SE461335B - Polypropenplastsammansaettning och dess anvaendning till framstaellning av laminat - Google Patents

Description

461 535 ark med flera skikt eller som är laminerade, som var och en är sammansatt av ett skikt av en polypropensammansättning och en ympad polypropen, som har erhållits genom att ymppolymerisera en radikalpolymeriserad omättad förening med pära grupper på polypropen, och ett annat skikt av nylon eller en eten-vinyl- alkoholsampolymer, som har utmärkta gasspärregenskaper och ke- misk motstàndsförmàga.

De japanska offentliggjorda p ans nr 16583/1979 och 16584/1979 exempelvis avser modifierade polypropenplastsammansättningar, i vilka avfallsmaterial,frán framställningen av sådana fler- skiktsbehàllare bestående av samsprutade ark eller separations- material (parisons), kan cirkuleras och återanvändas. Å andra sidan är i en flerskiktsstruktur med ett polypropenskikt och t.ex. ett annat skikt av en eten-vínylalkoholsampolymer, sá- som en eten-vinylacetatsampolymer med en etenhalt av 10-80 mol-% och ett förtvàlningstal av 90 mol-% eller mer , vidhäftningshàll- fastheten vid deras gränsytor dålig. Som lösning på detta prob- lem föreslår den offentliggjorda japanska p ans nr 87783/1979 ett sätt att förbättra vidhäftningshàllfastheten genom att till- sätta olika tillsatser, t.ex. ett metallsalt av en högre fett- syra och en metalloxid, en hydroxid, ett karbonat, ett sulfat eller ett silikat till polypropen, som har modifierats , t.ex. genom ymppolymerisering med maleinsyraanhydrid eller liknande.

Denna patentskrift avser visserligen en enkel användning av kal- ciumstearat eller kiseldioxid eller en kombinerad användning av kalciumstearat och stearinsyra eller kalciumstearat och kisel- dioxid i sina exempel, men den avser inte áteranvändning av av- fallsmaterial från gjutnings- eller formningsförfaranden.

I enlighet med den offentliggjorda japanska p ans nr 93449/ 1980 tillsätts ett metallsalt av en organisk syra, t.ex. kal- ciumoleat, för att förbättra vidhäftningshàllfastheten. Men inte heller i detta fall ges upplysning om en áteranvändning av såda- na avfallsmaterial. å) 461 555 Ovannämnda kända förfaranden bygger samtliga på förbättringar hos de modifierade polypropenerna själva. Eftersom dessa modifi- erade polypropener själva är dyra, används de vanligen endast i vidhäftningsskikt i avsikt att utnyttja deras effekter men än- dock använda dem i sà liten utsträckning som möjligt. Behållare med flera skikt framställs följaktligen vanligen med ej modifi- erade polypropenskikt som sina huvudsakliga komponentskikt. Men under sådana omständigheter har man ännu ej lyckats lösa de problem, som man får, när man skall återanvända avfallsmaterial, som erhålls vid gjutning och liknande av dessa plastprodukter.

Uppfinnarna har nu funnit, att när avfallsmaterial från sådana behållare med flera skikt, som innehåller ej modifierad polypro- pen som sina huvudsakliga komponentskikt, cirkuleras och återan- vänds som en blandning med polypropen, så sänks sprutningsbear- betningsstabiliteten avsevärt och en bränning tenderar att upp- komma i skruven och formområdet. Förekomst av en sådan bränning resulterar i en avsevärd ekonomisk förlust , eftersom inneslut- ningar av föroreningar i produkterna till följd av bränd plast, som missfärgas och blir gul eller brun , i hög grad förstör deras funktion som gasspärrbehàllare eller behållare med kemisk motståndsförmága och följaktligen i hög grad sänker deras kom- merisella värde, varför ett förfarande måste avbrytas och gjut- ningsmaskinen tas isär och rengöras , när en bränning inträffar under förfarandet.

