DE4319008A1 - Polyesterharz zur Herstellung von Gegenständen mit hoher Klarheit und neutraler Farbe - Google Patents

Polyesterharz zur Herstellung von Gegenständen mit hoher Klarheit und neutraler Farbe

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Description

Die Erfindung betrifft ein Polyesterharz zur Herstellung von Gegenständen mit hoher Klarheit und neutraler Farbe, mit zumindest einer Antimonverbindung und einer Phosphor­ verbindung als Katalysator bzw. Katalysatoren, wobei das Polyesterharz durch die Umsetzung einer Dikarbonsäure mit mehrwertigen Alkoholen erzeugt wird.
Es ist ein derartiges Polyesterharz bekannt, bei welchem die Antimonverbindung aus Antimonglykolat, die Kobaltverbindung aus Kobaltacetat, die Phosphorverbindung aus Phosphorsäure, die Dikarbonsäure aus Terephthalsäure und das Glykol aus Ethylenglykol besteht. Das bekannte Polyesterharz wird zum Herstellen von Behältern und insbesondere Flaschen ver­ wendet, bei denen es sich jedoch zwangsläufig um verhältnis­ mäßig dünnwandige Behälter bzw. Flaschen handelt, weil eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit in Kauf genommen werden muß. Bei dünnwandigen Behältern bzw. Flaschen handelt es sich jedoch um Einwegbehälter bzw. Einwegflaschen, da sie sich nicht hinreichend häufig reinigen lassen. Denn häufige Reinigung - wie sie bei hinreichend oft wiederverwendbaren Behältern und insbesondere Flaschen verlangt wird - führt zur alsbaldigen Beschädigung dünnwandiger Behälter bzw. dünnwandiger Flaschen. Unter dünnwandigen Behältern bzw. Flaschen sind beispielsweise 1,5-Liter-Behälter bzw. -Flaschen zu verstehen, die lediglich 54 g wiegen. - Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Polyesterharz der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, welches zur Herstellung von wiederverwendbaren Hohlkörpern und insbesondere Behältern und Flaschen hinreichender Wand­ dicke besonders geeignet ist.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Polyesterharz dadurch, daß das Polyesterharz zusätzlich eine Germaniumverbindung und Cyclohexandimethanol (CHDM) enthält und als mehrwertige Alkohole eine Mischung aus Ethylenglykol und mindestens 0,5% Cyclohexandimethanol verwendet wird. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß ein Polyesterharz zur Verfügung steht, welches sich nicht nur durch hohe Klarheit und neutrale Farbe auszeichnet, sondern darüber hinaus durch eine gute thermische Beständigkeit und insbesondere geringe Kristallisationsgeschwindigkeit. Aus diesem Grunde lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Polyesterharz dickwandige Hohlkörper und insbesondere dickwandige Behälter bzw. dickwandige Flaschen herstellen, die oft wiederverwendbar sind, weil sie oft gereinigt werden können, ohne im Zuge der Reinigungsprozesse beschädigt zu werden. Die thermische Beständigkeit und besonders geringe Kristallisationsgeschwindigkeit muß überraschen und resultiert aus der Kombination von Cyclohexandimethanol und den verwendeten Katalysatoren. In diesem Zusammenhang sieht die Erfindung vor, daß das Polyesterharz zusätzlich eine Zinnverbindung enthalten kann. Darüber hinaus kann das Polyesterharz zusätzlich auch noch eine Kaliumverbindung und/oder eine Kobaltverbindung enthalten. - Zwar ist die Verwendung von Cyclohexandimethanol als Comonomer bei der Herstellung von Polyethylenterephthalat bereits bekannt, jedoch ist dadurch das der Erfindung zugrundeliegende Problem und dessen Lösung nicht maßgebend beeinflußt worden.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So kann im Zuge der Umsetzung als Dikarbonsäure Terephthalsäure oder Isophthalsäure oder eine Mischung beider Säuren verwendet werden. Ein Polyesterharz, bei welchem hohe Klarheit, neutrale Farbe, thermische Beständig­ keit und geringe Kristallisationsgeschwindigkeit optimiert sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß
0,5-15% CHDM,
50-350 ppm Antimonverbindung,
1-125 ppm Kobaltverbindung,
1-125 ppm Phosphorverbindung,
jeweils bezogen auf das aktive Element, in dem Polyesterharz enthalten sind. In diesem Zusammenhang sieht die Erfindung vor, daß in dem Polyesterharz außerdem eine Germaniumver­ bindung, z. B. 1-100 ppm, vorzugsweise 10 ppm, gemessen als elementares Germanium, enthalten ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Hohlkörper, insbesondere dickwandiger Hohlbehälter, hergestellt aus einem Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Bei diesem Hohlkörper bzw. Hohlbehälter handelt es sich nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um eine dickwandige Flasche.
Im folgenden wird die Rezeptur für einen 100 kg Ansatz angegeben:
Pure Terephthalic Acid (PTA)|86,2 kg
Ethylenglykol (EG) 38,5 kg
Cyclohexandimethanol (CHDM) 2,0 kg
SB₂O₃ 320 ppm
CoAcetat 55 ppm
Triethylphosphat (TEP) 90 ppm
GeO₂ 15 ppm.
Die Veresterung wurde bei 1,5 bar Überdruck nach folgendem Programm und unter Vorlage einer kleinen Menge Bis(β-hydroxyethyl)therephthalat durchgeführt:
Die Polykondensation wurde wie folgt durchgeführt:
Das so hergestellte Polyesterharz ist gekennzeichnet durch eine Grenzviskosität (intrinsic viscosity) von 0,65 dl/g, einen Carboxyl-Endgruppengehalt von 27 mval/kg, einen Schmelzpunkt von 252°C sowie einen Farbwert CIE b* von 0,02 und läßt sich problemlos nachkondensieren (Solid State Polykondensation) und zu dickwandigen Hohlkörpern verar­ beiten. Unter einem dickwandigen Hohlkörper ist im Rahmen der Erfindung beispielsweise ein 1,5-Liter-Behälter oder eine 1,5-Liter-Flasche mit einem Gewicht von 104 g zu verstehen.

Claims (9)

1. Polyesterharz zur Herstellung von Gegenständen mit hoher Klarheit und neutraler Farbe, mit zumindest einer Antimonverbindung und einer Phosphorverbindung als Katalysator bzw. Katalysatoren, wobei das Polyesterharz durch die Umsetzung einer Dikarbonsäure mit mehrwertigen Alkoholen erzeugt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Polyesterharz zusätzlich eine Germaniumverbindung und Cyclohexandimethanol (CHDM) enthält: und als mehrwertige Alkohole eine Mischung aus Ethylenglykol und mindestens 0,5% Cyclohexandimethanol verwendet wird.
2. Polyesterharz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterharz zusätzlich eine Zinnverbindung enthält.
3. Polyesterharz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterharz zusätzlich eine Kaliumverbindung enthält.
4. Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterharz zusätzlich eine Kobaltverbindung enthält.
5. Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Umsetzung als Dikarbonsäure, Terephthalsäure oder Isophthalsäure oder eine Mischung beider Säuren verwendet wird.
6. Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterharz
0,5-15% CHDM,
50-350 ppm Antimonverbindung,
1-100 ppm Germaniumverbindung,
1-125 ppm Phosphorverbindung,
jeweils bezogen auf das aktive Element, enthält.
7. Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterharz 10 ppm Germanium­ verbindung, gemessen als elementares Germanium, enthält.
8. Hohlkörper, insbesondere dickwandiger Hohlbehälter, her­ gestellt aus einem Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Hohlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine dickwandige Flasche ist.
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