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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Rückgewinnung von Abfall von Mehrschicht-Kunststoffolien
einschließlich Mehrschicht-Kunststoffeinfolien und -blättern,
die beispielsweise als Verpackungsmaterial verwendbar sind.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Rückgewinnung von Abfällen einer Mehrschichtfolie, die
verschiedene Kunststoffe umfaßt, um sie effektiv wiederzu
verwenden.
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Mit zunehmender Verschiedenartigkeit der Lebensweisen war
in letzter Zeit ein Verpackungsmaterial mit vielfältigen
Funktionen erwünscht. Es ist daher wünschenswert, anstelle der
herkömmlichen Metalldosen oder Glasflaschen ein
Kunststoffmaterial mit ausgezeichneter Sauerstoffgasundurchlässigkeit und
Wärmebeständigkeit zu entwickeln.
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Ein einziges Kunststoffmaterial kann jedoch die
erforderlichen charakteristischen Merkmale nicht erfüllen. Daher wird
zunehmend Mehrschichtfolie verwendet, die verschiedene
Kunststoffe oder Kunststoffolien und Metallfolien umfassen.
Beispielsweise findet eine Mehrschichtfolie, die
Polvvinylidenchlorid (im folgenden als "PVDC" bezeichnet), ein Ethylen-
Vinylalkohol-Copolymer (im folgenden als "EVOH" bezeichnet)
oder dergleichen, das eine ausgezeichnete
Sauerstoffundurchlässigkeit aufweist, und Polypropylen (im folgenden als "PP"
bezeichnet), kristallines Polyethylenterephthalat (im folgenden
als "kristallines PET" bezeichnet) oder dergleichen umfaßt, und
die eine hervorragende Wärmebeständigkeit aufweist, nun eine
verbreitete Anwendung als ein Verpackungsmaterial für
vorgekochte Speisen, und im besonderen als ein Verpackungsmaterial
zur Verwendung im Elektrobereich.
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Zur Herstellung solcher Mehrschichtfolien sind ein
Laminierverfahren, in dem Folien zunächst hergestellt und dann mit
einem Klebstoff laminiert werden, wie beispielsweise ein Co-
Extrusionsverfahren, bei dem eine Vielzahl von Harzen aus
verschiedenen Extrudern extrudiert und unter Verwendung eines
Verteilerblocks oder einer Mehrschichtdüse laminiert werden
sowie ein Coextrusions-Kaschierverfahren, das eine Kombination
aus den zuvor genannten Laminier- und Co-Extrusionsverfahren
ist, bestens bekannt.
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In der JP-A-63,202,409 sind Oberflächenschichten
beschrieben, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt
sind, dessen scheinbare Viskosität bei 100 ºC 10&sup6; Poise oder
mehr beträgt, und das mit Wasser nicht aufquillt, die durch
bindende Harzschichten laminiert werden, die aus Olefin-
Vinylacetat-Copolymer und Olefin-Ethylacrylat-Copolymer oder
modifizierten Polyolefine davon hergestellt sind und die die
scheinbare Viskosität von weniger als 10&sup5; P bei 100 ºC
aufweisen, wobei die bevorzugten Dicken der Oberflächenschicht und
der bindenden Harzschicht jeweils 0,005 mm oder mehr betragen.
Beide Oberflächenschichten werden dadurch aingelöst bzw.
abgehoben, daß eine Scherkraft auf die Verbundfolie ausgeübt wird,
wobei in Wasser oder Luft auf etwa 100 ºC erwärmt wurde, Obwohl
in diesem Dokument erwähnt ist, daß die Verbundfolie, die durch
Verleimen verschiedener Folien miteinander hergestellt wurde,
auf effiziente Weise abgehoben werden kann, was dazu führen
soll, daß die Folien in Form einer einzigen Art von
Folienrohgewebe bzw. Folienrohstoff wiedergewonnen werden können,
erfüllen jedoch solche Verbundfolien die zuvor genannten
Anforderungen nicht.
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Der wichtigste technische Gegenstand bei der Verwendung
der zuvor genannten Mehrschichtfolien ist die Rückgewinnung von
Abfall, der bei der Produktion oder Herstellung davon entsteht.
Im Falle eines einzigen Kunststoffproduktes kann die
Wiederverwendung des Kunststof fs üblicherweise ohne eine merkliche
Verminderung der physikalischen Eigenschaften erreicht werden,
indem es selbst wiederverwertet wird. Ein ernstes Problem
stellt jedoch die Rückgewinnung einer Mehrschichtfolie dar, wie
zuvor beschrieben ist.
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Allgemein heißt das, daß Abfall, der bei der Herstellung
einer Mehrschichtfolie oder bei deren Fertigung, wie
Warmformen, selbst pulverisiert und in eine PP-Schicht (eine
Basismaterialschicht) rückgeformt wird.
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Dabei ist jedoch PVDC, das in den Abfällen oder einem
Klebeharz enthalten ist, dann auch in der PP-Schicht enthalten,
was eine Verminderung der physikalischen Eigenschaften, wie
Steifheit, Schlagzähigkeit und Transparenz, verursacht.
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Darüber hinaus ist ein sauerstoffundurchlässiges Harz, wie
PVDC, allgemein sehr wärmeempfindlich und insbesondere bei der
Fertigungstemperatur von PP ohne weiteres einer thermischen
Zersetzung ausgesetzt, was Probleme verursacht, wie
Farbänderungen und schließlich zum Carbonisieren und zur Bildung von
schwarzen Flecken in dem Produkt führt.
