DE69910612T2

DE69910612T2 - Verfahren zur herstellung von pelletiertem polyolefin

Info

Publication number: DE69910612T2
Application number: DE69910612T
Authority: DE
Inventors: Karin Knudsen; Marie Anne FATNES; Magne Due; Olav Hole
Original assignee: Borealis Technology Oy
Current assignee: Borealis Technology Oy
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: ATE247544T1; AU1671400A; BR9916087B1; CN1231338C; EP1137521A1; JP4249907B2; AU747783B2; BR9916087A; US6573314B1; WO2000035646A1; DE69910612T3; DE69910612D1; ES2203219T3; KR100618483B1; KR20010093151A; CN1329536A; JP2002532279A; EP1137521B1; ES2203219T5; EP1137521B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines pelletierten bzw. granulierten Polyolefins für das Rotationsformen.
Das Rotationsformen ist ein Formgebungsverfahren, bei dem ein partikelförmiges Polymer, das Formpulver, in eine Form gefüllt wird, die in einem Ofen gegeben und gedreht wird, so daß das Polymer schmilzt und die Innenseite der Form überzieht. Um sicherzugehen, daß das Formprodukt mängelfrei ist, muß das Formpulver eine relativ geringe Partikelgröße aufweisen und sollte vorzugsweise eine einheitliche Partikelgröße und Zusammensetzung aufweisen. Im allgemeinen beträgt die Partikelgröße etwa 300 μm. Wenn das Formpulver, so wie es üblich ist, Farbmittel oder andere Zusätze, zum Beispiel Stabilisatoren, enthalten soll, wird das Formpulver herkömmlich hergestellt, in dem das Polymergranulat, das aus einem stabilisierten Pulver mit Reaktorqualität extrudiert worden ist, d. h. Granulat mit normalerweise einer Größen von 3 bis 6 mm, bis zur exakten Partikelgröße für das Rotationsformen gemahlen wird, wobei die Farben oder die anderen Zusätze gewöhnlich mit dem Polymergranulat zugesetzt oder in das gemahlene Formpulver gemischt werden. Neben den hohen Kosten ist das Mahlverfahren laut und staubig, und das Mahlverfahren stellt für den Arbeiter im allgemeinen eine unangenehme Umgebung dar.
Es ist möglich, das Polymer und die Zusätze mit einem Extruder zu mischen und Granulat zu extrudieren, das Polymer und Zusätze enthält. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Granulat für das Rotationsformen nicht akzeptabel ist, da die Oberfläche des entstehenden Formpro duktes mit kleinen Löchern, "nadelfeinen Löchern", überzogen ist.
Wir haben nunmehr festgestellt, daß beim Rotationsformen extrudiertes Mikrogranulat verwendet werden kann, wenn dessen Wassergehalt auf weniger als 0,1 Gew.-% (10³ ppm) oder mehr, vorteilhafterweise weniger als 200 ppm verringert ist. Auf diese Weise kann der teure und für den Arbeiter unangenehme Mahlschritt des herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung von Formpulver für das Rotationsformen vermieden werden. Außerdem läßt sich das Mikrogranulat leichter handhaben als gemahlenes Pulver und zum Beispiel aufgrund des Fließvermögens im trockenen Zustand mit herkömmlichen Fördersystemen leichter transportieren. Da es eine höhere Schüttdichte hat, hat das Mikrogranulat außerdem sowohl in bezug des Lager- und Transportvolumens als auch in bezug auf den Rotationsformprozeß selbst einen Vorteil.
Nach einem Gesichtspunkt stellt die Erfindung eine Zusammensetzung für das Rotationsformen bereit, die ein granuliertes Olefinpolymer umfaßt, das eine Partikelgrößenverteilung D(v, 0,5) von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,9 mm, insbesondere 0,3 bis 0,8 mm, einen Wert für das Verhältnis zwischen D(v, 0,9) – D(v, 0,1) und D(v, 0,5) von nicht mehr als 1, vorzugsweise nicht mehr als 0,8, zum Beispiel 0,45 bis 0,70, und inen Wassergehalt von weniger als 0,1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 200 ppm, stärker bevorzugt weniger als 150 ppm, insbesondere weniger als 100 ppm, zum Beispiel 10 bis 200 ppm, insbesondere 30 bis 140 ppm aufweist.
