PL248269B1 - Sposób wytwarzania pojemnika nietransparentnego z kompozytu polimerowego - Google Patents

Abstract

Polimer polilaktydu (PLA) w postaci granulek ilości 53% masowych miesza się z drobnoziarnistym środkiem uniepalniającym (SU) w ilości 36,3 którą to mieszaninę uzupełnia się sproszkowanym wypełniaczem węglanowym w ilości 10% masowych oraz miesza się z wewnętrzną substancją smarną w ilości 0,7% masowych po czym tak wytworzoną mieszaninę dozuje się do wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej w której następuje uplastycznienie materiału pod wpływem działania sił ścinających i temperatury stref grzejnych 165 - 175°C, następnie tak uplastycznioną i zhomogenizowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy wytłaczarskiej otworowej o temperaturze 185°C, z której wytłoczono profil w postaci pręcików polimerowych, i które po wyjściu z głowicy intensywnie ochładza się i wytwarza się znaną metodą granulat polimerowego kompozytu, który poddaje się procesowi suszenia w temperaturze 100°C, następnie wysuszony granulat dozuje się do wytłaczarki jednoślimakowej, po czym uplastycznione tworzywo polimerowe przetłacza się do głowicy wytłaczarskiej szczelinowej, z której wytłacza się folię płaską i którą następnie przemieszcza się do chłodzonego wodą wielowalcowego układu gładzącego, z kolei tak otrzymaną i schłodzoną folię płaską kieruje się do urządzenia termoformującego próżniowego, w którym formuje się pojemniki nietransparentne.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pojemnika nietransparentnego z kompozytu polimerowego, zwłaszcza przeznaczonego do napełniania pojemnika ciekłym polimerem o niskiej masie cząsteczkowej.

Znana jest z opisu patentowego PL 235453 B1 kom pozycja biodegradowalna, zwłaszcza dla pojemników podgrzewaczy i wkładów do zniczy, której głównym składnikiem jest polilaktyd lub kopolimery polilaktydu charakteryzuje się tym, że od 95% do 60% wagowych polilaktydu, a jako substancję uniepalniającą polifosforan amonu mikrokapsułkowany w otoczce melaminowej w ilości od 5% do 40% wagowych.

Sposób wytwarzania pojemnika nietransparentnego z kompozytu polimerowego według wynalazku na bazie polilaktydu - PLA metodą wytłaczania, polega na tym, że polimer polilaktydu (PLA) w postaci granulek w ilości 53% masowych o gęstości 1240 kg/m³, masowym wskaźniku szybkości płynięcia (MFR) 8 g/10 min mierzonym w temperaturze 210°C pod naciskiem 2,16 kg miesza się z drobnoziarnistym środkiem uniepalniającym (SU) w ilości 36,3% masowych zawierającym 99,4% wodorotlenku glinu i mającym medianę wielkości cząstek (D50) wynoszącą od 1,7 μm, do 2,1 μm, powierzchnię właściwą (BET) od 3 do 5 m²/g, gęstość 2400 kg/m³, gęstość nasypową 400 kg/m³. Mieszaninę uzupełnia się sproszkowanym wypełniaczem węglanowym w ilości 10% masowych, którego głównym składnikiem jest węglan, wapnia (WW) w ilości 98,5% masowych, dwutlenkiem krzemu w ilości, 0,4% masowych, tlenkiem żelaza w ilości 0,15% masowych mającego medianą wielkości cząstek (D50) równą maksymalnie 3 μm, ciężar właściwy od 2,6 do 2,8 g/cm³, ciężar nasypowy od 0,8 do 0,9 g/cm³ oraz miesza się z wewnętrzną substancją smarną w ilości 0,7% masowych zawierającą od 97 do 98% stearynianu wapnia o gęstości 1030 kg/m³ o temperaturze topnienia od 130 do 175°C. Tak wytworzoną mieszaninę dozuje się do wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej przy szybkości obrotowej ślimaków 150 obr./min. i o całkowitej długości ślimaków wynoszącej co najmniej 39,5 D, gdzie D to średnica ślimaków z 6 segmentami ugniatającymi znajdującymi się w cylindrze wytłaczarki, w którymi następuje uplastycznienie materiału pod wpływem działania sił ścinających i temperatury stref grzejnych 165-175°C, następnie tak uplastycznioną i zhomogenizowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy wytłaczarskiej otworowej o temperaturze 185°C, z której wytłacza się profil w postaci pręcików polimerowych, po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie ochładza się i wytwarza się znaną metodą granulat polimerowego kompozytu, który poddaje się procesowi suszenia w temperaturze 100°C, następnie wysuszony granulat dozuje się do wytłaczarki jednoślimakowej, który transportuje się, uplastycznia się przy pomocy ślimaka znajdującego się w cylindrze wytłaczarki, w temperaturach stref grzejnych 165-175°C, po czym tworzywo polimerowe przetłacza się do głowicy wytłaczarskiej szczelinowej o temperaturze 185°C, z której wytłacza się folię płaską, którą następnie przemieszcza się do chłodzonego wodą wielowalcowego układu gładzącego o temperaturze walców 70°C, z kolei tak otrzymaną i schłodzoną folię płaską kieruje się do urządzenia termoformującego próżniowego, w którym formuje się pojemniki nietransparentne.

