DE3785910T2

DE3785910T2 - Mehrschichtige Gegenstände aus Polyäthylen.

Info

Publication number: DE3785910T2
Application number: DE87307980T
Authority: DE
Inventors: Saleh Abd-El-Karim Jabarin
Original assignee: Owens Illinois Plastic Products Inc
Current assignee: Graham Packaging Plastic Products Inc
Priority date: 1986-11-03
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2007-09-10
Also published as: EP0266876B1; EP0266876A3; US4719143A; DE3785910D1; EP0266876A2

Description

Artikel, die aus Polyäthylen-Polymeren, insbesondere Polyäthylen- Polymeren hoher Dichte, hergestellt werden, sind vom Markt in weitem Umfang für eine Vielzahl von Anwendungen angenommen worden. Eine solche Anwendung ist die Herstellung von Behältern, die aus Polyäthylen- Polymeren hoher Dichte hergestellt werden und die zur Aufbewahrung von Materialien wie Haushaltsreinigern und Bleichmitteln gebraucht werden. Leider sind derartige Materialien, insbesondere Haushaltsbleichmittel, sehr korrodierend. Dies bewirkt im allgemeinen umweltbedingte Spannungsrisse bei den meisten hochdichten Polyäthylen-Harzen, d. h. die Behälter verwittern. Dies führt dazu, daß nur spezielles und teures hochdichtes Polyäthylen-Harz für derartige Behälter verwandt wird.
Aus diesem Grund besteht innerhalb der Technik die Notwendigkeit für eine verbesserte Polyäthylen-Struktur, die vor allem für die Herstellung von Behältern für Bleichmittel gut geeignet ist. Diese Polyäthylen-Struktur muß widerstandsfähig sein gegen Spannungsrisse, eine gute Steifigkeit aufweisen, größten Belastungen gewachsen sein, um zu Behältern verarbeitet werden zu können, leicht sein und weniger kosten als vergleichbare konventionelle Polyäthylen-Strukturen.
Es stellte sich nun heraus, daß es möglich ist, Behälter für Flüssigkeiten, die im hohen Maße Spannungsrisse herbeizuführen, zur Verfügung zu stellen, die einen signifikanten Widerstand gegen umweltbedingte Spannungsrisse zeigen, die auf einen Kontakt mit Material, wie Haushaltsbleichmittel, zurückzuführen sind, die aber auch eine gute Steifigkeit und Höchstbelastbarkeit aufweisen.
Die mehrschichtige Polyäthylen-Struktur, die für Behälter der vorliegenden Erfindung genutzt werden, sind Laminate, die aus einer Vielzahl von Lagen aus verschiedenen Polyäthylenen hoher Dichte, die jeweils eine definierte Dichte und einen definierten Schmelzpunkt aufweisen, bestehen. Derartige Laminate können sehr leicht durch ein konventionelles Extrusions-Blasformungsverfahren hergestellt werden.
In der US-A-4 022 646 ist ein Verfahren zur Herstellung von ausgerichteten Äthylen-Polymerisat-Folien, bei dem die Ausrichtung und Beschichtung gleichzeitig erfolgt. Das Verfahren besteht aus den folgenden Schritten:
(1) mindestens eine (erste) Folie aus Äthylen-Polymerisat, insbesondere eine aus hochdichtem Äthylen-Polymerisat (0,950 bis 0,960 g/cm³), und mindestens eine weitere (zweite) Folie aus Äthylen-Polymerisat, insbesondere eine mit geringere Dichte (0,910 bis 0,945 g/cm³), werden mit ihren Seitenflächen aufeinandergebracht;
(2) während die Folien noch aneinander anliegen, werden die Folien bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzindex des Polymerisats der ersten Folie ausgerichtet. Dabei hat das Polymerisat der ersten Folie einen höheren Schmelzpunkt als das Polymerisat der zweiten Folie.
In der GB-A-1 590 588 ist ein Grundwerkstoff offenbart, der aus
(a) einer Trägerschicht, die aus einem thermoplastischen Polymerisat mit einer spezifischen Dichte in der Größenordnung von 0,95 bis 0,965 und desweiteren mit einem vorbestimmten Erweichungspunkt in einem speziellen Dickebereich besteht, und