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Wenn PVDC oder ein Klebeharz in der PP-Schicht
(Basismaterialschicht) enthalten ist, beispielsweise im Falle einer
Mehrschichtfolie mit der Konstruktion:
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PP/Klebeharz/PVDC/Klebeharz/PP, liegt PVDC oder das Klebeharz
in der Oberflächenschicht vor, was Probleme wie die Korrosion
der inneren Oberfläche des Werkzeugs und Adhäsion an die
Oberfläche einer Metallkühlwalze, die bei der Herstellung von
Folien usw. verwendet wird, verursacht.
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Es werden daher die folgenden Verfahren angewandt, um die
rückgewonnen Abfälle (rückgewonnenes Ausgangsmaterial) in
konstanter Weise wiederzuverwenden.
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(1) Verwendung einer speziellen Schnecke
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Da PP, EVA und PVDC zusammen vorliegen, jedoch
unterschiedliche Extrusionscharakteristiken aufweisen, wird eine
Double Fright-Schnecke (Double Fright Screw) verwendet oder es
wird ein spezielles Plattieren angewandt, wobei der Unterschied
in der Anfangsschmelztemperatur zu berücksichtigen ist.
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(2) Um eine thermische Zersetzung des wiedergewonnen
Ausgangsmaterials zu verhindern, wird ein Additiv zum Schutz gegen
thermische Zersetzung zugegeben.
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(3) Als das PP, das als die rückgewonnene Schicht verwendet
werden soll, wird ein PP mit einer niedrigen Viskosität
verwendet, das eine Extrusionstemperatur von nicht mehr als 210 ºC
ergibt.
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Doch auch durch diese Verfahren ist die PP-Schicht in
ihren mechanischen Eigenschaften, wie Steifheit und
Schlagzähigkeit, verschlechtert, weil die Abfälle thermisch nur wenig
beständige Harze enthalten, wie PVDC, EVA und ein Klebeharz.
Darüber hinaus kommt es zwangsläufig zu Einbrennen und zu
Farbänderungen. Um die Farbänderung unkenntlich zu machen bzw.
zu neutralisieren ist es notwendig, eine große Menge eines
Additives, z.B. ein weißes Pigment, zu der PP-Schicht zu geben.
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Um die Probleme aufgrund der Gegenwart von PVDC oder einem
Klebeharz in der Oberflächenschicht zu überwinden, ist es
notwendig, eine andere, keine Abfälle enthaltende Schicht auf
der Oberfläche der zuvor genannten Schicht auszubilden. Dies
macht die Ausstattung viel komplizierter.
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Die Wiedergewinnung von Abfällen als Basismaterialschicht
(PP-Schicht) bedeutet, teueres PVDC und Klebeharz in eine
kostengünstige PP-Schicht einzuführen. Dies ist jedoch
außerordentlich unwirtschaftlich.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche
Untersuchungen durchgeführt, um die zuvor genannten Probleme
des Standes der Technik zu überwinden. Dabei wurde gefunden,
daß Abfälle ohne eine Verminderung ihrer physikalischen
Eigenschaften und auf ökonomische Weise wiederverwendet werden
können, indem man sie in mindestens zwei Schichten auftrennt
und jede in die entsprechende Schicht aufgetrennte Schicht
rückgewinnt. Auf diesen Erkenntnissen beruht die vorliegende
Erfindung. D.h., gemäß der vorliegenden Erfindung werden die
Abfälle zur Rückgewinnung und Wiederverwendung nicht
pulverisiert.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur
Rückgewinnung und zur Wiederverwendung von Abfall einer
Mehrschicht-Kunststoffolie einschließlich
Mehrschicht-Kunststoffeinfolie und Mehrschicht-Kunststoffblatt 1 bereit, die/das
mindestens eine Basismaterialschicht 3 umfaßt und mit oder
mittels einer Klebeharzschicht 4 laminiert ist, wobei das
Verfahren umfaßt:
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Erwärmen des Abfalls der Mehrschichtfolie 1 auf 30 ºC bis
70 ºC, um die Schäl- bzw. Ablösefestigkeit der Klebeharzschicht
4 niedriger zu machen als die Bruchfestigkeit einer Schicht,
die die niedrigste Bruchfestigkeit (ausschließlich des
Klebeharzes) aufweist,
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Auftrennen des Mehrschichtabfalls in mindestens zwei
Abfallschichten, und
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Rückgewinnen von mindestens einer der Abfallschichten in
Form einer Folie.
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Fig. 1 veranschaulicht ein Verfahren zur Trennung und
Rückgewinnung einer Mehrschichtfolie in Beispiel 1.
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In der Zeichnung gibt 1 eine Mehrschichtfolie an, 2 eine
Heizwalze, 3 eine Basismaterialschicht, 4 eine Klebeharzschicht
und eine Barriereschicht, und 5 eine Trennrolle.
Genaue Beschreibung der Erfindung
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Die erfindungsgemäß zu verwendende Mehrschicht-
Kunststoffolie einschließlich -feinfolie und -blatt 1 enthält
mindestens eine Basismaterialschicht 3.
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Als ein Material, das die Basismaterialschicht 3 bildet,
wird ein thermoplastisches Harz verwendet. Beispiele für das
thermoplastische Harz umfassen Homopolymere von Olefinen, wie
Polypropylen und Polyethylen, Copolymere von Propylen, Ethylen
und dergleichen mit anderen α-Olefinen, wie Ethylen, Propylen
und Buten-1, Gemischen der zuvor genannten Polymere und
Esterpolymere, wie Polyethylenterephthalat und Polycarbonat. Von
diesen Polymeren werden Polypropylen und
Polyethylenterephthalat
besonders bevorzugt verwendet, da sie eine
hervorragende thermische Beständigkeit aufweisen.
