NL1020418C2 - Gecoate kunststofkorrel. - Google Patents

Description

-1 -

5 GECOATE KUNSTSTOFKORREL

De uitvinding heeft betrekking op een kunststofkorrel, bedekt met een of meer ten minste één additief bevattende lagen.

10 Een dergelijke kunststofkorrel is bekend uit WO 01/00714.

* Deze publicatie openbaart polymere deeltjes, bedekt met een laag waarin het additief, bijvoorbeeld een anti-oxidant, een glijmiddel of een kleurstof, en een polyester-gebaseerde binder aanwezig zijn. De verhouding tussen de hoeveelheden binder en additief ligt in het genoemde document in het gebied tussen 15 1:1 en 0,75:1. Bij dergelijke hoge beladingen is de laag binder die de het dichtst bij aan het buitenoppervlak gelegen additieven-deeltjes afschermt van de omgeving voor een relatief groot aantal van die deeltjes betrekkelijk dun. Dit maakt dat deze laag bij opslag en in het bijzonder bij het voor verplaatsen en doseren van kunststofkorrels veel toegepaste pneumatisch transport doorslijt, waardoor een deel van het additief in het 20 transportsysteem terechtkomt en dit, in het bijzonder wanneer het additief een kleurstof of pigment is, vervuilt.

Een oplossing van dit probleem kan worden gevonden in het verhogen van de hoeveelheid binder ten opzichte van de hoeveelheid additief, zodat verdunning van het additief optreedt. Echter, om de eigenschappen van de kunststof in 25 de korrel zo min mogelijk te beïnvloeden is het gewenst de hoeveelheid binder te beperken.

De uitvinding stelt zich nu ten doel een kunststofkorrel als in de aanhef te verschaffen, waarin een hoge verhouding additief ten opzichte van binder aanvaardbaar is en die beter bestand is tegen mechanische invloeden, in het bijzonder 30 bij pneumatisch transport.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het gehalte aan additief aan de buitenzijde van de bedekte korrel lager is dan in een meer naar binnen gelegen gedeelte van de lagen.

Aldus kan het gehalte in het meest naar buiten gelegen gedeelte van 35 de lagen zo laag worden gekozen dat ook bij eventueel optredend afslijten van dat buitenste gedeelte geen noemenswaardige hoeveelheid additief vrijkomt, terwijl het gehalte in de meer naar binnen gelegen gedeelten van de lagen zeer hoog kan worden 1020418 1 -2- gekozen. Op deze manier wordt bij gelijkblijvende gemiddelde hoeveelheid binder ten opzichte van de hoeveelheid additief toch een korrel verkregen waar vanaf bij slijtage minder additief vrijkomt. Door de aanwezigheid van het meer naar buiten gelegen gedeelte met relatief geringe hoeveelheid additief kan de concentratie additief in de 5 meer naar binnen gelegen lagen zeer hoog (en het bindergehalte dus overeenkomstig lager) worden gekozen.

De kunststof in de korrel volgens de uitvinding kan elke kunststof zijn waaraan additieven worden toegevoegd tijdens de verdere verwerking van de korrels en in het bijzonder een thermoplastische kunststof die in korrelvorm wordt vervaardigd. 10 Voorbeelden van dergelijke kunststoffen zijn polyolefinen, polyesters, polyamiden, polycarbonaat, acrylonitril-butadieenstyreen-polymeer, polyacetalen en polystyreen.

In de gebruikelijke verwerkings- en vormgevingstechnieken van kunststoffen worden kunststofkorrels, als regel in gesmolten toestand, gemengd met gebruikelijk additieven, waarvan kleurstoffen, glijmiddelen, blaasmiddelen, pigmenten, 15 anti-oxidanten, thermische en UV-stabilisatoren, anti-statica, anti-blockingmiddelen, lossingsmiddelen, vlamvertragers voorbeelden zijn. Deze gebruikelijke additieven kunnen aanwezig zijn in de additieven bevattende laag in de korrel volgens de uitvinding.

