze weiter gekühlt und danach auf einer Wickelrolle aufgenommen. Kleine Becher von 4,45 χ 3,18 χ 1,27 cm wurden aus dem PET-Bogen bei Temperaturen im Bereich von 116 bis 121° C in der Wärme geformt und danach mit heißem Gelee gefüllt, der sich auf einer Temperatur von 79° C befand, und sodann wurde eine Aluminiumfolie als Deckel auf dem Behälter befestigt. Nach dem Kühlen wurden die Becher visuell geprüft, und es wurde gefunden, daß sie unannehmbar verformt waren. Das heißt; es gab eine wesentliche Schrumpfung in örtlichen Bereichen des Bechers, so daß der Ge-

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lee über den Rand des Bechers hinausgedrückt wurde. Ähnliche Versuche unter Verwendung von PET-Bögen aus Harz mit einer grundmolaren Viskositäszahl von 0,7 (Schmelzviskosität etwa 5000 Poise bei 274° C) wurden ebenfalls durchgeführt, und das Ausmaß der Verformung nach dem heißen Befüllen war noch größer als jenes für den Bogen aus dem Harz mit größerer Viskosität.

Beispiel 2

Ein Bogen von etwa 0,25 mm Dicke wurde aus einem Gemisch von PET-Harz einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,95 und bei unterschiedlichen Typen von Poly-(4,4¹-isopropylidendiphenylencarbonat)-Harzen mit grundmolaren Viskosisätszahlen im Bereich von 0,45 bis 0,57 extrudiert, wie in Tabelle I gezeigt ist. Die Gemische wurden mit Polycarbonatprozentsätzen von 10 Gewichts-% hergestellt, und die beiden Harze wurden physikalisch in Granalienform in einem Trommelmischer bei Umgebungstemperatur (d.h. 24 C) vermischt und bei 121 C getrocknet, bevor sie direkt in den Extruder eingeführt wurden. Ein Extruder von 8,9 cm wurde mit Zylindertemperaturen von 254 bis 288° C und Mundstücktemperaturen von 260 bis 282 C verwendet. Die Extruderschnecke arbeitete mit 32 bis 34 U/Min., und Mündstücke von 86 und 109 cm Breite wurden verwendet. Der Werkzeugkopf lag etwa 5 cm von dem Walzenspalt entfernt, der von einem Paar verchromter Walzen mit einem Durchmesser von 40 cm eines Dreiwalzensatzes gebildet wurde, und diese Walzen wurden von innen auf Oberflächentemperaturen von 38° C gekühlt. Der Bogen wurde über die zweite Walze und dann um eine dritte Kühlwalze ähnlicher Konstruktion geführt, die auf der gleichen Oberflächentemperatur gehalten wurde. Die Kontaktzeit des Bogens an den drei

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Walzen lag bei etwa 3,5 Sekunden für den schmaleren Bogen und
bei etwa 4,5 Sekunden für den breiteren Bogen. Die Tabelle I
zeigt die Viskositäten der untersuchten Polycarbonatharze.

Tabelle I

Type A B C

Grundmolare Viskositätszahl 0,45 0,51 0,57

Schmelzviskosität,

Poise bei 260° C 18 000 27 000 44 000

Unter ähnlichen Mischbedingungen in dem Extruder neigte das
Harz vom Typ C dazu, Bögen mit der geringsten Gleichmäßigkeit
der optischen Eigenschaften zu ergeben. Das Harz vom Typ B
war etwas besser gegenüber dem Harz vom Typ C, während das Harz vom Typ A ausnehmend gleichmäßige Klarheit und Transparenz er-

-en
gab. In jedem Fall war der Bogen im wesentlich amorph, was durch Dichtebestimmungen gezeigt werden konnte (ein Kristallinitätsgehalt von weniger als etwa5 %). Es wurde weiter festgestellt, daß außer dann, wenn die Extrudertemperaturen dicht unter etwa 277 C gehalten wurden, der Bogen Gasblasen enthielt und unannehmbar für Formung von Behältern in der Wärme war ungeachtet
der Gleichmäßigkeit der Transparenz.