Dieses sehr trockene Mikrogranulat kann durch ein Misch-, Granulier- und Trocknungsverfahren hergestellt werden, und das bildet einen weiteren Gesichtspunkt der Erfindung.
Nach diesem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrogranulatzusammensetzung für das Rotationsformen bereit, wobei das Verfahren umfaßt:
Herstellen eines Gemischs aus einem Polyolefin und gegebenenfalls, jedoch vorzugsweise mindestens einem Zusatz, zum Beispiel einem oder mehreren, ausgewählt aus Farbmitteln, Stabilisatoren (zum Beispiel Wärme- oder Strahlungsstabilisatoren), Antioxidantien, UV-Absorptionsmitteln, Antistatika, Gleitmitteln und Füllstoffen (zum Beispiel organische Füllstoffe);
Extrudieren des Gemischs in Form einer Schmelze durch Öffnungen in einer Düse;
Granulieren des durch die Öffnungen extrudierten Gemischs, wodurch ein Mikrogranulat erzeugt wird, das eine Partikelgrößenverteilung D(v, 0,5) von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,9 mm usw. und einen Wert für das Verhältnis zwischen D(v, 0,9) – D(v, 0,1) und D(v, 0,5) von nicht mehr als 1, vorzugsweise nicht mehr als 0,8 aufweist;
Trocknen des Mikrogranulats bis zu einem restlichen Wassergehalt von nicht mehr als 0,1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 200 ppm usw.; und
falls erforderlich Verpacken des Mikrogranulats, zum Beispiel in wasserdichten Behältern oder in mikroperforierten Behältern, die anschließend mit einer Umhüllung aus einer Schrumpfverpackung überzogen werden können.
Aufgrund des Granulierverfahrens werden irgendwelche Zusätze (zum Beispiel Stabilisatoren (zum Beispiel Wärme- oder Strahlungsstabilisatoren, wie UV-Stabilisatoren, insbesondere HALS (Lichtstabilisatoren in Form eines gehinderten Amins)), Farbmittel, Antistatika, Antioxidantien (zum Beispiel phenolische und phosphitische Antioxidantien), Gleitmittel usw.) in dem Gemisch, das granuliert wird, im entstehenden Granulat für das Rotationsformen sehr gleichmäßig verteilt. Das führt zu einer starken Homogenität innerhalb der und zwischen den Granulatkörnern. Das ist für das Rotationsformen sehr wichtig, da das Rotationsformverfahren selbst keinen Extrusionsschritt beinhaltet und somit nicht selbst dazu führen kann, daß die Verteilung der Zusätze gleichmäßig wird.
Typischerweise werden Zusätze, wie Antioxidantien, Gleitmittel und UV-Stabilisatoren in Mengen von etwa 100 bis 5000 ppm, zum Beispiel 500 bis 2500 ppm, bezogen auf das gesamte Polymergewicht, verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auf kontinuierlicher Basis durchgeführt werden, obwohl das Trocknungsverfahren diskontinuierlich durchgeführt werden kann, indem mit Chargen von Mikrogranulat aus einem kontinuierlich arbeitenden Granulator gearbeitet wird. Auf diese Weise kann die Funktionsfähigkeit (der Prozentsatz der Zeit, in dem das Verfahren in Betrieb ist) dieses Verfahrens mindestens 95% betragen. Eine Funktionsfähigkeit von mindestens 95% ist für ein großtechnisches industrielles Herstellungsverfahren einer Polymerformzusammensetzung erwünscht.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt gibt die Erfindung die Verwendung von Mikrogranulatzusammensetzungen dieser Erfindung oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten beim Rotationsformen an. Nach einem weiteren Gesichtspunkt stellt die Erfindung auch ein Rotationsformverfahren bereit, bei dem eine partikelförmige Polymerzusammensetzung umgeformt wird, um ein Formprodukt zu erzeugen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Zusammensetzung eine Mikrogranulatzusammensetzung gemäß dieser Erfindung oder eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte verwendet wird.