De additieven kunnen als zodanig aanwezig zijn als een laag om de 20 korrels maar bij voorkeur is in de additieven bevattende laag een binder aanwezig, waarin de additieven zijn verdeeld en waardoor deze steviger aan de korrels zijn gebonden. Geschikte binders zijn die, welke kunnen worden benat door of opgelost of gedispergeerd, bijvoorbeeld als een latex, in een verdeelmiddel waarin ook het betreffende additief kan worden gedispergeerd of opgelost. Het mengsel van de drie 25 componenten verdeelmiddel, binder en additief is dan met hierna nog te bespreken technieken op het oppervlak van de korrel aangebracht. Na het verwijderen, bij voorbeeld door verdampen, van het verdeelmiddel blijft dan een laag van het door de binder gevormde additief op de buitenzijde van de korrel achter. Dit proces kan een aantal malen zijn herhaald, zodat op de korrel meerdere additief bevattende lagen al 30 dan niet met binder aanwezig kunnen zijn.

Geschikte binders zijn die welke stabiel kunnen worden gedispergeerd of opgelost in een geschikt verdeelmiddel. Bij voorkeur worden thermoplastische binders toegepast, bijvoorbeeld polyvinylalcohol, polyvinylacetaat, polyolefinen, polyurethanen, epoxies, polyvinylpyrrolidon, polyvinylcaprolactam en 35 polyoxazolines. Geschikte verdeelmiddelen voor de genoemde binders zijn op zich 1020418 -3- bekend en door de vakman te selecteren op hun compatibiliteit en toelaatbaarheid met het materiaal van de korrel en de beoogde toepassing.

De dikte van de lagen kan tussen ruime grenzen variëren, bijvoorbeeld tussen 1 pm en 1 mm, bijvoorbeeld in afhankelijkheid van de hoeveelheid 5 additief die opgebracht moet worden en van de toelaatbare hoeveelheid van dat van de korrel zelf afwijkende materiaal. In de praktijk veelal toegepaste waarden bedragen ten minste 2, 5, 10, 20, 50 of zelfs 100 pm en ten hoogste 750, 500, 250 of zelfs 150 pm.

Het gehalte additief ten opzichte van het totaal van additief en binder is in de niet aan de omgeving blootgestelde gedeelte van de additief bevattende laag 10 als regel gelegen tussen 3, 5, 10 of zelfs 25% en 50, 75, 90 of zelfs 97%. Het maximum wordt bijvoorbeeld bepaald door de hoeveelheid additief die met de binder daadwerkelijk nog een laag kan vormen die niet geheel of gedeeltelijk van de korrel losraakt. Dit kan bijvoorbeeld optreden wanneer de laag te bros wordt of gemakkelijk schilfert door een te laag gehalte aan binder.

15 In de korrel volgens de uitvinding kan het beschreven verschil in concentratie op verschillende manieren worden bereikt. Zo kan bijvoorbeeld het gehalte aan additief gelijkmatig afnemen van binnen naar buiten maar ook kan dit gehalte stapsgewijs veranderen, bijvoorbeeld doordat over de additief bevattende lagen een additievenvrije buitenlaag aanwezig is. Een buitenlaag is een laag die 20 aanwezig is op de laatst aangebrachte van de additief bevattende lagen en is dus aan de omgeving blootgesteld. Een buitenlaag wordt als additievenvrij beschouwd wanneer daarin gemiddeld 0 tot ten hoogste 3 % van een additief aanwezig is. Indien er enig additief in de buitenlaag aanwezig is, bevindt dit zich bij voorkeur in een meer naar binnen gelegen gedeelte van de buitenlaag of vertoont de hoeveelheid aanwezig 25 additief een dalende gradiënt gezien vanaf het buitenoppervlak naar de buitenste additieven bevattende laag. Daarmee wordt bereikt dat de hoeveelheid additief in de buurt van het aan omgevingsinvloeden blootgestelde buitenoppervlak van de buitenlaag zo laag mogelijk is. In de omgeving komen van additief door afslijten van de buitenlaag wordt aldus geminimaliseerd. Deze laatste uitvoeringsvorm is een van de 30 uitvoeringsvormen die de voorkeur heeft. In dit geval hoeven de additief bevattende laag of lagen namelijk op zich in het geheel niet slijtvast te zijn omdat de slijtvastheid kan worden geleverd door de beschermende additievenvrije buitenlaag Deze buitenlaag kan dan dun zijn omdat daarin geen of nagenoeg geen additief aanwezig is dat bij afslijten van de buitenlaag in de omgeving kan terechtkomen.