(b) mindestens einer äußeren Schicht aus thermoplastischen Polymerisat an einer Seite der Trägerschicht zusammengesetzt ist, wobei das Material jeder äußere Schicht eine spezifischen Dichte in der Größenordnung von 0,918 bis 0,930 und einen zweiten vorbestimmten Erweichungspunkt aufweist, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Erweichungspunkt. Es ist notwendig, daß jede Außenschicht eine Dicke in der Größenordnung von 5 bis 15% der Dicke der Trägerschicht aufweist, daß die gesamte Dicke von Trägerschicht und Außenschicht bzw. Außenschichten in der Größenordnung von 0,381 bis 0,635 mm (15 bis 25 mils) liegt, und daß die Unterschiede zwischen den Erweichungspunkten sowie die Dicken der Trägerschicht und jeder Außenschicht so ausgewählt sind, daß eine dynamische Erhitzung eines nicht begrenzten Teils des Materials jeder äußeren Schicht ermöglicht wird, um diese Teile ausreichend zum Schmelzen und Heißverkleben zu bringen, während gleichzeitig die thermische Unempfindlichkeit der Trägerschicht bei einer derartigen Erhitzung im wesentlichen sichergestellt ist. Es wird der Zusatz von Spänen oder Abfall zu dem Kunststoff für die Trägerschicht oder andere Schichten unter gewissen Umständen erwähnt.
In der GB-A-1 590 588 wird auch ein Verfahren zur Herstellung von Behältern, insbesondere Milchbehälter, offenbart, das aus folgenden Schritten besteht: Zuschneiden und Anritzen einer Folie des Ausgangsmaterials, um einen Rohbehälter zu formen, die randlosen Teile des Verbund-Roh-Behälters werden über eine offene Flamme geführt, die Flammen wirken auf die randlosen Teile, wobei die äußeren Schichten durch diese Flammen in einen Schmelzzustand für das Heißkleben gelangen, während die Trägerschicht im wesentlichen durch die Hitze thermisch unberührt bleibt und die klebrige Außenschicht in einem ungestörten Zustand strukturell hält, schließlich werden die klebrigen Teile des Verbund-Rohbehälters zusammengefügt.
Gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird ein blasgeformter Behälter vorgestellt, der aus einen mehrschichtigen Polyäthylen-Struktur gebildet wird, die aus mindestens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht aus hochdichtem Polyäthylen gebildet ist, wobei
die erste Schicht 70 bis 90 Gew.% der Struktur ausmacht und ein hochdichtes Polyäthylen umfaßt, welches eine Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10,0 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist, und
die zweite Schicht 10 bis 30 Gew.% der Struktur ausmacht und ein hochdichtes Polyäthylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ umfaßt und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist.
Gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird ein blasgeformter Behälter vorgestellt, der aus einer mehrschichtigen Polyäthylen-Struktur gebildet wird, die mindestens aus einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht aus hochdichtem Polyäthylen gebildet ist, wobei
die erste Schicht 70 bis 90 Gew.% der Struktur ausmacht und zusammengesetzt ist aus
(a) 60 bis 80 Gew.% hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und
(b) 20 bis 40 Gew.% eines gemischten, hochdichtem Polyäthylen- Materials bestehend aus
(1) 70 bis 90 Gew.% hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und
(2) 10 bis 30 Gew.% hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von mindestens 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger; und wobei
die zweite Schicht 10 bis 30 Gew.% der Struktur ausmacht und zusammengesetzt ist aus hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger umfaßt.
Gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird ein blasgeformter Behälter vorgestellt, der aus einen mehrschichtigen Polyäthylen-Struktur gebildet wird, die aus mindestens eine ersten Schicht und einer zweiten Schicht aus hochdichtem Polyäthylen gebildet ist, wobei
die erste Schicht 70 bis 90 Gew.% der Struktur aufweist und ebenfalls aus einem hochdichtem Polyäthylen besteht, das eine Dichte von wenigstens 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist, und die zweite Schicht 10 bis 30 Gew.% der Struktur aufweist und ebenfalls aus einer Mischung aus