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Die erfindungsgemäß zu verwendende Mehrschicht-
Kunststoffolie 1 kann eine Folie, eine dünne Folie, eine
Feinfolie oder ein Blatt sein, die eine Kombination aus
mindestens zwei Basismaterialschichten umfaßt. Üblicherweise werden
andere Schichten als die Basismaterialschicht je nach
Verwendungszweck kombiniert verwendet.
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Beispiele solcher Schichten umfassen eine
sauerstoffundurchlässige Schicht, eine
kohlenstoffdioxidundurchlässige Schicht und eine
dampfundurchlässige Schicht. Insbesondere ist ein Laminat aus
mindestens zwei Schichten aus einer sauerstoffundurchlässigen
Schicht und einer Basismaterialschicht (insbesondere
hergestellt aus einem Harz mit hervorragender Wärmebeständigkeit)
bevorzugt.
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Beispiele für das Material, das die
sauerstoffundurchlässige Schicht bildet, schließen Harze mit
ein, die eine ausgezeichnete Sauerstoffundurchlässigkeit
aufweisen, wie Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylchlorid-
Polyvinylidenchlorid-Copolymer,
Vinylidenchlorid-Acrylsäureester-Copolymer und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH).
Zusätzlich kann eine Metallfolie verwendet werden.
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Die erfindungsgemäß zu verwendende Mehrschicht-
Kunststoffolie 1 wird üblicherweise durch Laminieren der zuvor
genannten Schichten mit einer Klebeharzschicht 4 unter
Verwendung von Mitteln, wie der Coextrusion, hergestellt.
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Klebeharz, das verwendet werden kann, umfaßt ein
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Styrol-Isopren-Copolymer,
ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Methyl-Methacrylat-
Copolymer und ein Ethylen-Acrylsäureester-Maleinanhydrid-
Copolymer.
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Es ist das Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß bei der
Wiederverwendung von Abfällen, die bei der Herstellung oder bei
der Fertigung, wie dem Warmformen der zuvor erhaltenen
Mehrschicht-Kunststoffolie 1 erzeugt werden, die zuvor
genannten Abfälle durch Auftrennen in mindestens zwei Schichten
wiedergewonnen werden.
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Um die Abfälle in mindestens zwei Schichten aufzutrennen,
ist es notwendig, die interlaminare Ablösefestigkeit der
Abfälle kleiner zu machen als die Bruchfestigkeit der
Basismaterialschicht, beispielsweise einer Polypropylenschicht. Wenn
die interlaminare Ablösefestigkeit der Abfälle größer ist als
die Bruchfestigkeit der Basismaterialschicht, bricht die
Basismaterialschicht, bevor das Abschälen bzw. Abheben beendet
ist, und die Ziele der vorliegenden Erfindung können nicht
erreicht werden.
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Es ist notwendig, die Ablösefestigkeit der
Klebeharzschicht geringer zu machen als die Bruchfestigkeit der
sauerstoffundurchlässigen Schicht oder des Klebeharzes.
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In der vorliegenden Erfindung werden im wesentlichen die
Abfälle in mindestens zwei Schichten aufgetrennt, und jede so
aufgetrennte Schicht wird zur entsprechenden Schicht
rückgewonnen. Da die Mehrschicht-Kunststoffolie 1 hinsichtlich
ihrer praktischen Verwendung eine notwendige und ausreichende
Haftfestigkeit (Ablösefestigkeit) aufweist, ist es nicht
leicht, die Schichten zu trennen.
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Untersuchungen der Temperaturabhängigkeit der
Haftfestigkeit von Klebeharzen ergaben, daß die Haftfestigkeit durch
Erhöhen der Temperatur soweit herabgesetzt werden kann, daß die
Schichten voneinander abgelöst werden können.
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D.h., das Ablösen umfaßt das Ablösen an den Grenzflächen
und das Ablösen durch Koagulation, und es wird angenommen, daß
die Haftfestigkeit eine komplexe Kraft einer intermolekularen
Kraft in der Grenzfläche zwischen einem Klebematerial und einem
zu bindenden Material und eine intermolekulare Kraft zwischen
Klebematerialien ist.
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Obwohl gefunden wurde, daß das Erhöhen der Temperatur
diese intermolekularen Kräfte wirksam schwächt, trifft dies in
dem Fall, daß das Material reakti:ve Gruppen enthält, nicht
immer zu. Wenn das Material eine reaktive Gruppe enthält,
steigt die zwischenmolekulare Kraft in der Grenzfläche zwischen
dem Klebematerial und dem zu bindenden Material bis zu einem
Grad an, der die Abnahme in der Koagulationskraft eines jeden
Materials übersteigt und folglich steigt die Haftfestigkeit
(Ablösefestigkeit).
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Wenn die Basismaterialschicht 3 aus Polypropylen
hergestellt ist, die Klebeharzschicht 4 ein Ethylen-Vinylacetat-
Copolymer oder ein Styrol-Isopren-Styrol-Copolymer ist, fällt
die Koagulationskraft der Klebeharzschicht 4 selbst abrupt bei
einem Anstieg der Temperatur. Somit tritt Koagulation durch
Abheben bzw. Ablösen ein und die Ablösefestigkeit fällt stark.
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Andererseits wird, wenn modifiziertes Polypropylen als die
Klebeharzschicht 4 und als die sauerstoffgasundurchlässige
Schicht 4 ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer verwendet wird, da
dazwischen reaktive Gruppen verbleiben, die Ablösefestigkeit
ziemlich ansteigen, wenn die Temperatur über eine bestimmte
Höhe steigt: selbst wenn das Polypropylen verdünnt wird, um
seine Haftkraft zu schwächen, kann dies nicht eliminiert
werden.
