DE3044930A1 - "gegenstand aus polyaethylenterephthalatharz" - Google Patents

"gegenstand aus polyaethylenterephthalatharz"

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DE3044930A1
DE3044930A1 DE19803044930 DE3044930A DE3044930A1 DE 3044930 A1 DE3044930 A1 DE 3044930A1 DE 19803044930 DE19803044930 DE 19803044930 DE 3044930 A DE3044930 A DE 3044930A DE 3044930 A1 DE3044930 A1 DE 3044930A1
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polyethylene terephthalate
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Takeshi Tokyo Itakura
Hideo Yachiyo Chiba Kushida
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Yoshino Kogyosho Co Ltd
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Yoshino Kogyosho Co Ltd
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Description

j NACHSEREfCHT
Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz
Die Erfindung betrifft einen hauptsachlich aus Polyäthylenterephthalatharz hergestellten Gegenstand, insbesondere geschichtete Wandstrukturen von Flaschen, die durch biaxial orientiertes Blasformen hauptsächlich aus Polyäthylenterephthalatharz hergestellt sind.
Produkte, insbesondere orientiert blasgeformte Flaschen, aus Polyäthylenterephthalat (im folgenden als PET bezeichnet) oder PET-Copolymere werden in großen Mengen als Behälter für Nahrungsmittel, Kosmetika, Detergentien usw. verwendet aufgrund ihrer überragenden Eigenschaften bezüglich Klarheit, chemische Widerstandsfähigkeit, Gasabsperrung, Steifheit, mechanische Festigkeit und hygienischer Qualitäten.
Trotz dieser überlegenen Eigenschaften sind PET-Produkte nicht unbedingt frei von Nachteilen. Es ist z.B. schwer, dem Hals oder Boden einer orientiert blasgeformten Flasche eine Orientierung zu geben. Bei komplex aufgebauten Produkten ist es unmöglich, eine gleichförmige Orientierung herzustellen, die auf Filme übertragen wird, oder ist es unmöglich, die Orientierung durch Wärme vollständig zu fixieren.
Diese Nachteile treten in PET an sich nicht auf und können verhältnismäßig leicht durch Wärmebehandlung oder Konstruktionsabänderung beseitigt werden. Das PET hat jedoch einen eigenen ernsten Nachteil darin, daß die Gassperreigenschaften gegenüber Sauerstoff nicht zufriedenstellend sind.
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NAOKGEREICHT |
Dies ist ein Grund dafür, warum das PET als unpassend betrachtet wird bei der Verwendung als Behälter für Säfte, Bier usw., die empfindlich gegenüber Sauerstoff sind. PET-Produkte mit für Behälter geforderten überragenden Eigenschaften sind in ihrer Anwendung beschränkt aufgrund ihrer ungenügenden Gassperreigenschaften gegenüber Sauerstoff.
Es besteht trotzdem ein großer Bedarf an PET-Behältern, die für einen sauerstoffempfindlichen Inhalt verwendet werden können. Diese Behälter müssen überragende Gassperreigenschaften haben, während sie die für Behälter erwünschten oben genannten Eigenschaften beibehalten.
Zweck der Erfindung ist die Erfüllung der oben genannten Erfordernisse, wobei die Gassperreigenschaften durch Beschichten der Hauptschicht aus PET mit einer Sperrschicht aus einem Kunstharz verbessert werden, das überlegene Gassperreigenschaften hat.
Gemäß der Erfindung werden die Eigenschaften des PET durch Beschichten einer Sperrschicht ergänzt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von PET-Produkten mit verbesserten Gassperreigenschaften gegenüber Sauerstoff.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von geschichteten PET-Produkten mit verbesserter Bindefestigkeit zwischen den geschichteten Lagen.
Die Erfindung betrifft kurz zusammengefaßt einen Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz, insbesondere einen geschichteten Wandaufbau einer Flasche, die durch biaxial orientiertes Blasformen aus dem Harz hergestellt ist. Die geschichtete Wand besteht aus Polyäthylenterephthalatharz und aus einem Kunstharz mit guten Gassperreigenschaften.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht mit vergrößertem längsgerich
tetem Teilschnitt einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2-7 vergrößerte längsgerichtete Teilschnitte
des Schichtaufbaus der Wand von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.