Sammandrag av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att föreslå en plast- sammansättning, som uppvisar en utmärkt termisk bearbetnings- stabilitet i en sprutmaskin, när ett avfallsmaterial av fler- skiktsprodukter återanvänds genom att underkasta det en sprut- gjutning, antingen separat eller tillsammans med ännu ej använd plast.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att föreslå en polypropenplastsammansättning, som är lämplig att använda, när 461 535 ett avfallsmaterial av behållare eller ark àteranvänds, som var och en bildas av ett skikt i huvudsak bestående av en polypro- penplastsammansättning och ett annat skikt bestående av ett mate- rial, som innehåller nylon eller en eten-vinylalkoholsampolymer, genom att blanda avfallsmaterialet med polypropenplastsammansätt- ningen. Andra syften med föreliggande uppfinning är att föreslå ett sätt att framställa en behållare eller ett ark med flera skikt samt att föreslå ett sådant gjutet eller format föremål med flera skikt.

Ovannämnda syften med föreliggande uppfinning kan uppnås genom att använda en polypropenplastsammansättning, som består av 100 viktdelar polypropen, 0,05-1 viktdelar av ett metallsalt av en fettsyra och 0,01-l viktdelar av oxiden och/eller hydroxiden av en alkalisk jordartsmetall.

Polypropenplastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning uppvisar en utmärkt termisk bearbetningsstabilitet under sin sprutgjutníng. Också när ett avfallsmaterial från framställning- en av gjutna eller formade föremål med flera skikt inblandas, så minskar förekomsten av bränning avsevärt, så att ett gjutet eller format föremål med bra kvalitet kan framställas.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Med termen "polypropen" , som används här, menas i allmänhet po- lypropenhomopolymer. Men den kan omfatta sampolymerer av poly- propen och små mängder av andra 0( -olefiner samt polymerbland- ningar av sådan polypropenhomopolymer eller sådana polypropen- sampolymerer och små mängder av andra plaster, gummin eller lik- nande. Dessa polypropenplaster kan var och en innehålla ett eller flera antioxidationsmedel, medel mot statisk elektricitet, kärn- bildande medel, färgämnen, fyllmedel etc.

Det metallsalt av en fettsyra, som kan användas i enlighet med föreliggande uppfinning, är saltet av en högre fettsyra med t.ex. ll-21 kolatomer såsom oljesyra, stearinsyra eller palmi- I: 461 535 tinsyra och en metall såsom kalcium, magnesium, zink eller alu- minium. Bland dessa skall kalciumstearat eller zinkstearat före- trädesvis användas.

Magnesiumhydroxid, magnesiumoxid, kalciumhydroxid, bariumhydrox- id och bariumoxid kan å andra sidan nämnas som exempel på oxider, hydroxider av alkaliska jordartsmetaller. Bland dessa skall mag- nesiumhydroxid eller magnesiumoxid företrädesvis användas.

Det som är avgörande hos föreliggande uppfinning är att metall- saltet av fettsyran och oxiden och/eller hydroxiden av den al- kaliska jordartsmetallen skall användas tillsammans. Det har va- rit känt att inblanda en liten mängd av ett metallsalt av en fettsyra i en polyolefin. Kalciumstearat tillsätts exempelvis till polypropen för att eliminera den saltsyra, som bildas när en katalysator bryts ned. Men metallsaltet av fettsyran kan in- te verkligen effektivt förhindra förekomst av bränning vid sprut- ningen, när det används ensamt. På samma sätt uppvisar inte hel- ler oxiden och/eller hydroxiden av den alkaliska jordartsmetal- len såsom magnesiumhydroxid eller magnesiumoxid någon anmärk- ningsvärd förmåga att förhindra förekomst av bränning, när den används ensam . Den termiska bearbetningsstabiliteten hos poly- propen kan nu i enlighet med föreliggande uppfinning för första gången förbättras i hög grad, nämligen genom att använda metall- saltet av fettsyran och oxiden och/eller hydroxiden av den alka- liska jordartsmetallen tillsammans i deras respektive specifika mängdintervall. Det intressanta resultatet av föreliggande upp- finning blir att förekomst av plastbränning på skruven eller i formen hos en sprutmaskin i hög grad kan reduceras, också när en plast med gasspärregenskaper såsom en eten-vinylalkoholsam- polymer inblandas.