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Wenn Polypropylen als das Basismaterial-Harz und
modifiziertes Polypropylen als das Klebeharz verwendet wird, ist die
interlaminare Ablösefestigkeit sehr hoch, da sie eine gute
Kompatibilität aufweisen. Daher wird, auch wenn die Temperatur
steigt, die interlaminare Ablösefestigkeit niemals kleiner als
die Bruchfestigkeit des Basismaterialharzes.
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Um die interlaminare Ablösefestigkeit durch Erhöhen der
Temperatur zu erniedrigen, ist es daher wichtig, daß es keine
reaktiven Gruppen zwischen der Klebeharzschicht 4 und der
Basismaterialschicht 4 gibt und daß ihre Kompatibilität nicht
so gut ist.
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Wie zuvor beschrieben wurde, kann die interlaminare
Ablösefestigkeit durch Erhöhen der Temperatur (Heizen) kleiner
gemacht werden als die Bruchfestigkeit des Basismaterials.
Diese Heizvorrichtung ist nicht entscheidend, und es kann
beispielsweise eine Heizwalze, heiße Luft, Infrarot-Strahlen,
ein Heizgerät usw. verwendet werden. Die Heiztemperatur
variiert mit dem Harztyp usw. und ist schwierig absolut zu
bestimmen; es reicht aus, nicht über dem Erweichungspunkt der
Basismaterialschicht zu liegen. Wenn eine Klebeharzschicht 4
verwendet wird, ist es aus praktischen Gesichtspunkten bevorzugt,
daß die Temperatur des Klebeharzes 30 bis 70 ºC beträgt.
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In der Praxis ist es bevorzugt, auf eine solche Temperatur
zu erwärmen, daß die interlaminare Ablösefestigkeit nicht mehr
als 50 %, insbesondere nicht mehr als 20 % der Bruchfestigkeit
des Basismaterials bei normaler Temperatur beträgt. Wenn ein
Harz für Konsumgüter wie zuvor beschrieben verwendet wird,
reicht es in Verbindung mit diesem Wert aus, die
Ablösefestigkeit nicht größer als 5,0 kg/25 mm Breite einzustellen. Vom
Blickpunkt der Herstellung einer Ablösevorrichtung ist es
insbesondere bevorzugt, die Ablösefestigkeit nicht größer als
2,0 kg/25 mm Breite einzustellen.
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Dann werden Abfälle, die wie zuvor beschrieben erwärmt
wurden, aufgetrennt. Diese Trennung einer jeden Schicht wird
bevorzugt unter Verwendung einer Walze durchgeführt. Die
Verwendung einer Walze erlaubt eine kontinuierliche Trennung,
was vom industriellen Standpunkt her vorteilhaft ist. Die so
abgetrennte Basismaterialschicht 3 kann auf eine andere Walze
gewickelt oder sie kann selbst pulverisiert werden.
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Die Klebeharzschicht 4 wird von dem Harz, das eine geringe
Haftfestigkeit zu dem Klebeharz zeigt, abgetrennt (voneinander
abgelöst). Wenn eine sauerstoffgasundurchlässige Schicht 4
verwendet wird und wenn die Haftfestigkeit zwischen der
sauerstoffundurchlässigen Schicht 4 und der Klebeharzschicht 4
größer ist als die Haftfestigkeit zu der Basismaterialschicht
3, wird das Klebeharz zusammen mit dem
sauerstoffgasundurchlässigen Harz von dem Basismaterialharz abgelöst.
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Jede so getrennte Schicht wird im wesentlichen als die
jeweilige Schicht zurückgewonnen und wiederverwendet.
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D.h., die abgetrennte Basismaterialschicht 3 wird im
allgemeinen pulverisiert und dann als die Basismaterialschicht
zurückgewonnen. Es wird keine bedeutende Verschlechterung der
physikalischen Eigenschaften beobachtet, da sie aus demselben
Material sind. Andererseits ist es schwierig, die getrennten
Schichten, die aus der Klebeharzschicht und der
SauerStoffgasundurchlässigen Harzschicht 4 bestehen, zu
trennen. Daher kann durch Herstellen einer Mehrschicht-
Kunststoffolie mit einer neuen Konstruktion, wie im folgenden
gezeigt ist, durch Formen der abgetrennten Schicht, die die
Klebeharzschicht und die sauerstoffgasundurchlässige Schicht 4
umfaßt, durch die Verwendung eines separat bereitgestellten
Extruders eine wirksamere Wiederverwendung von Abfällen
realisiert werden, weil die so erhaltene Folie eine geeignete
Sauerstoffgasundurchlässigkeit aufweist.
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(i) PP/Klebeharz/Klebeharz + abgetrenntes
PVDC/Klebeharz/PVDC/Klebeharz/PP
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(ii) PP/Klebeharz/Klebeharz + abgetrenntes
PVDC/PVDC/Klebeharz/PP
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine wirksame
Wiederverwendung von Abfällen nahezu ohne Verschlechterung der
physikalischen Eigenschaften realisiert werden, und die Kosten
bei der Herstellung oder beim Formen der Folie können gesenkt
werden.
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Erfindungsgemäß ist es nicht notwendig, ein Additiv, ein
weißes Pigment und dergleichen zum Verhindern einer thermischen
Zersetzung zuzugeben.