Ein PET-Gegenstand 1 gemäß der Erfindung wird, wie bei herkömmlicher. PET-Produkten, durch biaxial ausgerichtetes Blasformen hergestellt, wobei das Formen unmittelbar erfolgt oder über das geformte Külbel, spritzgußgeformte Külbel oder rohrförmige Külbel.
Der Gegenstand 1 nach der Erfindung hat einen derartigen Wandaufbau, daß die Hauptschicht 2 aus PET auf seine Außenseite zusammen mit der Sperrschicht 3 geschichtet wird, die aus Kunstharz besteht, etwa aus Acrylnitril und seinen Copolyr^- ren, Polyamid und seinen Copolymeren, Äthylen-Vinylalkohol-Copolymereu und Polyvinylidenchlorid, die überragende Gassperreigenschaften haben.
Der-Schichtwandaufbau, bestehend aus der PET-Hauptschicht 2 und der Gassperrschicht 3, ergibt den Gegenstand 1 mit den stark verbesserten Gassperreigenschaften gegenüber Sauerstoff. Aufgrund dieser Eigenschaften kann der Gegenstand nach der Erfindung als Behälter zur Lagerung eines sauerstoffempfindliehen Inhalts während einer langen Zeitdauer verwendet werden.
Wenn der Gegenstand nach der Erfindung auch verbesserte Gas-
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Sperreigenschaften hat, so "benötigt er noch beinahe dieselbe Wanddicke wie das gewöhnliche PET-Produkt mit aus nur einer Schicht oestehenden Wänden. Die Wanddicke von Kunststoffprodukten, insbesondere Kunststoffflaschen, wird gemäß den Anwendungen der Produkte gewählt und ist durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmt, wie chemische Widerstandsfähigkeit, Gassperreigenschaften, Verformungswiderstand unter verringertem Druck, Druckfestigkeit, Knickfestigkeit und Fallfestigkeit. Dies bedeutet, daß die Wanddicke selbst dann nicht auf ein Zehntel verringert werden kann, wenn die GasSperreigenschaften um das Zehnfache verbessert sind.
Wenn der Gegenstand nach der Erfindung mit derselben Wanddicke wie herkömmliche einschichtige PKT-Produkte hergestellt werden sol'J , wird die Dicke der Sperrschicht 3 gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:
T„ =
V (1/Δ - 1) + 1
wobei T das Verhältnis der Sperrschicht 3 zur Wanddicke des Gegenstands 1 ist, F das Verhältnis der gewünschten Sperre, wobei PET 1 ist und A die Gasdurchlässigkeit der Sperrschicht 3 ist, wobei KST 1 ist.
Wenn die Erzielung von fünmal so hohen Gassperreigenschaften wie bei einer ΡΞΤ-Einzelschicht durch Verwendung f':ines Pol}ramidharzes erwünscht ist, wird ϊ wie folgt gemäß der obigen Gleichung erhalten:
τ β = 0,150
v (1/0,05 - D η- 1)
Dieses Ergebnis zeigt an, da.ß dem Erfordernis Genüge
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leistet wird, wenn die Wanddicke der Sperrschicht 3 aus Polyamidharz Λ5% und die Wanddicke der Hauptschicht 2 85% betragen.
Da der Gegenstand 1 nach der Erfindung aus PET hergestellt wird und eine genaue Wanddicke haben sollte, erfolgt das M-. axial ausgerichtete Blasformen am zweckmäßigsten durch den Vorgang, bei dem das Külbel durch Spritzgußformen oder Rohrformen hergestellt wird.
Aus der dargestellten Konstruktion ist ersichtlich, daß die freiliegende Sperrschicht 3 durch Feuchtigkeit (Wasser) und Zerkratzen leicht verschlechtert werden kann. Zusätzlich ist die Bindefestigkeit zwischen den Schichten nicht unbedingt ausreichend.
Die Verschlechterung der Sperrschicht 3 durch Feuchtigkeit kann durch Aufbringen einer feuchtigkeitsfesten Schicht 4 auf die gesamte Oberfläche der Sperrschicht 3 verhindert werden, (vergl. Fig. 2).
Die feuchtigkeitsfeste Schicht wird aus einem Kunstharz mit sehr niedriger Wasserdampfdurchlässigkeit geformt.