(a) 60 bis 80 Gew.% eines hochdichtem Polyäthylen besteht, das eine Dichte von wenigstens 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist und aus
(b) 20 bis 40 Gew.% eines hochdichtem Polyäthylen besteht, das eine Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist.
Die erste Schicht, üblicherweise die äußere, die das Produkt nicht berührende Schicht, enthält im allgemeinen 70 bis 90 Gew.% und am besten etwa 80 Gew.% der Struktur. Das hochdichte Polyäthylen besitzt in der ersten Schicht eine Dichte von wenigstens 0,959 g/cm³, vorzugsweise eine Dichte von 0,959 g/cm³ bis 0,965 g/cm³, besonders vorzugsweise 0,959 oder 0.960 bis 0,963 oder 0,964 g/cm³.
Die erste Schicht des Laminats führt zu einer guten Steifigkeit und einer Höchstbelastbarkeit der Struktur, wenn sie zu einen Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet wird.
Die zweite Schicht des Laminats, die üblicherweise die innere, die das Produkt berührende Schicht bildet, enthält im allgemeinen 10 bis 30 Gew.%, am besten aber 20 Gew.% der Struktur.
Das hochdichte Polyäthylen besitzt eine Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 in der zweiten Schicht, vorzugsweise eine Dichte von 0,951 bis 0,956 oder 0,957 oder sogar 0,958 g/cm³, vorzugsweise 0,952 bis 0,954 oder 0,955 g/cm³.
Die zweite Schicht des Laminats gewährt eine exzellenten Widerstand gegen umweltbedingte Spannungsrisse, wenn es eingesetzt wird als eine innere, das Produkt kontaktierende Schicht und wenn die Struktur zu einem Behälter für Bleichmittel und dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet wird.
Die mehrschichtige Polyäthylen-Struktur kann durch eine Heißschmelz-Co-Extrusions-Technik hergestellt werden.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine aus einer Mischung bestehenden ersten Schicht wie oben beschrieben aufweist, erlaubt eine maximale Ausnutzung von Abfallmaterial. Ein derartiger Abfall entsteht üblicherweise, wenn extrudierte blasgeformte Behälter geformt werden. Der Abfall wird in die erste Schicht zurückgeführt, z. B. vorzugsweise als Zugabe von ca. 30.Gew.% zu einem ursprünglich hochdichtem Polyäthylen, welches dann ca. 70 Gew.% der ersten Schicht ausmacht. Dabei stellte sich heraus, daß das Abfallmaterial aufgenommen werden kann, ohne daß ein signifikanter nachteiliger Effekt auf das gesamte Verhalten des Behälters auftritt, vor allem bewirkt die Aufnahme keine Abwertung der Funktionstüchtigkeit des Behälters. Die Abfallmenge wird auf diese Weise verringert, ohne daß dabei der Widerstand gegen umweltbedingte Spannungsrisse oder die Steifigkeit (und damit die Höchstbelastbarkeit) des Behälter, der durch die mehrschichtige Struktur gebildet wird, beeinträchtigt wird.
Die bevorzugte Menge von 30 Gew.% des gemischten hochdichtem Polyäthylen-Materials, das in der ersten Schicht benötigt wird, kann dem Behälter-Abfall entnommen werden, welches beim normalen Blasformen der Behälterstruktur entsteht. Es kann eingesetzt werden, um die Herstellungseffizienz zu steigern, ohne daß dabei die Eigenschaften des Behälters nachteilig beeinflußt werden.
Die Behälter, die aus der Laminat-Struktur der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind leichter als Behälter aus dem Stand der Technik und damit billiger; sie zeigen keine signifikante Verringerung der geforderten Nutzungseigenschaften und gleichen die Aufnahme von Herstellungsausschuß aus. Auf diese Weise kann ein maximaler ökonomischer Gewinn erzielt werden.
In der Struktur gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung kann das hochdichte Polyäthylen in beiden Lagen mit konventionellen Füllern angereichert werden, vorzugsweise steifigkeitsverbessernde Füller wie Kalziumkarbonat. Alternativ hierzu, aber weniger bevorzugt, können auch andere, die Steifigkeit nicht erhöhende Füller, wie Titandioxid, eingesetzt werden.