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Wenn PP als ein Basismaterial verwendet wird, ist es,
anders als bei den herkömmlichen Basismaterialien, nicht
notwendig, ein PP niedriger Viskosität zu verwenden. D.h., da
hochviskoses PP verwendet werden kann, wird die Vakuumformung
einfach und darüber hinaus kann auf sehr ökonomische Weise eine
Mehrschichtfolie mit ausgezeichneten physikalischen
Eigenschaften hergestellt werden.
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Demgemäß ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung
industriell sehr nützlich.
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Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden
Beispiele näher erläutert.
Bezugsbeispiel 1
(1) Herstellung der Standard-Probe A
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Das Coextrusionsformen wurde unter Verwendung von drei
Extrudern, einem 3-Sorten-5-Schichten-Verteilerblock und einer
T-Form durchgeführt.
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Polypropylen (PP) (Idemitsu Polypro E-100G, Schmelzindex
(MI)=0,5 g/10 Minuten, hergestellt von Idemitsu Petrochemical
Co., Ltd.), ein Ethylen-Vinvlacetat-Copolymer (EVA) (Ultrasen
UE-634, hergestellt von Toso Co., Ltd.) als Klebeharz, und
Polyvinylidenchlorid (PVDC) (XOS 5253.16, hergestellt von Dow
Chemical Corp.) wurden jeweils gleichzeitig aus dem ersten
Extruder (65 mm Durchmesser), dem zweiten Extruder (50 mm
Durchmesser) und dem dritten Extruder (50 mm Durchmesser)
extrudiert und dann unter Verwendung des 3-Sorten-5-Schichten-
Verteilerblocks und der T-Form coextrusionsgeformt, um eine
Standard-Probe A einer Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm), die den
in Tabelle 1 angegebenen Aufbau aufweist, zu erhalten.
(2) Bestimmung der Ablösefestigkeit
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Eine streifenähnliche Probe (25 mm breit, 150 mm lang)
wurde von der Standard-Probe A abgeschnitten, um ein Teststück
herzustellen. Dieses Teststück wurde auf einem mit einem
Thermostaten ausgestatteten Zugtestgerät angebracht, und die
Ablösefestigkeit wurde 5 Minuten, nachdem die Temperatur des
Thermostaten einen vorher bestimmten Wert anzeigte, bestimmt.
Die Oberflächentemperatur der Klebeschicht des Teststückes
wurde unmittelbar nach dieser Bestimmung bestimmt und als
"Ablösefestigkeit-Meßpunkttemperatur" angegeben. Zu diesem
Zeitpunkt betrug die Ziehgeschwindigkeit 50 mm/Minute. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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-In dieser Probe trat das Ablösen zwischen PP und dem
Klebeharz EVA ein.
Bezugsbeispiel 2
(1) Herstellung der Standard-Probe B
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Eine Mehrschichtfolien-Standard-Probe B (Dicke 0,8 mm) mit
einem in Tabelle 1 angegebenen Aufbau wurde in derselben Weise
wie in Bezugsbeispiel 1 (1) hergestellt, mit der Ausnahme, daß
ein Styrol-Isopren-Styrol-Copolymer (SIS) (Tr-1107, hergestellt
von Shell Chemical Co., Ltd.) als das Klebeharz verwendet
wurde.
(2) Bestimmung der Ablösefestigkeit
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Eine streifenähnliche Probe wurde in derselben Weise wie
in Bezugsbeispiel 1 (2) hergestellt, mit der Ausnahme, daß die
Standard-Probe B, die zuvor in (1) erhalten wurde, verwendet
wurde, und die Ablösefestigkeit wurde bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 2 angegeben. In dieser Probe trat das Ablösen
zwischen PP und dem Klebeharz SIS ein.
Vergleichs- und Bezugsbeispiele
(1) Herstellung der Standard-Probe C
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Eine Mehrschicht-Standard-Probe C (0,8 mm), die einen in
Tabelle 1 angegebenen Aufbau aufweist, wurde in derselben Weise
wie in Bezugsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein
Gemisch aus 50 Gew.-% Maleinanhydrid-modifiziertem Polypropylen
(modifiziertes PP) (Idemitsu Polytack E-100, hergestellt von
Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) und 50 Gew.-% unmodifiziertem
Polypropylen (Idemitsu Polypro F-200S, hergestellt von Idemitsu
Petrochemical Co., Ltd.) als das Klebeharz verwendet wurde, und
ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) (Eval EP-F101B,
hergestellt von Kuraray Corp.) als das Barriereschichtharz
verwendet wurde.
(2) Bestimmung der Ablösefestigkeit
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Eine streifenähnliche Probe wurde in derselben Weise wie
in Referenzbeispiel 1 (2) hergestellt, mit der Ausnahme, daß
die zuvor in (1) erhaltene Standard-Probe C verwendet wurde,
und die Ablösefestigkeit wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 2 angegeben. In dieser Probe tritt das Ablösen zwischen
EVOH und modifiziertem PP als einem Klebeharz ein. In diesem
Beispiel wurde bei der Herstellung des Teststückes
unmodifiziertes PP mit modifiziertem PP gemischt, um die
Ablösefestigkeit herabzusetzen.
Tabelle 1
Erste Schicht (Basismaterialschicht)
Zweite Schicht (Klebeharzschicht)
Dritte Schicht (Barriereschicht)
Vierte Schicht (Klebeharzschicht)
Fünfte Schicht (Basismaterialschicht)
Schichtenverhältnis(vol%)
modifiziertes PP
Tabelle 2
Ablösefestigkeit (kg/25mm)
(Die Werte in Klammern geben die Oberflächentemperatur (ºC) der Klebeschicht an)
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Aus den Ergebnissen der vorherigen Proben A und B ist
ersichtlich, daß die Ablösefestigkeit mit einer Erhöhung der
Temperatur fällt. Als Grund hierfür wird angenommen, daß, wenn
die Temperatur steigt, die Koagulationskraft des Klebeharzes
selbst abrupt abnimmt und Ablösen durch Koagulation eintritt.