Das Rotationsformen ist eine gut eingeführte Technik (siehe zum Beispiel SE-A-9203167), und das erfindungsgemäße Mikrogranulat kann in einer herkömmlichen Ausrüstung für das Rotationsformen verwendet werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist das erste Beschickungsmaterial im allgemeinen ein trockenes Polyolefin (zum Beispiel Homo- oder Copolymere von C_2-10-1-Olefinen, insbesondere Homo- oder Copolymere von Ethylen oder Propylen, insbesondere Ethylen) in granulierter oder nicht granulierter Form, gegebenenfalls ein Polymer mit Reaktorqualität oder ein geschmolzenes Polymer. Das Polyolefin kann typischerweise nach einem Polymerisationsverfahren hergestellt werden, das von Ziegler-Natta- oder auf Chrom basierenden oder Metallocen- oder anderen Katalysatoren mit einer einzigen aktiven Stelle katalysiert wird. Das Polyolefin kann eine enge oder breite Molekulargewichtsverteilung haben; eine enge Molekulargewichtsverteilung, zum Beispiel weniger als 4, ist jedoch bevorzugt. Das Polyolefin hat geeigneterweise einen MFR_2,16-Wert im Bereich von 2 bis 10, insbesondere 3 bis 6. PE mit einer Dichte von 950 bis 920 kg/m³ ist besonders bevorzugt.
Das erste Beschickungsmaterial hat typischerweise eine Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und 30°C.
Irgendein Farbmittel wird vorzugsweise in Form einer Vormischung, d. h. bereits mit einem Polymer gemischt, m allgemeinen das gleiche oder ein ähnliches Polymer wie das erste Beschickungsmaterial, verwendet. In dieser Hinsicht ist die Verwendung von LDPE bequem. Das Farbmittel kann ein anorganisches oder organisches Material sein, wie sie herkömmlich in Polyolefin-Formprodukten verwendet werden. Ruß ist besonders bevorzugt.
Das erste Beschickungsmaterial, das Farbmittel und irgendwelche anderen gewünschten Zusätze, zum Beispiel Strahlungsstabilisatoren, Antioxidantien, Antistatika usw., können einem Extruder, einem Mischer oder einer Pumpe für Schmelze mit einem Steuersystem zugeführt werden, das sichert, daß die Komponenten im gewünschten Verhältnis homogen gemischt werden. Das erste Beschickungsmaterial macht im allgemeinen mindestens 60 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 80 Gew.-% des entstehenden Gemischs aus, und dieses Gemisch ist mindestens 85 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% Polyolefin. Somit können zum Beispiel 99 bis 80 Gew.-% partikelförmiges HDPE und 1 bis 20 Gew.-% einer Ruß-Vormischung, die 40 Gew.-% Ruß in LDPE enthält, mit zwei Masseverlust-Beschickungseinrichtungen einem Extruder zugeführt werden.
In Abhängigkeit von den Erfordernissen des Mischens und davon, ob das Polymer bereits geschmolzen ist, können ein Mischer, ein Extruder oder eine Pumpe für Schmelze verwendet werden, um die Komponenten zu mischen und den Druck aufzubauen, der erforderlich ist, um einen geeigneten Fluß durch die Öffnungen der Düse zu sichern. Das Mischen beinhaltet im allgemeinen das Zuführen der Zusätze aus einem oder mehreren Speicherbehältern unter Bedingungen mit einem geregelten Fluß (zum Beispiel mit geeignet geregelten Ventilen und Pumpen, falls erforderlich). Die Zusätze und das Polymer werden einem Mischer/einer Homogenisiervorrichtung zugeführt, um einen homogenen Beschickungsstrom für den Extruder zu erzeugen. Falls erforderlich, können die Zusätze mit einem Teil des Polymers gemischt werden, um eine Zusatz-Vormischung zu bilden, und diese kann dem Extruder zusammen mit dem restlichen Polymer zugeführt werden. Das kann das Einführen der Vormischung in das Polymer durch einen Begleitextruder beinhalten. Der Druck an der Extrusionsdüse kann für das gesamte Gemisch zum Beispiel bis zu 550 bar betragen; im allgemeinen liegt er jedoch zwischen 100 und 300 bar. Die Temperatur dieses Gemischs beim Erreichen der Düsenplatte hängt von dem bestimmten verwendeten Polymer ab, sollte jedoch ausreichend hoch sein, damit das Polymer durch die Düse hindurchgeht, und sollte so gering wie möglich gehalten werden, um einen Abbau des Polymers zu vermindern oder zu vermeiden.