Beispiel 3

WeitereBogenproben wurden aus verschiedenen Gemischen von PET
einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,95 und 5 bis 20 % Polycarbonatharzen (Typen A und C aus Tabelle I) hergestellt. Die Bögen (0,25 mm Dicke) wurden unter den Bedingungen des Beispiels 2 extrudiert und waren alle im wesentlichen amorph, was durch Dichtebestimmungen gezeigt werden konnte (die Kristalli-

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nität war geringer als etwa 5 %) . Tabelle II zeigt die Ergebnisse der Versuche bezüglich der optischen Eigenschaften und Verforraungsbeständigkeit, gemessen in einem Vicat-Test-

	Tabelle II	2	3	4	5	6
Probe	1	A	A	C	C	C
Polycarbonattype	A	7	10	10	20	30
% Polycarbonat	5	<2	<2	<2	<2
% Trübung	<2

Gleichmäßigkeit der optischen Eigenschaften VG VG VG F M M VG

Vicat-Verformung,

mm bei 88° C 3,5-4,5 - - 5-5,5 2,3-3,5 - 5,8-6,0

In der obigen Tabelle ist der Vicat-Test ein Verformungstest, der die relatxve Weichheit des Bogens zeigt und die Eindringstärke der Sonde mißt. Ein modifizierter Vicat-Test wurde derart durchgeführt, daß eine Probe von 7,5 χ 7,5 cm des Bogens in einem Rahmen befestigt wurde. Die Probe wurde in ein Glycerinbad eingetaucht, das mit einer Geschwindigkeit von 2° C/Min. erhitzt wurde. Ein vertikal befestigter Stahlstab, der sich in einem Stützkragen frei bewegen konnte und eine Spitze mit einem Durchmesser von 0,32 cm besaß, wurde an den Bogen angelegt, wobei der Stab insgesamt etwa 390 g wog. Während des voranschreitenden Erhitzens wurde die Eindringtiefe des Stabes in den Bogen unter Verwendung eines Kathetometers gemessen. Unter Gleichmäßigkeit der optischen Eigenschaften bedeutet VG sehr gut, F mittelmäßig und M mäßig. Dies wurde unter Verwendung eines Vergleichsstandards visuell bestimmt, wobei der Vergleichsstandard aus einem aus 100 % Polyesterharz extrudierten Bogen bestand, der die Bewertung VG (Probe 7) besaß.

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- ve -

Wie aus Tabelle II ersichtlich ist, ergaben Polycarbonatgehalte größer als etwa20 % höheren Trübungsgrad, während die Verformung bei 88° C im Vergleich mit dem Bogen aus 100 % PET stark abnahm, wenn 5 bis 20 % Polycarbonat vorlagen und unter Verwendung gekühlter Walzen, die auf 24 bis 71° C gehalten wurden, gekühlt wurde.

Beispiel 4

Ein Bogen mit einer Dicke von 0,25 mm und mit einem Gehalt von 5 bis 7 % Polycarbonatharz (Type A in Tabelle I) wurde unter den Bedingungen des Beispiels 2 hergestellt- Behälter von

20,3 χ 15,2 χ 3,8 cm wurden auf einer Thermtrol-Wärmeverforin mungsmaschine unter Druck geformt, wobei/dieser Maschine der

Bogen auf eine Temperatur von 99 bis 138 C erhitzt wurde, wobei Verweilzeiten während des Erhitzens von 1/4 Sekunde, 1/2 Sekunde und 1 Sekunde angewendet wurden. Mit 1/4 Sekunde Erhitzungszeit waren Temperaturen von wenigstens 132 C bei dem 5 %-Gemisch erforderlich, während bei längeren Erhitzungszeiten Temperaturen unterhalb 99° C verwendet werden konnten, um stark transparente Schüsseln zu bekommen. Mit dem 7 %-Gemisch wurden bei Erhitzungszeiten von 1/2 bis 1 Sekunde Behälter mit den besten optischen Eigenschaften bei 132 bis 138° C erhalten, wie visuell bestimmt wurde. Es wurde keine Verformung in Behältern festgestellt, die in Wasser auf 77 bis 88° C erhitzt wurden.

Beispiel 5

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 4 aus dem Bogen der Probe 4 in Tabelle II geformte Behälter wurden heiß mit Gelee gefüllt,

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der sich, auf einer Temperatur von 79° C befand. Es gab keine visuell feststellbare Verformung oder Überlaufen des Gelees, nachdem die Behälter abgekühlt waren.