Ein bevorzugtes, hochdichtes Polyäthylen-Material, das eine Dichte von wenigstens 0,959 g besitzt und in der ersten, äußeren Schicht eingesetzt werden kann, wird unter anderem von Phillips Chemical Company, eine Tochter der Phillips Petroleum Company, hergestellt und unter der Produktbezeichnung EHM 6003 verkauft. Dieses Produkt hat die folgenden physikalischen Eigenschaften, die beispielhaft sind für ein bevorzugtes Material für die erste Schicht.
Eine Dichte nach ASTM D1505 von 0,963 g/cm³; ein Schmelzindex nach ASTM D1238 (2,16 kg) von 0,3 g pro 10 Minuten; einen Widerstand gegen umweltbedingte Spannungsrisse nach der Bedingung A, ASTM D1693 beim F-50,H Versuch etwa zwischen 15 und 20; eine Zugfestigkeit an der Streckgrenze bei 5,08 cm (2 Inch) pro Minute nach ASTM D638 von 3,587·10&sup6; N/m² (4400 psi); und eine Dehnung bei 5,08 cm (2 Inch) pro Minute nach ASTM D638 von wenigstens 600%; und ein Biegemodul nach ASTM D790 von 1,957·10&sup5; N/m² (240 M psi).
Anderes geeignetes Material ist im Handel erhältlich, aber das oben beschriebene Harz ist gemäß der vorliegenden Erfindung zu bevorzugen.
Ein bevorzugtes, hochdichtes Polyäthylen-Material für den Einsatz in der zweiten, inneren Schicht besitzt eine Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger. Ein bevorzugtes Material wird hergestellt von USI Chemicals, einer Tochtergesellschaft der National Distillers & Chemical Corporation, und wird vermarktet unter der Produktbezeichnung LC732 und besitzt die folgenden physikalischen Eigenschaften:
eine Dichte nach ASTM D1505 von 0,953 g/cm³;
einen Schmelzindex nach ASTM D1238 von 0,28 g pro 10 Minuten;
eine Zugfestigkeit bei 5,08 cm (2 Inch) pro Minute nach ASTM D638 Typ 4
Probe von 3,919·10&sup6; N/m² (3850 psi);
eine Dehnung am Reißpunkt bei 5,08 cm (2 Inch) pro Minute nach ASTM D638 von 850%;
eine Biegesteifigkeit nach ASTM D747 von 9,738·10&sup7; N/m² (120.000 psi);
eine Verdrehsteifigkeit von 8,967·10&sup7; N/m² (110.000 psi) nach ASTM D1043;
einen 1-%-Schnittmodul von 9,375·10&sup7; N/m² (115.000 psi) nach ASTM 638;
einen Vicat-Erweichungspunkt von 126ºC nach ASTM 1525 und eine Niedrigtemperatur-Sprödigkeit (F-50) von -76ºC, wie gemessen in ASTM D746.
Das USI-Material, das mit dem Warenzeichen LC732 bezeichnet ist, zeigt eine gute Fließrate, annehmbare Steifigkeit und sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen umweltbedingte Spannungsrisse durch und kann zu Behältern vergossen werden, die eine vielschichtige Struktur aus hochdichten Polyäthylen aufweisen, wobei eine konventionelle Extrusions- Blastechnik angewandt werden kann.
Natürlich sind auch andere geeignete Materialien im Markt erhältlich, aber das oben beschriebene USI-hochdichte Polyäthylen ist wegen seines hervorragenden Widerstands gegen umweltbedingte Spannungsrisse und seiner guten Fließrate und da es geeignet ist, auf die erste Schicht aufgezogen zu werden, diesen vorzuziehen.
Ähnlich verhält es sich mit dem oben erwähnten hochdichtem Polyäthylen der Phillips Chemical Company, wenn es für die vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Es zeigt dabei eine hervorragende Steifigkeit, wenn es auf die Schicht aus hochdichtem Polyäthylen aufgebracht wird, die Widerstand gegen umweltbedingte Spannungsrisse zeigt und eine Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ aufweist.
Da die vielschichtige Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung zu Behältern verarbeitet werden, die Spannungsrisse verursachendes Material, wie Haushaltsbleichmittel und -reiniger, aufnehmen, ist es offensichtlich vorteilhaft, wenn die zweite Schicht aus hochdichtem Polyäthylen, die gegen umweltbedingte Spannungsrisse widerstandsfähig ist und eine Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ aufweist, die innere, die das Produkt berührende Schicht ist, und die die Steifigkeit vergrößernde erste Schicht, die eine Dichte von wenigstens 0,959 g/cm³ aufweist, auf der Außenseite ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt wird, daß die zweite oder Innere Schicht, die vorzugsweise ca. 20 Gew.% der Struktur aufweist, aus einem Material besteht, das eine Dichte in der Größenordnung von an der Untergrenze von ca. 0,940 bis hinauf zu 0,957 oder 0,958 g/cm³ aufweist.