Die Düsenplatte sollte eine Form haben, die dem Druck widerstehen kann, der für die Extrusion des geschmolzenen Polymers erforderlich ist, und die Öffnungen sollten einen Durchmesser aufweisen, so daß das Mikrogranulat mit der gewünschten Größe erzeugt wird. Die Durchmesser der Öffnungen liegen im allgemeinen im Bereich von 0,05 bis 1,0 mm, stärker bevorzugt von 0,1 bis 0,8 mm, noch bevorzugter von 0,2 bis 0,4 mm. Für ein industrielles großtechnisches Verfahren enthält die Düsenplatte geeigneterweise eine Vielzahl solcher Öffnungen, zum Beispiel 1000 bis 50000, und kann mindestens 0,25 t/h, stärker bevorzugt mindestens 1 t/h extrudieren.
Der Granulator kann geeigneterweise ein Unterwasser-Granulator sein, der so arbeitet, daß eine Schnittvorrichtung in Gegenwart von Wasser über die stromabwärtige Seite der Düsenplatte rotiert, wobei das Wasser die Schmelze kühlt, wodurch sie schnell fest wird. Die Geschwindigkeit, mit der der Granulator arbeitet, wird nach der Größe der Düsenplatte und der Anzahl der Öffnungen und so ausgewählt, daß die gewünschte Größe und Form des Granulats erreicht werden. Für die Herstellung von Mikrogranulat kann es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich sein, größere Wassermengen für den Granulator zu verwenden, als es für die Herstellung von größerem Granulat notwendig ist, und folglich hat die den Granulator verlassende Zusammensetzung im allgemeinen einen sehr hohen Wassergehalt, zum Beispiel 95 bis 99 Gew.-%, noch allgemeiner 97 bis 98 Gew.-%.
Diese wäßrige Zusammensetzung wird vorzugsweise gesiebt, um Klumpen zu entfernen, und dann einem groben Entwässerungsverfahren unterzogen, zum Beispiel durch den Durchgang durch eine Einrichtung zum Vorverdicken, ein konisches Sieb, an dessen Oberseite die Zusammensetzung tangential eintritt und das Wasser läuft durch die Öffnungen (zum Beispiel 0,15 × 2 mm) ab, die klein genug sind, um das Hindurchgehen des Mikrogranulats zu verhindern. Das Mikrogranulat wird durch eine Leitung an der Unterseite des Siebs entfernt. Das sollte den Wassergehalt wünschenswerterweise auf 50 bis 80 Gew.-% verringern. Das entfernte Wasser kann zum Granulator rezirkuliert werden.
Die noch wäßrige Mikrogranulatzusammensetzung kann dann einem zweiten Entwässerungsverfahren unterzogen werden, um den Wassergehalt zum Beispiel auf 1 bis 10 Gew.-% zu verringern. Das kann typischerweise dadurch erreicht werden, daß eine Zentrifuge, zum Beispiel eine Schubzentrifuge, verwendet wird. Das entfernte Wasser kann wiederum zum Granulator rezirkuliert werden. Die Rotationsgeschwindigkeit und die Verweilzeit in der Zentrifuge können so ausgewählt werden, daß der gewünschte Entwässerungsgrad erreicht wird, und hängen von der Größe des Mikrogranulats, der Größe der Zentrifuge und der Beladung der Zentrifuge ab. Typischerweise ist eine Kraft g von 300 bis 800 g erforderlich, und die Verweilzeit liegt in der Größenordnung von 1 Minute, zum Beispiel < 4 Minuten.
Auf diese Weise kann der Wassergehalt bis zu einem größeren Ausmaß verringert werden, ohne das Trockner verwendet werden, die auf der Basis des Erwärmens arbeiten.
Die Verringerung des Wassergehalts der entstehenden teilweise getrockneten Zusammensetzung bis zu einem Wert, der für das Rotationsformen erwünscht ist, kann dann durch einen oder mehrere weitere Trocknungsschritte erreicht werden, zum Beispiel durch die Verwendung eines Wirbelbett-Trockners, in dem erwärmtes Gas (zum Beispiel Luft) durch ein Wirbelbett des Mikrogranulats geleitet wird, oder durch die Verwendung eines Schnelltrockners.