Metallsaltet av fettsyran tillsätts i en mängd av 0,05-1 delar.

Mängder mindre än 0,05 delar visar små effekter i fråga om möj- ligheten att förebygga bränning, medan mängder större än 1 del resulterar i att metallsaltet av fettsyran blöder från plaster- na. Det är alltsà inte lämpligt att använda metallsaltet av 461 335 fettsyran i mängder utanför ovannämnda intervall. Oxiden och/ eller hydroxiden av den alkaliska jordartsmetallen skall å and- ra sidan tillsättes i en total mängd av 0,01-l delar. Det är inte lämpligt att tillsätta oxiden och/eller hydroxiden av den alkaliska jordartsmetallen i mängder utanför ovannämnda inter- vall, eftersom mindre mängder än 0,01 delar ger små effekter i fråga om möjligheten att förebygga bränning och mängder större än l del resulterar i minskad genomsynlíghet.

Det finns ingen särskild begränsning för sättet som sådant att framställa plastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning.

Den kan framställas exempelvis genom att blanda polypropenpul- ver, metallsaltet av fettsyran och oxiden och/eller hydroxíden av den alkaliska jordartsmetallen och i vissa fall en eller fle- ra andra tillsatser i en snabb rotationsblandare och sedan låta den resulterande blandningen passera genom en sprutmaskin, så att blandningen smälter och knádas och sedan blir korn. Den kan också erhållas genom att göra en förblandning, som innehåller metallsaltet av fettsyran och oxiden och hydroxiden av den alka- liska jordartsmetallen tillsammans med polypropen som en bas- plast,och därefter blanda in förblandningen i en polypropenplast.

Den ovan beskrivna polypropenplastsammansättningen enligt fö- religgande uppfinning används i synnerhet som ett formmaterial med flera skikt. Som ett formmaterial, som kan anpassas till detta formmaterial, används företrädesvis en gasspärrplast så- som nylon eller en eten-vinylalkoholsampolymer eller ett mate- rial, som innehåller en sådan plast. En föredragen specifik utföringsform av dess utnyttjande är en behållare eller ett ark med flera skikt, som består av ett skikt av nylon eller en eten-vinylalkoholsampolymer och ett annat skikt av polypropen- plastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning. En nylon, som kan användas i ovannämnda utföringsform, är nylon 6, nylon 66 eller nylon 610 som ett föredraget exempel. Å andra sidan kan en eten-vinylalkoholsampolymer med en etenhalt av 10-80 mol-%, företrädesvis 20-50 mol-%, och ett förtvålningstal av minst 90 mol-%, företrädesvis minst 95 mol-%, användas som en 461 355 föredragen eten-vinylalkoholsampolymer.

Polypropenplastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning är särskilt användbar som en sammansättning, som möjliggör in- blandning av avfallsmaterial och liknande, som bildas, när de ovan beskrivna formprodukterna framställs, och skall återanvän- das. Mängden avfallsmaterial eller liknande som inblandas i sam- mansättningen och skall återanvändas ligger i allmänhet i in- tervallet l-6 vikt-% beräknat på mängden eten-vinylalkoholsam- polymer exempelvis. Användbarheten hos plastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning belyses med en sådan polypropen- plastsammansättning.