1020418 1 -4-

De buitenlaag kan bestaan uit elk materiaal dat een laag kan vormen op de laatst aangebrachte additief bevattende laagmaar bestaat bij voorkeur uit een filmvormend polymeer. Met meer voorkeur bestaat de buitenlaag in hoofdzaak, bijvoorbeeld voor ten minste 70%, uit een slijtvast materiaal met een hoge weerstand 5 tegen afschrapen.

De dikte van de buitenlaag kan binnen ruime grenzen variëren, bijvoorbeeld tussen 1, 2, 5, 10, 25, 50 of zelfs 100 pm en 100, 250 of zelfs 500 pm maar wordt in afhankelijkheid van de slijtvastheid van het materiaal en de vereiste belasting waartegen de korrels bestand moeten zijn zo dik gekozen dat bij de 10 verwachte belasting de buitenlaag niet geheel verdwijnt zodat de laatst aangebrachte additief bevattende laag niet aan het oppervlak van de korrel verschijnt. De buitenlaag wordt boven dit vereiste minimum bij voorkeur zo dun mogelijk gekozen om de hoeveelheid vreemd materiaal in de uit de korrels te vervaardigen voorwerpen zo klein mogelijk te houden. Het is van voordeel om het materiaal van de buitenlaag zo te 15 kiezen dat de aanwezigheid ervan geen nadelige invloed heeft op de eigenschappen van de kunststof. Doordat in de buitenlaag geen of nagenoeg geen additief aanwezig is, is er een grotere vrijheid in het kiezen van het materiaal voor de buitenlaag dan in het kiezen van de binder voor de additief bevattende laag.

Indien geen aparte buitenlaag aanwezig wordt het gehalte aan 20 additief in het aan de omgeving en daarmee aan slijtage blootgestelde buitenste laaggedeelte in combinatie met de slijtvastheid van de binder zo gekozen dat bij de beoogde verwerking van de korrels de afslijtende hoeveelheid additief binnen aanvaardbare grenzen blijft. Hoe slijtvaster de binder is des te hoger kan het gehalte additief in het buitenste laaggedeelte zijn. Indien slechts één laag wordt aangebracht 25 neemt bij voorkeur het gehalte additief of additieven in die laag van binnen naar buiten ten minste gemiddeld af. Aldus bevindt zich het grootste gedeelte van het additief in het door het buitenste laaggedeelte van de omgeving afgeschermde meer naar binnen gelegen gedeelte van de additief bevattende laag en kan het vrijkomen van additief worden geminimaliseerd.

30 Op de korrel kunnen ook meerdere additief bevattende lagen aanwezig zijn, desgewenst met onderling verschillende additieven. De gehalten in de meer naar binnen gelegen lagen kunnen dan willekeurig en dus ook hoog worden gekozen mits maar de buitenste laag aan de vereisten met betrekking tot het gehalte aan additief en het verloop daarvan voldoet, zodat het vrijkomen van additief door 35 slijtage binnen aanvaardbare grenzen blijft.

1020418 1 -5-

De additief bevattende lagen kunnen op de korrel worden aangebracht met de op zich bekende werkwijzen voor het aanbrengen van een deklaag op een voorwerp bijvoorbeeld door het versproeien van een oplossing of dispersie van het additief, bijvoorbeeld via een nozzle of met behulp van een drijfgas.

5 Daarnaast kan het additief op de korrel worden aangebracht met behulp van de navolgende nieuwe werkwijze, die tevens deel uitmaakt van de onderhavige uitvinding.

De uitvinding heeft aldus tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofkorrel zoals in het voorafgaande beschreven, 10 omvattende het aanbrengen van een of meer ten minste één additief bevattende lagen door het in contact brengen van de korrel met een door een sproeisysteem versproeide samenstelling, die het additief bevat.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit een publicatie van P.J.