Bei der Verwendung eines Wirbelbett-Trockners mit einer Temperatur der zugeführten Luft von etwa 95°C und einer Auslaßtemperatur von etwa 75°C liegt die erforderliche Verweilzeit wiederum im allgemeinen in der Größenordnung von Minuten, zum Beispiel 7 bis 13 Minuten.
Der Wassergehalt des Granulats kann nach dem Karl-Fischer-Verfahren gemessen werden. Folglich wird 1 g einer Probe in einem Ofen auf 180°C erwärmt, das verdampfte Wasser wird in eine KF-Lösung gedrückt, und das Wasser wird titriert und als ppm berechnet.
Nachdem das Mikrogranulat bis zum gewünschten Wert getrocknet worden ist, wird es wünschenswerter Weise gesiebt, um die groben und falls erforderlich die Feinstofffraktionen zu entfernen.
Das getrocknete und gesiebte Mikrogranulat kann dann zum Beispiel durch ein normales pneumatisches Fördersystem befördert werden, damit es abgepackt und aufbewahrt wird. Nach dem letzten Trocknungsschritt, zum Beispiel bei der Beförderung, Aufbewahrung und dem Verpacken, wird das Mikrogranulat vorzugsweise unter trockenen Bedingungen gehalten, um zu verhindern, daß der Feuchtigkeitsgehalt auf einen unerwünschten Wert ansteigt. Außerdem ist es bevorzugt, daß die in dieser Stufe verwendete Rohrleitung so ausgewählt und angeordnet wird, daß eine elektrostatische Aufladung des Mikrogranulats und die Nachteile vermieden werden, die dadurch entstehen könnten, zum Beispiel eine Querverunreinigung zwischen aufeinanderfolgenden Produktchargen der gleichen Anlage.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefingranulat für das Rotationsformen bereit, wobei die Vorrichtung umfaßt:

i) einen Mischer, der so angeordnet ist, daß ein Gemisch von einem Polyolefin und mindestens einem Zusatz bereitgestellt wird;
ii) einen Extruder und einen Granulator, die so angeordnet sind, daß das Gemisch extrudiert und granuliert wird;
iii) eine Zentrifuge, die so angeordnet ist, daß das Gemisch entwässert wird; und
iv) ein Wirbelbettrockner, der so angeordnet ist, daß das entwässerte Gemisch, zum Beispiel auf einen Wassergehalt von nicht mehr als 1 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 0,1 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 200 ppm usw., getrocknet wird.

In dieser Vorrichtung sind der Extruder und der Granulator vorzugsweise so angeordnet, daß ein Granulat mit einer Partikelgrößenverteilung D(v, 0,5) von 0,1 bis 1 mm und einem Wert für das Verhältnis zwischen D(v, 0,9) – D(v, 0,1) und D(v, 0,5) von nicht mehr als 1 erzeugt wird. Außerdem wird das überschüssige Wasser vorzugsweise vor dem Zentrifugieren, zum Beispiel in einer Einrichtung zum Vorverdicken, wie sie vorstehend beschrieben ist, aus dem granulierten Gemisch abgelassen.
Da das erfindungsgemäße Mikrogranulat somit trocken ist, können damit durch Rotationsformen hergestellte Produkte ohne Porenbildung und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche, die zu schlechten mechanischen Eigenschaften und einem unvorteilhaften Aussehen führen, erzeugt werden.