Ett avfallsmaterial erhålls, när gjutna eller formade föremål med flera skikt framställs, vanligen med sättet med smältning och samsprutning, varvid varje föremål bildas av ett skikt av en gasspärrplast såsom nylon eller en eten-vinylalkoholsampoly- mer och ett annat skikt av en polypropenplastsammansättning, som eventuellt innehåller nylon eller en eten-vinylalkoholsam- polymer. Avfallsmaterialet kan inblandas i en polypropenplast- sammansättning, som eventuellt innehåller nylon eller en eten- vinylalkoholsampolymer, och den resulterande blandningen under- kastas ånyo en smältning-sprutning, så att ett skikt av en po- lypropenplastsammansättning bildas. En speciell effekt av poly- propenplastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning be- står i att den kan förbättra den termiska stabiliteten hos blandningen vid dess smältning-sprutning. Polypropenplastsam- mansättningen enligt föreliggande uppfinning är följaktligen effektiv, i synnerhet när avfallsmaterial får cirkulera, t.ex. i en konstant mängd av 20-50% eller liknande. Användbara av- fallsmaterial omfattar exempelvis justeringsavfall, när ark med flera skikt termiskt formas till behållare, eller avfall, när behållare formas av separerande skikt (parisons) med flera skikt.

När en behållare eller ett ark med flera skikt framställs på det ovan beskrivna sättet, kan inte någon uppkomst av förore- 461 355 ningar till följd av bränning av plasten iakttas på skruven el- ler i formen hos sprutmaskinen. T o m när en tunn folie, t.ex.

I) med en tjocklek av 25 pm, bildas, kan inte nägra porer , föro- reningsinneslutningar, fiskögonmönster etc iakttas. Polypropen- plastsammansättningen enligt föreliggande uppfinning är därför användbar som ett formmaterial med flera skikt tillsammans med en annan plast med gasspärregenskaper.

Föreliggande uppfinning skall beskrivas i detalj i det följan- de med hjälp av följande exempel.

Exempel 1 Till 100 viktdelar polypropenpulver sattes 0,1 viktdelar kal- ciumstearat, 0,1 viktdelar magnesiumhydroxid och 0,1 viktdelar 2,6-di-tert-butyl-p-kresol som ett antioxidationsmedel. Den resulterande blandningen blandades i en Henschel-blandare och strängsprutades vid 230°C genom en sprutmaskin, varvid poly- propenkorn (i det följande förkortat "PP") erhölls. Deras smält- flytindex var 1,2 g/10 min . PP-kornen fick sedan en tillsats av 2 vikt-% av en eten-vinylalkoholsampolymer ( i det följande förkortad “EVOH"; etenhalt: 30 mol-%; förtvàlningstal 98% el- ler högre; "Eval" (varumärke),produkt från Kuraray Co., Ltd).

En sprutmaskin med en cylinder på 30 mm (L/D = 22) användes och dess temperatur instänaes på 21o°c (cl), 2so°c (c2),2so°c (CB) resp. 250°C (form).

Den enligt ovan framställda blandningen sprutades sedan som korn med en utmatningshastighet av 4 kg/timme under 2 timmar.

Skruven fick ingen avlagring av bränd plast och formen fick ingen som helst avlagring av bränd plast. En 25 pm tjock folie bildades vid en plasttemperatur av 220°C av de sålunda erhållna kornen medelst en filmsprutmaskin utrustad med T-form. Varken förekomst av porer eller bildning av föroreningar till följd av bränd plast kunde iakttas. Folien hade en tillfredsställande kvalitet. fu 461 335 Exempel 2 PP-kornen blandades med EVOH i en mängd av 6 vikt-% i stället för 2 vikt-%. Den resulterande blandningen sprutades som korn pá samma sätt som i Exempel 1 och därefter bildades en folie.

Liksom i Exempel l kunde inte någon avlagring av bränd plast iakttas pà skruven eller i formen i sprutmaskinen och den re- sulterande folien med en tjocklek av 25finn visade sig vara fri från föroreningar.

Jämförande exempel 1 PP-korn erhölls på samma sätt som i Exempel 1, men magnesium- hydroxid tillsattes'inte. PP-kornen fick sedan en tillsats av 2 vikt-% EVOH, varefter korn sprutades i 2 timmar. En avsevärd avlagring av bränd plast kunde iakttas pá skruven. Den avlagra- de plasten hade en gul färg. 792 mg avlagring av bränd plast uppsamlades fràn formen. De resulterande kornen formades till en 25)nntjock folie på samma sätt som i Exempel 1. En mängd föroreningar till följd av bränd plast kunde iakttas i folien.