Palermo in de Conference Proceedings SPE, Polymer Modifiers & Additives Division, 15 pag. 131-139. Hierin wordt de mogelijkheid genoemd om in een wervelbedkamer een wervelbed van kunststofkorrels in stand te houden en de korrels te besproeien met een dispersie van het aan te brengen additief met een binder in een vloeistof als verdeelmiddel.

Een nadeel van de bekende werkwijze is dat na het aanbrengen van 20 een of meer additief bevattende lagen op een lading korrels ten minste het sproeimechanisme en de toevoerleidingen vervuild zijn met de genoemde dispersie. Daardoor moet het sproeimechanisme steeds worden gereinigd wanneer men wil overschakelen op het aanbrengen van andere additieven. Dit gaat ten koste van de bezettingsgraad van de installatie en bovendien blijft na elke reinigingsbeurt een 25 hoeveelheid vervuilde reinigingsvloeistof over.

De uitvinding stelt zich ten doel een werkwijze als hiervoor beschreven te verschaffen waarin dit nadeel geheel of grotendeels is ondervangen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat een additievenvrije buitenlaag wordt aangebracht door het versproeien van een vloeistof 30 die een reinigende werking heeft op het sproeisysteem in aanwezigheid van de kunststofkorrels.

Met deze maatregel wordt bereikt dat met de vloeistof het nog in het sproeimechanisme aanwezige additief wordt meegevoerd en door versproeiing afgezet op de kunststofkorrels, in plaats van afgevoerd te moeten worden als verontreinigde 35 vloeistof. Dit afzetten is volkomen acceptabel omdat daarop als laatste additief 1 0204 1 8 -6- bevattende laag toch al een laag met het betreffende additief was aangebracht.

Een aanvullend voordeel is dat aldus tegelijk met het reinigingsproces een buitenlaag wordt aangebracht zodat een kunststofkorrel zoals in het voorafgaande beschreven kan worden vervaardigd. In deze buitenlaag zit in het 5 gedeelte dat het eerst en dus aangrenzend aan de laatste additief bevattende laag is opgebracht nog een hoeveelheid van het additief uit die additief bevattende laag. Het gehalte aan additief neemt vandaar af naar buiten nog af doordat het sproeimechanisme geleidelijk verder wordt schoongespoeld. Afhankelijk van de hoeveelheid Van de vloeistof die wordt versproeid zal aan het oppervlak zeer weinig tot 10 geen additief meer aanwezig zijn. Om een buitenlaag te verkrijgen die in het geheel geen additief bevat kan men de reiniging uitvoeren buiten aanwezigheid van de kunststofkorrels en daarna in een gereinigde installatie de buitenlaag aanbrengen.

De kunststofkorrels die met de werkwijze volgens de uitvinding van een additief bevattende laag kunnen worden voorzien kunnen bestaan uit de 15 kunststoffen zoals in het voorafgaande beschreven. De werkwijze is geschikt voor het aanbrengen van de in het voorgaande genoemde additieven. Bijvoorkeur bevat de versproeide samenstelling naast het additief ook een verdeelmiddel waarin het additief is gedispergeerd en met meer voorkeur ook een binder die dispergeerbaar en bij voorkeur oplosbaar is in het verdeelmiddel. Geschikte binders zijn die welke in het 20 voorafgaande reeds zijn genoemd.

Het in contact brengen van de korrel met de samenstelling die het additief bevat kan plaatsvinden op aan de vakman bekende wijze, in het bijzonder door de samenstelling, die een dispergeermiddel, dat bij voorkeur en daarin opgeloste of anderszins fijn verdeelde binder bevat en waarin het additief is gedispergeerd, te 25 versproeien op of over de korrels. Bij voorkeur worden de korrels op een op zich bekende wijze in fluïde toestand gehouden in een wervelbed. De samenstelling kan zodanig worden versproeid dat het in versproeide vorm wordt meegevoerd door de gasstroom die het wervelbed in stand houdt maar ook kan het van opzij of van bovenaf in de ruimte waarin het wervelbed in stand wordt gehouden worden versproeid. Onder 30 versproeien wordt hier verstaan het in de vorm van druppels of nevel fijn verdelen van de samenstelling, bijvoorbeeld via verpompen door een nozzle of met behulp van een drijfgas. De hiervoor op zich bekende technieken kunnen worden toegepast in de werkwijze volgens de uitvinding.