Ein Vergleich von durch Rotationsformen hergestellten Produkten, die mit diesem Granulat für das Rotationsformen erzeugt wurden, zeigte, daß die Anzahl der sichtbaren "nadelfeinen Löcher" (Löcher, die durch Lichtmikroskopie an der Oberfläche des Produktes zu erkennen sind und einen Durchmesser von mindestens 100 μm haben) abnimmt, wenn der Wassergehalt des Granulats verringert wird, so daß bei einem Wassergehalt von weniger als etwa 150 ppm (Gew.) durch Lichtmikroskopie keine nadelfeinen Löcher mehr sichtbar waren. Zwischen 270 und 160 ppm nahm die Anzahl der durch Lichtmikroskopie sichtbaren nadelfeinen Löcher um einen Faktor von etwa 34 ab. Bei 80 ppm waren auf einer Testfläche mit 195 mm × 195 mm keine nadelfeinen Löcher sichtbar. Die Dichte der nadelfeinen Löcher an der Oberfläche kann leicht festgestellt werden, indem die Anzahl der nadelfeinen Löcher mit einem Durchmesser von 100 μm oder mehr auf einer Fläche (zum Beispiel 10 bis 50 cm²) des durch Rotationsformen hergestellten Produktes, zum Beispiel durch Lichtmikroskopie, gezählt wird. Nach einem weiteren Gesichtspunkt stellt die Erfindung somit einen durch Rotationsformen hergestellten Gegenstand aus einem Polymer (zum Beispiel Polyolefin) mit einer Dichte der nadelfeinen Löcher an seiner Oberfläche von weniger als 10/cm², vorzugsweise weniger als 5/cm², stärker bevorzugt weniger als 1 cm/² bereit.
Wie vorstehend erwähnt, hat das erfindungsgemäße Granulat einen besseren Fluß im trockenen Zustand und eine bessere Schüttdichte im Vergleich mit äquivalenten Polymeren in gemahlener Form. Bei einem Polymer hatte folglich das erfindungsgemäße Granulat Werte für den Fluß im trockenen Zustand und die Schüttdichte (gemäß ASTM-D 1895–89) von 14 s/100 g und 476 kg/m³, verglichen mit den Werten 22 s/100 g und 360 kg/m³ für das gemahlene Polymer.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der folgenden nicht begrenzenden Beispiele und der beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 ein Fließschema ist, das die Verfahrensstufen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
2 bis 4 Kurven für die Partikelgrößenverteilung für Beispiele von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind; und
5 und 6 Bilder der Lichtmikroskopie von Oberflächen von zwei durch Rotationsformen hergestellten Produkten sind.
Siehe 1; das Polymer wird aus Speichern dem Beschickungsbehälter 1 des Extruders zugeführt, und die Ruß-Vormischung wird aus dem Speicherbehälter 2 dem Beschickungsbehälter 3 des Extruders zugeführt. Aus dem Beschickungsbehälter 1 wird das Polymer durch eine übliche Gewichtsverlust-Beschickungseinrichtung 6 dem Extruder 5 zugeführt. Die Vormischung wird aus dem Behälter 3 einer Gewichtsverlust-Beschickungseinrichtung 4 und danach dem Extruder 5 zugeführt. Falls erforderlich können andere Zusätze, zum Beispiel in Form einer Vormischung, eingemischt werden, gegebenenfalls zusammen mit der Ruß-Vormischung oder aus unabhängigen parallelen Beschickungseinrichtungen (nicht gezeigt). Der Extruder 5 kann ein Standardextruder sein, der von Werner & Pfleiderer (zum Beispiel ZSK70MC), Berstorff oder Kobe Steel (zum Beispiel Hyperktx 59 xht) erhältlich ist. Im Extruder 5 werden das Polymer und die Vormischung gemischt, in eine geschmolzene Form gebracht und durch die Zahnradpumpe 7 durch eine Düsenplatte in den Granulator 8 geleitet, der mit Wasser für den Granulator aus dem Wasserbehälter 9 beschickt wird. Geeignete Düsenplatten sind von BKG oder Gala erhältlich.
Das ein wäßriges Mikrogranulat enthaltene Produkt, das vom Granulator 8 erzeugt worden ist, wird durch einen Klumpenfänger 15 in die wie vorstehend beschriebene Einrichtung 10 zum Vorverdicken geleitet. Geeignete Einrichtungen zum Vorverdicken sind von Krauss-Mafei (zum Beispiel EC800) erhältlich. Das abgetrennte Wasser wird zum Behälter 9 zurückgeführt, und die konzentrierte wäßrige Mikrogranulatzusammensetzung wird in die Schubzentrifuge 11 geleitet. Geeignete Zentrifugen sind von Krauss-Mafei (zum Beispiel SZ32) erhältlich. Das von der Zentrifuge entfernte Wasser wird zum Behälter 9 zurückgeleitet, und das zentrifugierte Mikrogranulat wird zu einem Wirbelbett-Trockner 12 geleitet. Geeignete Wirbelbett-Trockner sind von Buhler (zum Beispiel OWTG160) oder Niro A/S (zum Beispiel Vibro-Fluidizer) erhältlich. Das getrocknete Mikrogranulat aus dem Trockner 12 wird mit dem Sieb 13 gesiebt und von pneumatischen Förderein richtungen 14 gefördert, damit es aufbewahrt und/oder abgepackt wird.