Die folgenden Beispiele werden bekannt gemacht, um die Prinzipien der Erfindung in der Praxis für einen Fachmann zu verdeutlichen, und um im besonderen die signifikant verbesserten Gewichts- und Brauchbarkeits- Charakteristiken der vielschichtigen Struktur aus hochdichtem Polyäthylen für Behälter, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, im Vergleich mit einlagigen Behältern aus hochdichtem Polyäthylen, die mittels der selben Blasformungstechnik hergestellt werden, zu veranschaulichen.
Tests und Bewertungen wurden mit einlagigen (Stand der Technik) und zweilagigen Behältern (gemäß der Erfindung) durchgeführt.
Die Tests wurden durchgeführt auf einer kontinuierlich extrudierender Hochgeschwindigkeits-Blasformungsmaschine vom CE-4-Typ (Rad-Typ), die mit zwei Extrudern ausgerüstet ist. Die beiden Extruder versorgen einen doppelten Spritzkopf für nebeneinanderliegende Schichten, der so ausgebildet ist, daß zwei unterschiedliche, voneinander getrennte Schichten aus Polyäthylen geliefert werden. Diese Schichten werden zu eine einzigen Vorform zusammengeschmolzen. Diese Vorformen werden zu einen Behälter blasgeformt, der einen Rauminhalt von 3785 cm³ aufnimmt und etwa 98 g wiegt.
Diese Tests demonstrierten die Leichtgewichtstauglichkeit des doppellagigen Systems, dessen äußere Schicht aus hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von wenigstens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und dessen innere Schicht aus einem hochdichten Polyäthylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten hergestellt sind. Die äußere Schicht bewirkt eine gute Steifigkeit und Höchstbelastbarkeit, während die innere Schicht einen exzellenten Widerstand gegen Spannungsrißkorrosion bietet, wenn die oben genannte Strukturen kombiniert und zu Behältern für Bleichmittel und andere konventionelle Haushaltsprodukte und Chemikalien verarbeitet werden.
Die einschichtigen (Stand der Technik) und doppelschichtigen Behälter wurden einer Prüfung unterzogen, und zwar hinsichtlich physikalischen und mechanischen Verhaltens sowie ihres Widerstands gegen Spannungsrisse mit den folgenden Ergebnissen:
1. Die doppelschichtigen Behälter zeigten eine um 8,36% gesteigerte Verbesserung in vertikaler Belastungsfähigkeit (Höchstbelastung) gegenüber den einschichtigen Behältersystemen (Stand der Technik). Dies wurde bewirkt durch eine Steigerung von 16,7% in der Biegesteifigkeit gegenüber einschichtigen Behälter-Systemen.
2. Obwohl 80% des doppelschichtigen Behältersystems aus hochdichten Polyäthylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ hergestellt war, behielten die Behälter doch einen gleichwertigen Belastungswiderstand wie die einschichtigen Behälter, die aus hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ hergestellt waren.
3. Das doppelschichtige Behältersystem, das ein hochdichtes Polyäthylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ für 20 % des Behältergewichts vorsieht, damit den umweltbedingten Spannungsrissen Widerstand entgegengesetzt wird, war gleichwertig mit dem einschichtigen System, das zu 100% aus hochdichtem Polyäthylen der Dichte von 0,952 bis weniger als 0,959 g/cm³ bestand.
Die Ergebnisse zeigen an, daß eine 8%ige Gewichtseinsparung des doppelschichtigen Systems gegenüber dem einschichtigen System erreicht werden kann, wobei gleichzeitig die geforderten physikalischen Eigenschaften und die Widerstandsfähigkeit gegen umweltbedingte Spannungsrisse eines einschichtigen Behälters aus hochdichtem Polyäthylen mit einer Dichte von wenigstens 0,959 g/cm³ bei einem üblichen Behältergewicht erreicht werden können.
Die ausführlichen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen dargestellt:

Tabelle 1

Zusammensetzung der Vergleichsbehälter und der doppellagigen Behälter:

A. Einlagiger Behälter (Vergleichsbehälter)

U.S.I. LC732-02 Kopolymer HDPE 70%
Nortech Blau-Weiß Farbkonzentrat 4% (4#'s/100#'s Harz)
Regenerat: U.S.I. LC732-02 Nortech Farbstoff 30%
B. Doppellagige Behälter (Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung) Äußere Schicht (80% des Behältergewichts)
U.S.I LC732-02 Homopolymer HDPE 70%
Nortech Blau-Weiß Farbkonzentrat 5,5% (5,5#'s/100#'s Harz)
Regenerat: 80% U.S.I. LC732-02 30%
20% U.S.I. LC732-02
5% Nortech Farbstoff Innere Schicht (20% des Behältergewichts)
U.S.I. LC732-02 Kopolymer HDPE 100% Tabelle 2

Material Spezifikationen für hochdichte Polyäthylene

1. U.S.I LC747-02 Homopolymer HDPE

Allgemeine Spezifikationen:

- Dichte 0,959-0,965 g/cm³
- Schmelzindex 0,50-0,85 g/10 min
- Viskosität 300-345 Ns/m² (3,00-3,45 kpoise) (1000 s&supmin;¹ bei 190ºC)

Versuchsergebnisse des Polyäthylens im Test

0,961 g/cm³ Dichte
0,64 g/10 min
308 Ns/m² (3,08 kpoise) (1000 s&supmin;¹ bei 190ºC)

2. U.S.I. LC732-02 Kopolymer HDPE

Allgemeine Spezifikationen:

- Dichte 0,952-0,955 g/cm³
- Schmelzindex 0,20-0,35 g/10 min
- Viskosität 365-385 Ns/m² (3,65-3,85 kpoise) (1000 s&supmin;¹ bei 190ºC)