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Andererseits steigt die Ablösefestigkeit eher, wenn
reaktive Gruppen, wie in der Probe C, verbleiben, wenn die
Temperatur eine bestimmte Höhe überschreitet.
Beispiel 1
(1) Trennen der Folie
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Die in Bezugsbeispiel 1 (1) erhaltene Standard-Probe A
ließ man auf solche Weise durch Heizwalzen laufen, daß die
Oberflächentemperatur der Folie 70 ºC (Oberflächentemperatur
der Klebeschicht, etwa 50 ºC) betrug, und dann wurde in drei
Schichten (PP; EVA/PVDC/EVA; PP) unter Verwendung einer
Drehbzw. Rotationswalze, wie in Fig. 1 veranschaulicht,
aufgetrennt. Zu diesem Zeitpunkt betrug die interlaminare
Ablösefestigkeit zwischen der PP-Schicht und der EVA-Schicht in der
zweiten Schicht 0,12 kg/25 mm, und die Bruchfestigkeit der
PP-Schicht betrug 22,5 kg. Die Bruchfestigkeit der PVDC-Schicht
in der zweiten Schicht betrug 1,6 kg. Zu diesem Zeitpunkt wurde
die Folie in die PP-Schicht (PP-Folie) und die PVDC-Schicht,
die die Klebeharz-Schicht (EVA-Schicht) enthielt, aufgetrennt.
(2) Wiederverwendung der Folie
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Eine Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm) , die einen im
folgenden angegebenen Aufbau aufweist, wurde auf dieselbe Weise
wie in Bezugsbeispiel 1 (1) hergestellt, mit der Ausnahme, daß
die zuvor in (1) abgetrennte PP-Folie (im folgenden als
"rückgewonnenes PP" bezeichnet) mit einem herkömmlichen
Pulverisierungsgerät pulverisiert und dann mit PP als der
Basismaterial-Schicht in einem Verhältnis von 50 Gew.-%
gemischt wurde. Die physikalischen Eigenschaften dieser
Mehrschichtfolie wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 zusammen mit den Ergebnissen der Bestimmung der
physikalischen Eigenschaften der Standard-Probe A angegeben.
Als Ergebnis wurde gefunden, daß in der Mehrschichtfolie, im
Vergleich zur Standard-Probe A, nahezu keine Verschlechterung
der physikalischen Eigenschaften beobachtet wurde.
PP + rückgewonnenes PP/EVA/PVDC/EVA/PP + rückgewonnenes PP
Schichtverhältnis (Vol%) 45/ 3 / 4 / 3 /45
Beispiel 2
(1) Trennen der Folie
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Das Trennen der Folie wurde auf dieselbe Weise wie in
Beispiel 1 (1) durchgeführt, mit der Ausnahme, daß dieselbe
Standard-Probe A wie in Bezugsbeispiel 1 (1) verwendet wurde,
mit der Ausnahme, daß eine andere Polypropylen-Art verwendet
wurde, nämlich Idemitsu Polypro F-200S, MI=2,0 g/10 Minuten,
hergestellt von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.. Wie in
Beispiel 1 (1) wurde die Folie in drei Schichten aufgetrennt.
Die interlaminare Ablösefestigkeit zwischen der PP-Schicht und
der EVA-Schicht in der zweiten Schicht betrug 0,12 kg/25 mm,
die Bruchfestigkeit der PP-Schicht betrug 22,5 kg und die
Bruchfestigkeit der PVDC-Schicht in der zweiten Schicht betrug
1,6 kg.
(2) Wiederverwendung der Folie
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Eine Mehrschichtfolie wurde auf dieselbe Weise wie in
Beispiel 1 (2) hergestellt, mit der Ausnahine, daß die wie zuvor
in (1) aufgetrennte PP-Folie (rückgewonnenes PP) verwendet
wurde. Die Meßergebnisse der physikalischen Eigenschaften der
Folie sind in Tabelle 3 angegeben. Als Ergebnis wurde gefunden,
daß in dieser Mehrschichtfolie, im Vergleich zur Standard-Probe
A nahezu keine Verschlechterung der physikalischen
Eigenschaften beobachtet wurde.
Beispiel 3
(Wiederverwendung der Folie)
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Eine laminierte Folie aus drei Schichten, die EVA und PVDC
umfaßt, die in Beispiel 1 (1) aufgetrennt und zurückgewonnen
wurden (EVA/PVDC/EVA) und dasselbe Harz, das in Beispiel 1 (2)
verwendet wurde, wurden unter Verwendung einer Schnecke, die
ausschließlich für eine dünne Folie (Folie) bestimmt ist,
coextrudiert, um eine Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm)
herzustellen, die einen im folgenden angegebenen Aufbau aufweist. Zu
diesem Zeitpunkt wurde in Beispiel 1 (1) aufgetrenntes und
zurückgewonnenes PP (rückgewonnenes PP) zu der PP-Schicht in
einem Verhältnis von 50 Gew.-% zugemischt. Der verwendete
Verteilerblock genügte der folgenden Konstruktion. Die
Meßergebnisse der physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen
Mehrschichtfolie sind in Tabelle 3 angegeben. Diese
Mehrschichtfolie wies ausgezeichnete Sauerstoffgasundurchlässigkeit auf,
obwohl ihre optischen Merkmale denjenigen der Standard-Probe A
unterlegen waren.