Nieoczekiwanie okazało się, że połączenie polilaktydu (PLA) z drobnoziarnistym środkiem uniepalniającym (SU) i z sproszkowanym wypełniaczem węglanowym oraz z wewnętrzną substancją smarną w odpowiednich im procentach masowych pozwoliło na otrzymanie granulatu kompozytu polimerowego, z którego wytworzono metodą wytłaczania folię płaską, przeznaczoną do termoformowania pojemników nietransparentnych o właściwościach uniepalniających, a także ulegających całkowitej biodegradacji, w środowisku naturalnym i są przydatne do recyklingu organicznego.

Przedmiot wynalazku objaśnia, bliżej poniższy przykład realizacji, nie ograniczając ich zakresu.

Przykład

Polimer polilaktydu (PLA) w ilości 53% masowych o gęstości 1240 kg/m³, masowym wskaźniku szybkości płynięcia (MFR) 8 g/10 min mierzonym w temperaturze 210°C pod naciskiem 2,16 kg w postaci granulek miesza się z ilością 36,3% masowych drobnoziarnistego środka uniepalniającego (SU), zawierającego 99,4% wodorotlenku glinu, mającego medianę wielkości cząstek (D50) wynoszącą od 1,7 μm do 2,1 μm, powierzchnię właściwą (BET) od 3 do 5 m²/g, gęstość 2400 kg/m³, gęstość nasypową 400 kg/m³, którą to mieszaninę uzupełnia się sproszkowanym napełniaczem węglanowym w ilości 10% masowych, którego głównym składnikiem jest węglan wapnia. (WW) w ilości 98,5% masowych, 0,4% masowych dwutlenek krzemu, 0,15% masowych tlenku żelaza, mającego medianą wielkości cząstek (D50) równą maksymalnie 3 μm, ciężar właściwy od 2,6 do 2,8 g/cm³, ciężar nasypowy od 0,8 do 0,9 g/cm³ oraz miesza się z 0,7% masowych substancji smarnej zawierającej od 97 do 98% stearynianu wapnia o gęstości 1030 kg/m³ o temperaturze topnienia od 130 do 175°C. Tak wytworzoną mieszaninę dozuje się do wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej, gdzie w procesie wytłaczania następuje uplastycznienie materiału pod wpływem działania sił ścinających i temperatury, następnie uplastyczniony materiał przetłacza do głowicy wytłaczarskiej w celu nadania mu kształtu, a następnie chłodzi się i wytwarza się w znany sposób granulat polimerowego kompozytu. Proces dwuśl imakowego współbieżnego wytłaczania realizuje się przy zastosowaniu wytłaczarki dwuślimakowej z sześcioma segmentami ugniatającymi o całkowitej długości ślimaków wynoszącej 39,5D, gdzie D to średnica ślimaków z szybkością obrotową ślimaków 150 obr/min. oraz przy nastawach kolejnych stref grzejnych wytłaczarki 165, 170, 170, 175°C i głowicy 185°C. W trakcie procesu wytłaczania temperatura stopionego tworzywa polimerowego wynosiła w zakresie 192-195°C. Przed przystąpieniem do kolejnego etapu procesu wytłaczania jednoślimakowego, granulat poddano procesowi suszenia w temperaturze 100°C. Z tak wytworzonego i wysuszonego granulatu wytłoczono folię płaską przy użyciu linii składającej się z: wytłaczarki jednoślimakowej o średnicy ślimaka 19 mm, o stopniu sprężania wynoszącym 3:1 z końcówką mieszającą i przy szybkości obrotowej ślimaków 163 obr/min. i głowicy wytłaczarskiej o szerokości ustnika 100 mm i wysokości ustnika 0,9 mm, jak również z chłodzonego wodą trójwalcowego układu gładzącego o średnicy walców 110 mm i o temperaturze walców 70°C. W wyniku tego procesu uzyskano folię płaską o grubości 1,3-1,4 mm, którą kieruje się do urządzenia termoformującego próżniowego, w którym formuje się pojemniki nietransparentne przeznaczone dla polimerów o niskiej masie cząsteczkowej.