Versuchsergebnisse des Polyäthylens im Test

0,954 g/cm³ Dichte
0,26 g/10 min
365 Ns/m² (3,65 kpoise) (1000 s&supmin;¹ bei 190ºC) Tabelle 3 Maschineneinstellungen A. Einlagiger Behälter (Vergleichsbehälter) Sterling 11,43 cm (4 1/2'') Extruder-Copolymer HDPE/Farbe Konzentrat/Regenerat Temperatur in ºC (ºF) Zoneneinstellung Zone tatsächlich Schmelztemperatur Spritzkopf Kopf Buchse Sieb

Fortsetzung Tabelle 3

B. Doppellagige Behälter (Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung)

Sterling 11,43 cm (4 1/2'') Extruder-Kopolymer

HDPE/Farbe Konzentrat/Regenerat

123456

Temperatur in ºC (ºF) Zoneneinstellung 171,1204,4204,4204,4 204,4 204,4 (340)(400)(400)(400)(400)(400) Zone tatsächlich 180207,2203,9202,2204,4211,1 (356)(405)(399)(396)(400)(41 2)

Wilmington 8,89 cm (3 1/2'') Extruder-Kopolymer HDPE

1234 Adapter Kopf

Temperatur in ºC (ºF) Zoneneinstellung 176,7176,7176,7176,7176,7176,7 (350)(350)(350)(350)(350)(350) Zone tatsächlich 177,8176,7176,1178,3185185 (352)(350)(349)(353)(365)(365)

Spritzkopf

123 Kopf Buchse Sieb

Temperatur in ºC (ºF) Zoneneinstellung 176,7176,7176,7176,7190,6176,7 (350)(350)(350)(350)(375)(350) Zone tatsächlich 180178,9182,8183,3191,7176,7 (356) (354) (361) (362) (377) (350) Schmelztemperatur: 223,3ºC (434ºF) Tabelle 4 Physikalische Eigenschaften der blasgeformten Behälter 1. Senkrechte Belastung (Höchstbelastung) TMI Höchstbelastungs Meßapparat 2,54 cm (1'')/min ausgeübte Belastung Abgelesen bei 1,27 cm (1/2'') Behälterdurchbiegung Nominalfüllung mit Wasser(H&sub2;O) bei 37,8ºC (100ºF) einlagiges (Vergleichs-)System doppellagiges System (vorliegende Erfindung) kAnzahl getesteter Behälter mittleres Gewicht mittlere Höchstlast sigma 2. Fallversuch mit Bodenaufprall Aufschlagapparat eingestellt auf 0,6 m (2 ft) Fallhöhe (Behälter aufrecht) Nominalfüllung mit Wasser (H&sub2;O) bei 21,1ºC (70ºF) einlagiges (Vergleichs-)System doppellagiges System Anzahl getesteter Behälter mittleres Gewicht Ergebnis Fallversuch beschädigt Höhlung 2. Fallversuch mit Seitenaufprall Aufschlagapparat eingestellt auf 0,91 m (3 ft) Fallhöhe (Behälter auf der Seite) Nominalfüllung mit Wasser (H&sub2;O) bei 21,1ºC (70ºF) einlagiges (Vergleichs-)System doppellagiges System Anzahl getesteter Behälter mittleres Gewicht Ergebnis Fallversuch beschädigt Höhlung Tabelle 5 mechanische Eigenschaften der blasgeformten Behälter einlagiges (Vergleichs-)System doppellagiges System (vorliegende Erfindung) Elastizitätsmodul axial Umfang % sigma Streckspannung Materialspannung maximale Festigkeitmaximale Längung Biegesteifigkeit Tabelle 6 Widerstand der blasgeformten Behälter gegen umweltbedingte Spannungsrisse Dynamische Kompressionsbelastung auf den Behälter bei 0,64 cm (1/4 Inch) Durchbiegung Umgebungstemperatur beim Test 48,9ºC (120ºF) Nominalfüllung mit flüssiger Chlorbleiche einlagiges (Vergleichs-)System doppellagiges System Anzahl getesteter Behälter mittleres Gewicht Ergebnis des 15-Tage-Tests beschädigt
* 50% Beschädigung nach 14 Tagen wurden als bestanden betrachtet
** nach 24 Tagen erreichte kein Testbehälter die F50-Marke