EVA
PP+rückgewonnenes PP/EVA/ + /EVA/PVDC/EVA/PP+rückgewonnenes PP
PVDC
(rückgewonnen)
Schichtverhältnis (Vol.%) 40 / 3 / 7 / 3 / 4 / 3 / 40
Beispiel 4
(Wiederverwendung der Folie)
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Eine PP-Schicht, die kein rückgewonnenes PP enthielt,
wurde auf der Außenseite der Schicht, die das in Beispiel 1 (2)
rückgewonnene PP enthielt, angebracht, um eine 4-Sorten-
7-Schichten-Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm) herzustellen. Die
Meßergebnisse der physikalischen Eigenschaften der
Mehrschichtfolie sind in Tabelle 3 angegeben. Diese Mehrschichtfolie
wies physikalische Eigenschaften auf, die denjenigen der
Standard-Probe A äquivalent waren.
PP/PP+rückgewonnenes PP/EVA/PVDC/EVA/PP+rückgewonnenes PP/PP
Schichtverhältnis (Vol.%)
Beispiel 5
(1) Trennen der Folie
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Die im Bezugsbeispiel 2 (1) erhaltene Standard-Probe B
wurde in drei Schichten (PP; SIS/PVDC/SIS; PP) auf dieselbe
Weise wie in Beispiel 1 (1) aufgetrennt. Die interlaminare
Ablösefestigkeit zwischen der PP-Schicht und der SIS-Schicht in
der zweiten Schicht betrug 0,05 kg/25 mm, die Bruchfestigkeit
der PP-Schicht betrug 22,5 kg und die Bruchfestigkeit der
PVDC-Schicht in der zweiten Schicht betrug 1,6 kg.
(2) Wiederverwendung der Folie
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Eine Mehrschichtfolie mit einem im folgenden angegebenen
Aufbau (Dicke 0,8 mm) wurde auf dieselbe Weise wie in
Bezugsbeispiel 2 (1) hergestellt mit der Ausnahme, daß die zuvor in
(1) abgetrennte PP-Folie (rückgewonnenes PP) unter Verwendung
eines herkömmlichen Pulverisiergerätes pulverisiert und dann zu
PP als der Basismaterialschicht in einem Verhältnis von 50
Gew.-% zugemischt wurde. Die Meßergebnisse der physikalischen
Eigenschaften der Mehrschichtfo1ie sind in Tabelle 3 zusammen
mit den Meßergebnissen der physikalischen Eigenschaften der
Standard-Probe B angegeben. Diese Mehrschichtfolie wies
physikalische Eigenschaften auf, die denjenigen der Standard-Probe B
äquivalent sind.
PP+rückgewonnenes PP/SIS/PVDC/SIS/PP+rückgewonnenes PP
Schichtverhältnis (Vol.%)
Beispiel 6
(Wiederverwendung der Folie)
-
Eine laminierte Folie aus drei Schichten, die SIS und PVDC
umfaßt, die in Beispiel 5 (1) aufgetrennt und rückgewonnen
wurde (SIS/PVDC/SIS) und dasselbe Harz, das in Beispiel 5 (2)
verwendet wurde, wurden unter Verwendung einer Schnecke, die
ausschließlich für eine dünne Folie (Folie) bestimmt ist,
coextrudiert, um eine Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm) mit
folgendem Aufbau herzustellen. In der PP-Schicht wurde in
Beispiel 5 (1) getrenntes und rückgewonnenes PP (rückgewonnenes
PP) in einem Verhältnis von 50 Gew.-% zugemischt. Die
Meßergebnisse der physikalischen Eigenschaften der Mehrschichtfolie
sind in Tabelle 3 angegeben. Diese Mehrschichtfolie wies
ausgezeichnete Sauerstoffundurchlässigkeit auf, obwohl ihre
optischen Merkmale denjenigen der Standard-Probe B unterlegen
sind.
SIS
PP+rückgewonnenes PP/SIS/ + /SIS/PVDC/SIS/PP+rückgewonnenes PP
PVDC
(rückgewonnen)
Schichtverhältnis (Vol.%) 40 / 3 / 7 / 3 / 4 / 3 / 40
Vergleichsbeispiel 1
(Wiederverwendung von Abfällen)
-
Eine Mehrschichtfolie (Foliendicke 0,8 mm) mit dem im
folgenden angegebenen Aufbau wurde auf dieselbe Weise wie in
Bezugsbeispiel 1 (1) hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein
pulverisiertes Mehrschichtfolienprodukt, das durch
Pulverisieren der in Bezugsbeispiel 1 (1) erhaltenen Standard-Probe A zu
PP als der Basismaterialschicht in einem Verhältnis von 50
Gew.-% zugemischt wurde. Die Meßergebnisse der physikalischen
Eigenschaften der Mehrschichtfolie sind in Tabelle 3 angegeben.
In dieser Mehrschichtfolie wurden schwarze Flecken gebildet,
von denen angenommen wird, daß sie aus der thermischen
Zersetzung von PVDC stammende Kohlenstoff sind, und die Folie
färbte sich im Verlauf der Herstellung merklich gelb.