Beispiel 6

Proben eines amorphen Bogens wurden aus PET-Harzen mit grundmolaren Viskositätszahlen von etwa 0,7 und 0,95 (Proben 1 und 2) aus Gemischen von PET und Polycarbonat mit einem Gehalt von 5, 7, 10 und 20 Gewichts-% (Proben 3, 4, 5 und 6) hergestellt. Behälter eines Volumens von etwa 150 ml wurden aus diesen Proben durch Hitzeverformung auf einer Thermotrol-Druckmaschine bei Temperaturen von 91 bis 138 C unter Verwendung eines 3 Sekundenzyklus hergestellt, der 1 Sekunde Erhitzen, 1 Sekunde Abkühlen und 1 Sekunden Schneiden umfaßte. Im Behälter wurden hinsichtlich der Hitzebeständigkeit nach den beiden folgenden Methoden getestet:

Methode_A_₌_Heißfülltest

Die Behälter wurden mit heißem Wasser verschiedener Temperaturen gefüllt, wobei man 10 Minunten nach dem Füllen stehen ließ, bevor die Proben hinsichtlich einer Schrumpfung oder Verformung geprüft wurden. Die Wasserstemperatur wurde stetig gesteigert bis zu der Temperatur, bei der eine sichtbare Verformung oder Schrumpfung des Behälters erreicht war. Die Tabelle III zeigt diese Maximaltemperaturen für die verschiedenen Proben.

Methode_B_-_Wassereintauchtest

Die in der Hitze geformten Behälter wurden in Wasser unterschiedlicher Temperaturen eingetaucht, wobei jeder Temperatur 10 Minuten ausgesetzt wurde. Die Temperatur wurde stetig gesteigert

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bis zu der Maximaltemperatur, bei der der Behälter noch einer Verformung oder Schrumpfung widerstand. Tabelle III zeigt auch diese Maximaltemperaturen.

	Polycarbo- nat (%)	Tabelle III	Maximaltemperatur, ⁰C	Methode B
Probe Nr.	O	Grundmolare Vis kositätszahl des PET-Harzes	Methode A	57
1	0	0,7	63	59
2	5	0,95	66	63
2	7	0,95	70	64
4	₁₀(a)	0,95	72	66
5	20^(b)	0,95	73	66
6	0,95	73

(a) Es bildete sich etwas Trübung bei der Formung des Behälters

(b) Es bildete sich beachtliche Trübung bei der Formung des Behälters

Es ist ersichtlich, daß die maximalen Verformungstemperaturen für die 5 %-Polycarbonatprobe bei beiden Versuchen 3 bis 4 C höher lagen als bei dem Bogen aus 100 % PET. Wenn der Prozentsatz an Polycarbonat auf 10 % stieg, trat eine Erhöhung in der Verformungstemperatur ein, obwohl etwas Trübung in Behältern vorlag, die aus einem solchen Bogen in der Hitze geformt wurden. Keine Steigerung der maximalen Verformungstemperatur wurde mit einer 2O %-Polycarbonatprobe gegenüber der 10 %-Probe festgestellt. Die Tabelle III zeigt auch, daß die Verwendung eines PET-Harzes mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,95 verbesserte -maximale Verformungstemperaturen gegenüber einem PET-Harz mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,7 ergab.

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Beispiel 7

Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der Bogen eine Dicke von etwa 0,4 mm besaß und 3 Gewichts-% eines PoIycarbonatharzes mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,49 und einer Schmelzviskosität bei 260° C von 18 000 Poise enthielt. Die Harze wurden auf einen Feuchtigkeitsgehalt unterhalb 0,01 % vorgetrocknet. Die Extrudiertemperatur lag bei etwa 299° C, und es wurde ein Extrudermundstück mit einer Breite von 119 cm verwendet, wobei der Werkzeugkopf etwa 7,5 cm von dem Walzenspalt entfernt lag. Die dritte Kühlwalze wurde auf einer Oberflächentemperatur von etwa 27° C gehalten.