Claims

1. Blasgeformter Behälter, gebildet aus einer vielschichtigen Polyethylenstruktur, die mindestens eine erste und eine zweite Schicht aus hochdichtem Polyethylen enthält, wobei die erste Schicht 70 bis 90 Gew.% der Struktur ausmacht und ein hochdichtes Polyethylen umfaßt, welches eine Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einen Schmelzindex von 10,0 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist, und

die zweite Schicht 10 bis 30 Gew.% der Struktur ausmacht und ein hochdichtes Polyethylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ umfaßt und einen Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist.

2. Blasgeformter Behälter, gebildet aus einer vielschichtigen Polyethylenstruktur, die mindestens eine erste und eine zweite Schicht aus hochdichtem Polyethylen aufweist, wobei die erste Schicht 70 bis 90 Gew.% der Struktur ausmacht und zusammengesetzt ist aus

(a) 60 bis 80 Gew.% hochdichtem Polyethylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und

(b) 20 bis 40 Gew.% eines gemischten, hochdichten Polyethylen- Materials einschließlich

(1) 70 bis 90 Gew.% hochdichten Polyethylens mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von ungefähr 10 g pro 10 Minuten oder weniger und

(2) 10 bis 30 Gew.% eines hochdichten Polyethylens mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und

die zweite Schicht 10 bis 30 Gew.% der Struktur ausmacht und zusammengesetzt ist aus hochdichtem Polyethylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger.

3. Blasgeformter Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht zusammengesetzt ist aus

(a) ungefähr 70% hochdichtem Polyethylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und

(b) ungefähr 30% eines gemischten hochdichten Polyethylen- Materials einschließlich

(1) ungefähr 80 Gew.% hochdichten Polyethylens mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und

(2) 20 Gew.% eines hochdichten Polyethylens mit einer Dichte von weniger als 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger und

die zweite Schicht aus hochdichtem Polyethylen mit einer Dichte von 0,951 bis 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger zusammengesetzt ist.

4. Blasgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht ungefähr 80 Gew.% der Struktur aufweist und die zweite Schicht ungefähr 20 Gew.% der Struktur umfaßt.

5. Blasgeformter Behälter, gebildet aus einer vielschichtigen Polyethylen-Struktur, die eine erste und eine zweite Schicht aus hochdichtem Polyethylen umfaßt, wobei

die erste Schicht 70 bis 90 Gew.% der Struktur ausmacht und ein hochdichtes Polyethylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist und

die zweite Schicht 10 bis 30 Gew.% der Struktur ausmacht und eine Mischung von

(a) 60 bis 80 Gew.% eines hochdichten Polyethylens mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g oder weniger aufweist und

(b) 20 bis 40 Gew.% eines hochdichten Polyethylens mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ und einem Schmelzindex von 10 g pro 10 Minuten oder weniger aufweist.

6. Blasgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hochdichte Polyethylen eine Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ eine Dichte von 0,959 bis 0,965 g/cm³ aufweist.

7. Blasgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hochdichte Polyethylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ eine Dichte von 0,952 bis 0,955 g/cm³ aufweist.

8. Blasgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylen mit einer Dichte von mindestens 0,959 g/cm³ eine Dichte von ungefähr 0,963 g/cm³ und einen Schmelzindex von ungefähr 0,3 g pro 10 Minuten aufweist und daß das Polyethylen mit einer Dichte von 0,951 bis weniger als 0,959 g/cm³ eine Dichte von ungefähr 0,93 g/cm³ und einen Schmelzindex von ungefähr 0,28 g pro 10 Minuten aufweist.

9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Bleichbehälter oder als Haushaltsreinigungsbehälter.