BEISPIEL 1
Ein Gemisch aus 94 Gewichtsteilen HDPE (Borecene ME8168 (MFR₂ = 6, Dichte = 934 g/l, enthält Antioxidantien, UV-Stabilisatoren und Gleitmittel in Mengen von etwa Teilen pro Tausend (auf das Gewicht bezogen) von Borealis) und 6 Gewichtsteilen einer Ruß-Vormischung (enthält 60 Gew.-% LDPE und 40 Gew.-% Ruß) wurde als Schmelze mit etwa 250°C durch eine Düsenplatte extrudiert und granuliert, die Öffnungen von 0,4 mm aufwies und wurde auf etwa 290°C erwärmt. Proben des entstehenden Granulats wurden bis zu einem restlichen Wassergehalt zwischen 60 und 200 ppm getrocknet.
Die Partikelgrößenverteilung, die in 2 gezeigt ist, wurde mit einem Partikelgrößen-Analysegerät von Malvern Instruments gemessen. Die Partikelgrößenverteilung betrug D(v, 0,9) 797 μm, D(v, 0,1) 462 μm und D(v, 0,5) 642 μm, d. h. (D(v, 0,9) – D(v, 0,1))/(D/v, 0,5)) = 0,52.
Analog wurden zwei weitere Mikrogranulatproben hergestellt, im ersten Fall unter Verwendung einer Düsenplatte mit Öffnungen mit 0,3 mm und im zweiten Fall mit Borecene ME 8166 (MFR₂ = 3, Dichte = 940 g/l) anstelle von ME8168 und mit einer Düsenplatte mit Öffnungen mit 0,3 mm. Die Partikelgrößenverteilungen, die in den 3 bzw. 4 gezeigt sind, lauteten: D(v, 0,9) 701 μm, D(v, 0,1) 410 μm und D(v, 0,5) 510 μm (d. h. ((D(v, 0,9) – D(v, 0,1))/D(v, 0,5) = 0,57) und D(v, 0,9) 740 μm, D(v, 0,1) 410 μm und D(v, 0,5) 523 μm (d. h. ((D(v, 0,9) – D(v, 0,1))/D(v, 0,5) = 0,63).
BEISPIEL 2
Dichte der nadelfeinen Löcher
Mikrogranulat, das analog dem von Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde bis zu einem Wassergehalt von 80 bis 7000 ppm (auf das Gewicht bezogen) erneut hydratisiert. Der Wassergehalt wurde nach dem Karl-Fischer-Verfahren (für einen geringeren Wassergehalt) und durch Gravimetrie (für einen höheren Wassergehalt) gemessen.
Mit unterschiedlichen Proben wurden mit einer Rotationsformvorrichtung Rotospeed E-60 bei einer Ofentemperatur von 270°C würfelförmige Kästen hergestellt. In jedem Fall wurde die gleiche Fläche des Kastens abgeschnitten und gereinigt. Eine Maske mit acht Fenstern mit 14 mm × 18 mm wurde auf die geschnittene und gereinigte Fläche gelegt und mit einem Makroskop Wild Photo M420 mit ringförmiger Ausleuchtung wurde eine Digitalaufnahme von jedem Fenster gemacht und in einen Computer eingegeben. Die Bilder wurden bearbeitet, um die Anzahl der nadelfeinen Löcher mit einem Durchmesser von mehr als 100 μm an der Oberfläche zu bestimmen. Die 5 und 6 zeigen diese Bilder von Oberflächen, die bei Mikrogranulat mit einem Wassergehalt von 270 ppmw und 160 ppmw gemacht wurden. Wie ersichtlich ist, können bei einem Wassergehalt von 160 ppmw praktisch keine nadelfeinen Löcher nachgewiesen werden.