Der Wandaufbau von Fig. 2 kann durch Aufbringen der wasserfesten Schicht 4 durch geeignete Mittel auf die Oberflächen der Wand gemäß Fig. 1 hergestellt werden. Diese wasserfeste Schicht 4 schützt nicht nur die Sperrschicht 3 gegen Feuchtigkeit, sondern auch gegen mechanische Beschädigung.
Für den Fall, daß die Bindefestigkeit zwischen der Hauptschicht 2 und der Sperrschicht 3 besonders erforderlich ist (wie bei druckfesten Kesseln), kann die spezielle Klebstoffschicht 5 zwischen die Hauptschicht 2 und die Sperrschicht gelegt werden, vergl. Fig. 3.
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WACH GEREICHT
Die Ausführungsform von Fig. 4 hat eine Hilfsschicht 6, die auf der Sperrschicht 3 und in einem Stück mit ihr geformt ist anstelle mit der feuchtigkeitsfesten Schicht 4 von Fig. 2. Diese Hilfsschicht 6 besteht aus Polyäthylen oder Polypropylen, das eine niedrige Wasserdampfdurchlässigkeit und eine verhältnismäßig hohe Oberflächenhärte hat.
Im Fall der Ausführungsform von Fig. 4 können die Hauptschicht 2 und die Sperrschicht 3 dünn gemacht werden, da die Hilfsschicht 6 verhältnismäßig hohe Gassperreigenschaften und mechanische Festigkeit aufweist.
Die Ausführungsformen von Fig. 2 bis 4 sollen die Nachteile beseitigen, die bei der Grundkonstruktion von Fig. 1 angetroffen werden. Jedoch hängt die Wahl dieser Ausführungsformen von den Erfordernissen für den Gegenstand 1 ab.
Im Fall von Druckflaschen, die von allen genannten Nachteilen frei sein sollten, ist der mehrere Schichten aufweisende Wandaufbau von Fig. -5 und 6 erwünscht.
Bei der Ausführungsform von Fig. 5 besteht die geschichtete Wand aus einer Sperrschicht 3 und aus zwei Hauptschichten 2, die auf beide Seiten der Sperrschicht 3 zusammen mit zwei Klebstoffschichten 5 geklebt sind.
Bei der Ausführungsform von Fig. 6 besteht die geschichtete Wand aus einer Hauptschicht 2, einer Sperrschicht 3 und einer Hilfsschicht 6, die zusammen mit zwei■Klebstoffschichten 5 miteinander verklebt sind.
Bei den Ausführungsformen von Fig. 5 und 6 sind die Schichten zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit mit Klebstoffschichten fest miteinander verklebt, während die Sperrschicht 3 durch die Hauptschicht 2 und die Hilfsschicht 3 gegen Ver-
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- ίο -
NACH3EREIOHT
schleohterung durch Feuchtigkeit geschützt wird.
Die Ausführungsformen von Fig. 5 und 6 werden in folgender Weise verglichen: Bei der Ausführungsform von Fig. 5 bestehen beide Seiten der Wandiaus zwei Hauptschichten 2 aus PET, während bei der Ausführungsform von Fig. 6 eine Seite der Wand aus der Hauptschicht 2 aus PET und die andere Seite aus 'derHauptschicht 2 aus Polyäthylen- oder Polypropylenharz besteht. Daher ist die Ausführungsform von Fig. 5 derjenigen von Fig. 6 bezüglich Klarheit der Wand und folglich des Aussehens überlegen. Andererseits ist die Ausführungsform von Fig. 6 gegenüber der Ausführungsform von Fig. 5 bezüglich der Gas- und Wasserdampfsperreigenschaften aufgrund der Hilfsschicht 6 vorteilhaft.
In den Anwendungsbereichen, etwa von nicht-carbonierten Getränkeflaschen, wo gute Klarheit und gutes Aussehen erforderlich sind, kann der Wandaufbau etwa gemäß Fig. 7 annehmbar sein, bei dem die in der Ausführungsform von Fig. 5 verwendeten beiden Klebstoffschichten 5 weggelassen sind.