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania pojemnika nietransparentnego z kompozytu polimerowego na bazie polilaktydu -PLA metodą wytłaczania, znamienny tym, że polimer polilaktydu (PLA) w postaci granulek w ilości 53% masowych o gęstości 1240 kg/m³, masowym wskaźniku szybkości płynięcia (MFR) 8 g/10 min mierzonym w temperaturze 210°C pod naciskiem 2,16 kg miesza się z drobnoziarnistym środkiem uniepalniającym (SU) w ilości 36,3% masowych zawierającym 99,4% wodorotlenku glinu i mającym medianę wielkości cząstek (D50) wynoszącą od 1,7 μm, do 2,1 μm, powierzchnię właściwą (BET) od 3 do 5 m²/g, gęstość 2400 kg/m³, gęstość nasypową 400 kg/m³, którą to mieszaninę uzupełnia się sproszkowanym wypełniaczem węglanowym w ilości 10% masowych, którego głównym składnikiem jest węglan wapnia (WW) w ilości 98,5% masowych, dwutlenkiem krzemu w ilości, 0,4% masowych, tlenkiem żelaza w ilości 0,15% masowych mającego medianą wielkości cząstek (D50) równą maksymalnie 3 μm, ciężar właściwy od 2,6 do 2,8 g/cm³, ciężar nasypowy od 0,8 do 0,9 g/cm³ oraz miesza się z wewnętrzną substancją smarną w ilości 0,7% masowych zawierającą od 97 do 98% stearynianu wapnia o gęstości 1030 kg/m³ o temperaturze topnienia od 130 do 175°C, po czym tak wytworzoną mieszaninę dozuje się do wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej przy szybkości obrotowej ślimaków 150 obr./min, i o całkowitej długości ślimaków wynoszącej co najmniej 39,5D, gdzie D to średnica ślimaków z 6 segmentami ugniatającymi znajdującymi się w cylindrze wytłaczarki, w którym następuje uplastycznienie materiału pod wpływem działania sił ścinających i temperatury stref grzejnych 165-175°C, następnie tak uplastycznioną i zhomogenizowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy wytłaczarskiej otworowej o temperaturze 185°C, z której wytłoczono profil w postaci pręcików polimerowych, i które po wyjściu z głowicy intensywnie ochładza się i wytwarza się znaną metodą granulat polimerowego kompozytu, który poddaje się procesowi suszenia w temperaturze 100°C, następnie wysuszony granulat dozuje się do wytłaczarki jednoślimakowej, który transportuje się i uplastycznia się przy pomocy ślimaka znajdującego się w cylindrze wytłaczarki, w temperaturach stref grzejnych 165-170°C, po czym tworzywa polimerowe przetłacza się do głowicy wytłaczarskiej szczelinowej o temperaturze 185°C, z której wytłacza się folię płaską, którą następnie przemieszcza się do chłodzonego wodą wielowalcowego układu gładzącego o temperaturze walców 70°C z kolei tak otrzymaną i schłodzoną folię płaską kieruje się do urządzenia termoformującego próżniowego, w którym formuje się pojemniki nietransparentne.