Claims

Zusammensetzung für das Rotationsformen, die ein granuliertes Olefinpolymer umfaßt, das eine Partikelgrößenverteilung D(v, 0,5) von 0,1 bis 1 mm, einen Wert für das Verhältnis zwischen D(v, 0,9) – D(v, 0,1) und D(v, 0,5) von nicht mehr als 1 und einen Wassergehalt von weniger als 0,1 Gew.-% aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einem Verhältnis D(v, 0,9) – D(v, 0,1)/D(v, 0,5) von bis zu 0,8.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit einem Wassergehalt von weniger als 200 ppmw.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit einem Wassergehalt von weniger als 150 ppmw.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit einem Wassergehalt von weniger als 100 ppmw.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die mindestens einen Zusatz aufweist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die mindestens einen Zusatz aufweist, der aus Farbmitteln, Stabilisatoren, Antioxidantien, UV-Absorptionsmitteln, Antistatika, Gleitmitteln und Füllstoffen ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei der zumindest eine Zusatz innerhalb des Granulats des granulierten Polymers homogen verteilt ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Olefin ein Homo- oder Copolymer von Ethylen oder Propylen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Mikrogranulatzusammensetzung für das Rotationsformen, wobei das Verfahren umfaßt: Herstellen eines Gemischs aus einem Polyolefin und gegebenenfalls mindestens einem Zusatz; Extrudieren des Gemischs in Form einer Schmelze durch Öffnungen in einer Düse; Granulieren das durch die Öffnungen extrudierten Gemischs, wodurch ein Mikrogranulat erzeugt wird, das eine Partikelgrößenverteilung D(v, 0,5) von 0,1 bis 1 mm und einen Wert für das Verhältnis zwischen D(v, 0,9) – D(v, 0,1) und D(v, 0,5) von nicht mehr als 1 aufweist; Trocknen des Mikrogranulats bis zu einem restlichen Wassergehalt von nicht mehr als 1 Gew.-%; und falls erforderlich Verpacken des Mikrogranulats.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Gemisch granuliert wird, wodurch ein Mikrogranulat erzeugt wird, das ein Verhältnis D(v, 0,9) – D(v, 0,1)/D(v, 0,5) von bis zu 0,8 aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, wobei das Mikrogranulat bis zu einem restlichen Wassergehalt von weniger als 0,1 Gew.-% getrocknet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, wobei das Mikrogranulat bis zu einem restlichen Wassergehalt von bis zu 150 ppmw getrocknet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Gemisch mindestens einen Zusatz umfaßt, der aus Farbmitteln, Stabilisatoren, Antioxidantien, UV-Absorptionsmitteln, Antistatika, Gleitmitteln und Füllstoffen ausgewählt ist.
Verwendung einer Mikrogranulatzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einer nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14 hergestellten beim Rotationsformen.
Rotationsformverfahren, bei dem eine partikelförmige Polymerzusammensetzung umgeformt wird, um ein Formprodukt zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusammensetzung eine Mikrogranulatzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder eine nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14 hergestellte verwendet wird.
Durch Rotationsformen hergestellter Polymergegenstand mit einer Dichte der nadelfeinen Löcher auf seiner Oberfläche von weniger als 10/cm².
Gegenstand nach Anspruch 17, mit einer Dichte der nadelfeinen Löcher auf seiner Oberfläche von weniger als 1/cm².
Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefingranulat für das Rotationsformen, wobei die Vorrichtung umfaßt: i) einen Mischer, der so angeordnet ist, daß ein Gemisch von einem Polyolefin und mindestens einem Zusatz bereitgestellt wird; ii) einen Extruder und einen Granulator, die so angeordnet sind, daß das Gemisch extrudiert und granuliert wird; iii) eine Zentrifuge, die so angeordnet ist, daß das Gemisch entwässert wird; und iv) ein Wirbelbettrockner, der so angeordnet ist, daß das entwässerte Gemisch getrocknet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 19, die außerdem eine Einrichtung zum Vorverdicken umfaßt, die so angeordnet ist, daß das Gemisch aus dem Extruder und Granulator entwässert wird, bevor es der Zentrifuge zugeführt wird.