PP+pulverisiertes/EVA/PVDC/EVA/PP+pulverisiertes
Mehrschichtprodukt
Schichtverhältnis (Vol.%) 45 / 3 / 4 / 3 / 45
Vergleichsbeispiel 2
(Wiederverwendung von Abfällen)
-
Eine Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm) mit dem im folgenden
angegebenen Aufbau wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1
(1) hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein pulverisiertes
Mehrschichtfolienprodukt, das durch Pulverisieren der in
Beispiel 2 (1) erhaltenen Mehrschichtfolie erhalten wurde, (mit
der Ausnahme, daß eine andere Propylen-Sorte in der Standard-
Probe A verwendet wurde, nämlich Idemitsu Polypro F-200S) zu PP
als der Basismaterialschicht in einem Verhältnis von 50 Gew.-%
zugemischt wurde. Die Meßergebnisse der physikalischen
Eigenschaften der Mehrschichtfolie sind in Tabelle 3 angegeben.
Diese Mehrschichtfolie war, im Vergleich zur der in Beispiel 2
(1) erhaltenen Mehrschichtfolie merklich gelb gefärbt.
PP+pulverisiertes /EVA/PVDC/EVA/PP+pulverisiertes-
Mehrschichtfolienprodukt
Schichtverhältnis (Vol.%) 45 / 3 / 4 / 3 / 45
Vergleichsbeispiel 3
(Wiederverwendung von Abfällen)
-
Eine Mehrschichtfolie (Dicke 0,8 mm) mit dem im folgenden
angegebenen Aufbau wurde auf dieselbe Weise wie in
Bezugsbeispiel 2 (1) hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein
pulverisiertes Mehrschichtfolienprodukt, das durch Pulverisieren der
in Bezugsbeispiel 2 (1) erhaltenen Standard-Probe B erhalten
wurde, zu PP als der Basismaterialschicht in einem Verhältnis
von 50 Gew.-% gemischt wurde. In dieser Mehrschichtfolie
bildeten sich viele schwarze Flecken, von denen angenommen
wird, daß sie aus Kohlenstoff bestehen, der aus der thermischen
Zersetzung von PVDC stammt, und die Folie färbte sich im
Verlauf der Herstellung merklich gelb.
PP+pulverisiertes /SIS/PVDC/SIS/PP+pulverisiertes
Mehrschichtfolienprodukt
Schichtverhältnis (Vol.%) 45 / 3 / 4 / 3 / 45
Vergleichsbeispiel 4
-
Die in Vergleichs-Bezugsbeispiel 1 erhaltene Probe C ließ
man auf solche Weise durch Heizwalzen laufen, daß die
Folienoberflächentemperatur 70 ºC (Harztemperatur der Klebeschicht
etwa 50 ºC) betrug. Die interlaminare Ablösefestigkeit war
nicht vermindert, und es war nicht möglich, die Schichten
mühelos voneinander abzulösen.
-
In diesem Fall war daher die Rückgewinnung der Folie durch
Auftrennen unmöglich.
Tabelle 3
Elastizitätsmodule aus Zugversuch (kg/cm²)
Elongation (%)
Olsen-Steifheit (kg/cm²)
Schlagzähigkeit aus Zugversuch (MD/TD) (kg cm/cm²)
Grad der Sauerstoffdurchlässigkeit (ml/m² 24Std.)
YI-Wert
Trübung (%)
Aussehen der Folie
gut
Vergleichsbeispiele
Standard-Probe
Rückgewinnung durch Ablösen unmöglich
Gelbfärbung, Kohlenstoffbildung
Vergleichs-Bezugsbeispiel 2
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Polypropylen (PP) (Idemitsu Polypro E-100G, hergestellt
von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) und Polyethylen hoher
Dichte (HDPE) (Idemitsu Polyethylen 440M, hergestellt von
Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) wurden coextrudiert, um eine
1 mm dicke Zwei-Schichten-Folie herzustellen. Eine
streifenähnliche Probe (25 mm Breite x 150 mm Länge) wurde von der
Zwei-Schichten-Folie abgeschnitten und ihre interlaminare
Ablösefestigkeit bei normaler Temperatur (23 ºC) bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Zum Zeitpunkt der
Bestimmung wurden die beiden Schichten voneinander ohne Bruch
getrennt.
Bezugsbeispiel 3
-
Von einer wie in Vergleichs-Bezugsbeispiel 2 erhaltenen
streifenähnlichen Probe wurde bei 60 ºC die interlaminare
Ablösefestigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4
angegeben. Zum Zeitpunkt der Bestimmung wurden die beiden
Schichten voneinander ohne Bruch getrennt.
Vergleichs-Bezugsbeispiel 3
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Hochschlagzähes Polystyrol (HIPS) (Idemitsu Styrol ET-61,
hergestellt von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), ein
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) (Utrasen (UE-634,
hergestellt von Toso Co., Ltd.) und Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
(Idemitsu Polyethylen 440 M, hergestellt von Idemitsu
Petrochemical Co., Ltd.) wurden coextrudiert, um eine 1 mm
dicke Mehrschichtfolie herzustellen. Eine 25 mm breite x 150 mm
lange streifenähnliche Probe wurde von der Mehrschichtfolie
abgeschnitten und die interlaminare Ablösefestigkeit zwischen
HIPS und EVA bei normaler Temperatur (23 ºC) bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Zum Zeitpunkt der
Bestimmung wurden die Schichten voneinander ohne Bruch
getrennt.
Bezugsbeispiel 4
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Von der in Vergleichs-Bezugsbeispiel 3 erhaltenen
streifenähnlichen Probe wurde bei 60 ºC die interlaminare
Ablösefestigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4
angegeben. Zum Zeitpunkt der Messung wurden die beiden Schichten
voneinander getrennt, wobei Bruch auftrat.
Tabelle 4
Mehrschichtenaufbau (Schichtdicke (µ))
Heiztemperatur (ºC)
Abhebefestigkeit (kg/25 mm Breite)
Vergleichs-Bezugsbsp.
Bezugsbsp.
(Raumtemperatur)