Nadat de korrels zijn voorzien van de gewenste additief bevattende 35 lagen wordt een additievenvrije buitenlaag aangebracht. Additievenvrij dient hier 7 0204 18 -7- gelezen te worden zoals in het voorafgaande beschreven. Deze buitenlaag wordt aangebracht door het versproeien van een filmvormende samenstelling die een reinigende werking heeft op het sproeisysteem. Een dergelijke samenstelling bestaat bijvoorbeeld uit een filmvormend materiaal opgelost of gedispergeerd in een vloeistof.

5 Hiertoe kan bijvoorbeeld ook het bindermateriaal worden gebruikt waarmee de onderliggende, additief bevattende laag of lagen werden aangebracht. Een samenstelling wordt hier filmvormend genoemd wanneer na het aanbrengen van een laag er van op een oppervlak daarop een vaste aaneengesloten laag kan worden gevormd do6r bijvoorbeeld drogen, uitharden of het verdampen van vloeistof. De 10 gevormde laag mag poreus zijn of niet geheel dicht mits de er onder liggende lagen er maar door afgeschermd zijn van mechanische invloeden van buitenaf, zoals die optreden bij transport en opslag van de korrels.

De filmvormende samenstelling heeft een reinigende werking op het sproeisysteem. Dit houdt in dat de gebruikte vloeistof het in het sproeisysteem 15 aanwezige achtergebleven additief moet kunnen meevoeren en zonodig losmaken van een ondergrond. Als toe te passen vloeistof zijn daarom geschikt die vloeistoffen die geschikt zijn als dispergeer- of oplosmiddel voor de binder, zoals hiervoor beschreven.

De hoeveelheid reinigende samenstelling die wordt toegepast kan worden gekozen in afhankelijkheid van de gewenste laagdikte voor de buitenlaag.

20 Indien een binder aanwezig is kan de gewenste laagdikte worden bereikt door geschikt gekozen combinaties van de concentratie van de binder in de vloeistof en de hoeveelheid van de samenstelling die wordt toegepast.

Indien geen aparte additievenvrije buitenlaag wordt aangebracht kan een buitenste laaggedeelte met een lager gehalte aan additief worden aangebracht 25 door in de aan te brengen samenstelling van additief, binder en dispergeermiddel het gehalte aan additief geleidelijk of stapsgewijs te verlagen, bijvoorbeeld door op een regelbare mengkraan zowel een toevoerleiding voor de genoemde samenstelling aan te sluiten als een toevoerleiding voor een additievenvrij mengsel van binder en dispergeermiddel en in de tijd de hoeveelheid van het additievenvrije mengsel te doen 30 toenemen ten koste van de hoeveelheid van de additief bevattende samenstelling.

1 0204 1 8

Claims (5)

1. Kunststofkorrel, bedekt met een of meer ten minste één additief bevattende lagen, met het kenmerk dat het gehalte aan additief aan de buitenzijde van de 5 bedekte korrel lager is dan in een meer naar binnen gelegen gedeelte van de lagen.

2. Kunststofkorrel volgens conclusie 1, waarin over de additief bevattende lagen een additievenvrije buitenlaag aanwezig is.

3. Kunststofkorrel volgens conclusie 2, waarin de buitenlaag ten minste 1 μηι dik 10 is.

4. Kunststofkorrel volgens conclusie 1, waarin het gehalte additief of additieven in die laag van binnen naar buiten ten minste gemiddeld afneemt.

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofkorrel volgens een der conclusies 1 - 4, omvattende het aanbrengen van een of meer ten minste één 15 additief bevattende lagen door het in contact brengen van de korrel met een door een sproeisysteem versproeide samenstelling die het additief bevat, met het kenmerk dat een additievenvrije buitenlaag wordt aangebracht door het versproeien van een samenstelling die een reinigende werking heeft op het sproeisysteem. i π ' ·, - 8 ° ^ ^ j ó 1