Verglichen mit der Ausführungsform von Fig. 5 hat die Ausführungsform von Fig. 7 eine geringe Bindefestigkeit zwischen den Schichten und folglich eine geringe mechanische Festigkeit des Laminats aufgrund des Fehlens der beiden Klebstoffschichten 5, ist aber bezüglich Ausführung gleichwertig und bezüglich Klarheit überlegen.
Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß der Gegenstand 1 der Erfindung extrem verbesserte Gassperreigenschaften gegenüber Sauerstoff hat, wobei erwartet wird, daß sich der Anwendungsbereich von PET in großem Ausmaß erweitert. Zusätzlich können die Behälter gemäß der Erfindung verschiedene Wandstrukturen annehmen, die speziellen Erfordernissen genügen, undkönnen jedoch durch die herkömmliche Formtechnik hergestellt werden.
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e e r s e
ite

Claims (7)

30A4930 Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN P AT ENT OFFICE NACHQEREICHT J P 30 44 930.0 " tfe/Li G/1043(F) YOSHINO KOGYOSHO CO.,LTD., Tokyo,Japan PATENTANSPRÜCHE
1. Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz, gekennzeichnet durch eine Hauptschicht (2) aus Polyäthylenterephthalatharz und durch eine Sperrschicht (3) aus Kunstharz mit hohen Gassperreigenschaften gegenüber Sauerstoff, etwa aus Acrylnitril und seinen Copolymeren, Polyamid und seinen Copolymer en, Äthyl- und Vinylalkohol-Copolymeren und Polyvinylidenchlorid, wobei die Sperrschicht (3) auf die Außenseite der Haupuschicht (2) geschichtet ist.
2. Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz, gekennzeichnet durch eine Hauptschicht (2), durch eine Sperrschicht (3) und durch eine feuchtigkeitsfest Schicht (4) aus einem aus Kunstharz bestehenden Beschichtungsma-
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terial mit extrem niedriger Y/asserdarapfdurchlässigkeit, wobei die Sperrschicht 3 auf die Außenseite der Hauptschicht (2) geschichtet ist und die feuchtigkeitsfesto Schicht (4) auf die gesamte Außenseite der Sperrschicht (3) geschichtet ist.
3· Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz, gekennzeichnet durch eine Hauptschicht (2), durch eine Sperrschicht (3) und durch eine Klebstoff schicht (5), "wobei die Hauptschicht (2) und die Sperrschicht (3) aufeinandergeschichtet und unter Zwischenschaltung der Klebstoffschicht miteinander verbunden sind.
4. Gegenstand aus Polyäthylenterepthalatharζ, gekennzeichnet durch eine Hauptschicht (2), eine Sperrschicht (3) und eine Hilfsschicht (6) aus einem PolyoUefinharz, etwa Polyäthylenharz und Polypropylenharz mit hervorragender Wasserfestigkeit und extrem niedriger Wasserdampfdurchlässigkeit, wobei die Sperrschicht (3) zwischen die Hauptschicht (2) und die Hilfsschicht (6) geschichtet ist.
5. Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz, gekennzeichnet durch zwei Hauptschichten (2), durch eine Sperrschicht (3) und durch zwei Klebstoffschichten (?), wobei die Sperrschicht (3) zwischen die Hauptschichten (2) mit den Klebstoffschichten (5) geschichtet ist.
6. Gegenstand aus Polyäthylenterephthalatharz, gekennzeichnet durch eine Hauptschicht (2), durch eine Sperrschicht (3), durch eine Hilfsschicht (6) und durch zwei Klebstoffschichten (5), wobei die Sperrschicht (3) zwischen die Hauptschicht (2) und die Sperrschicht (3) den IQ.Gbstoffschic.Viten (5) geschichtet ist.
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7. Durch biaxial orientiertes Blasformen hergestellter Gegenstand, hauptsächlich aus Polyäthylenterephthalatharz,
gekennzeichnet durch eine Hauptschicht (2) aus Polyäthylenterephthalatharz, durch eine Hilfsschicht (6) und durch eine Sperrschicht (3) aus Kunstharz r:it hohen Gas Sperreigenschaften gegenüber Sauerstoff und anderen Gasen, wie
Acrylnitrxlharz und seinen Copolyineren, Äthyl-Vinylalkohol-Copolymeren und Polyvinylidenchloridharz, wobei die Sperrschicht (3) zwischen die Hauptschicht (2) und die Hilfss chicht (6) geschichtet ist.
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