Käse- und Kräckerbehälter wurden in der Hitze aus dem Bogen zur Verwendung eines handelsüblichen Doppelseitenkontaktheizthermoformers bei einer Temperatur 154° C während etwa 1/3 Sekunde Kontaktzeit geformt. Die Behälter enthielten zwei Abtei-

-en lungen, die Käseabteilung hatte Abmessung von 2,5 cm Tiefe χ 3,75 cm Breite χ 3,3 cm Länge, und die Kräckerabteilung hatte Abmessungen von 2,5 cm Tiefe χ 3,5 cm Breite χ 7 cm Länge. Die Behälter wurden mit geschmolzenem Käse bei einer Temperatur von 72° C und mit Kräckern gefüllt, und eine 0,05 mm dicke obere Schicht eines biaxial orientierten PET-Bogens mit einer heißsiegelfähigen Schicht wurde über dem Behälter aufgebracht.

Es wurde keine Verformung der Behälter beobachtet. Im Vergleich dazu wurde bei ähnlichen Behältern, die aus einem Bogen aus 100 % PET hergestellt worden waren,, unannehmbare Verformung an den Ecken der Behälter nach dem Füllen beobachtet.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

- να - Patentansprüche

1. Kunststoffbogen aus einem gleichmäßigen Gemisch von etwa 80 bis 97 Gewichts-% Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskositätszahl oberhalb etwa 0/9 und einer Schmelzviskosität bei 274° C (525° F) oberhalb etwa 10 000 Poise und entsprechend etwa 20 bis 3 Gewichts-% eines Polycarbonatharzes mit einer grundmolaren Viskositätszahl von etwa 0,4 bis 0,6 und einer Schmelzviskosität bei 260° C (500° F) von weniger als 50 000 Poise, wobei der Bogen einen Trübungswert nach ASTM D-1003 von weniger als etwa 2 % besitzt und im wesentlichen amorph und nicht orientiert ist.

2. Kunststoffbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

er aus einem Gemisch von etwa 90 bis 95 Gewichts-% Polyäthylenterephthalat und entsprechend etwa 10 bis 5 Gewichts-% Polycarbonat besteht.

3. Kunststoffbogen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Polycarbonat Poly-(4,4·-isopropylidendiphenylencarbonat) enthält.

4. Kunststoffbogen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sein Polyäthylenterephthalat eine grundmolare Viskositätszahl von etwa 0,9 bis 1,2 und eine Schmelzviskosität bei 274 C von etwa 10 000 bis 50 000 Poise besitzt.

5. Kunststoffbogen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein Polycarbonat eine grundmolare Viskositätszahl von etwa 0,4 bis 0,5 und eine Schmelzviskosität bei 260 C von weniger als etwa 30 000 Poise besitzt.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbögen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) eine Zusammensetzung aus etwa 80 bis 97 Gewichts-% Polyathylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskositätszahl größer als 0,9 und einer Schmelzviskosität bei 274 1 oberhalb etwa 10 000 Poise mit entsprechend etwa 20 bis 3 Gewichts-% eines Polycarbonatharzes mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,4 bis 0,6 und einer Schmelzviskosität bei 260° C von weniger als etwa 50 000 Poise gleichmäßig vermischt,

b) diese Zusammensetzung bei einer Temperatur zwischen etwa 254 und 277 C zu einem Bogen extrudiert und

c) den resultierenden Bogen durch Berührung mit wenigtens einer auf einer Oberflächentempratur im Bereich von etwa 10 bis 71 C gehaltenen Kühlfläche während einer etwa 15 Sekunden nicht übersteigenden Zeitspanne schnell abkühlt und dabei einen im wesentlichen amorphen und nicht orientierten Bogen erhält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Berührüngszeit auf weniger als etwa 10 Sekunden hält.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyathylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskositätszahl von etwa 0,9 bis 1,2 und einer Schmelzviskosität bei 274° C von etwa 10 000 bis 50 000 Poise und als Polycarbonat Poly-(4,4'-isopropylidendiphenylencarbonat) mit einer grundmolaren Viskositätszahl von etwa 0,4 bis 0,5 und einer Schmelzviskosität bei 260 C von weniger als etwa 30 000 Poise verwendet.

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9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wassergehalt des Gemisches vor dem Extrudieren auf weniger als etwa 0,02 Gewichts-% vortrocknet.

10. Verfahren nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Berührungszeit im Bereich von etwa 0,04 bis 10 Sekunden hält.

11. Verwendung von Kunststoffbögen nach Anspruch 1 bis 5 zur Formung von Behältern in der Hitze, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 95 bis 138 C.

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