A Jämförande exempel 2 PP-korn erhölls på samma sätt som i Exempel 1, men kalciumstea- rat användes inte. I enlighet med sättet i Exempel l inblandades 2 vikt-% EVOH och den resulterande blandningen sprutades som korn i 2 timmar. En avlagring av bränd plast med en gul färg kunde iakttas på en spetsig del av skruven. 130 mg avlagrad bränd plast kunde uppsamlas från formen. De resulterande kor- nen formades till en 25 Ann tjock folie. Inneslutningar av föro- reningar till följd av bränd plast kunde iakttas i folien.

Exempel 3 PP-korn erhölls pà samma sätt som i Exempel 1 , men 0,2 vikt- delar zinkstearaztillsattes i stället för kalciumstearat och 0,1 viktdeïar magnesiumoxid tillsattes i stället för magnesium- hydroxid. PP-korn fick sedan en tillsats av 2 vikt-% EVOH och 461 335 10 korn sprutades i 2 timmar. Skruven var fri från avlagring av bränd plast . Ingen avlagring av bränd plast kunde iakttas i formen. En 25 pnl tjock folie erhölls pà samma sätt som i Exemp- let l. Den innehöll inga föroreningar och hade en tillfredsstäl- lande kvalitet.

Exempel 4 Sprutning av korn utfördes på samma sätt som i Exempel 1, men 6 vikt-% nylonplast ( "CM 1041" (varunamn), produkt från Toray Industries, Inc. ) inblandades i stället för 2 vikt-% EVOH. Ing- en avlagring av bränd plast kunde observeras på skruven och for- men. En 25 pm tjock folie erhölls på samma sätt som i Exempel l.

Varken porer eller inneslutningar av föroreningar till följd av bränd plast kunde iakttas. Folien hade tillfredsställande yttre utseende.

Jämförande exempel 3 Sprutning av korn utfördes på samma sätt som i Exempel 4, men magnesiumhydroxid tillsattes inte. Resultatet blev att någon av- lagring av bränd plast inte kunde iakttas på skruven och formen.

Men ett flertal fiskögon med en diameter av ca 0,1-0,3 mm kunde iakttas, när de enligt ovan framställda kornen formades till en 25 Pm tjock folie. Folien kunde sålunda inte användas kommersi- ellt. ' Exempel S PP-korn erhölls pà samma sätt som i Exempel 1, men mängden kal- ciumstearat ändrades till 0,2 viktdelar och 0,1 viktdelar magne- siumoxid tillsattes. PP-korn fick sedan en tillsats av 3 vikt-% EVOH och korn sprutades i 2 timmar. Skruven var fri från avlag- ring av bränd plast. Ingen avlagring av bränd plast kunde iakt- tas i formen. En 25 pm tjock folie bildades på samma sätt som i Exempel 1. Folien var fri från föroreningar och hade en till- fredsställande kvalitet.

(J 461 335 11 Exemgel 6 Ett laminerat ark sprutades medelst en sprutmaskin för sprutning av flera ark samtidigt pà sà sätt att det laminerade arket hade en struktur bestående av 3 plasttyper i 5 skikt, nämligen PP- skikt, som bildades av PP-korn erhållna i Exempel 1, PP-skikt av bindemedelstyp och ett EVOH-skikt, vilka skikt hade följande ordning: PP/bindemedel-PP/EVOH/bindemedel-PP/PP. PP-skikten, bindemedel-PP-skikten och EVOH~skiktet var ca 0,35 mm, ca 0,05 mm resp. ca 0,05 mm tjocka och den totala tjockleken var ca 0,85 mm.

Behållare formades termiskt av det laminerade arket. Bortskurna delar maldes till ett avfallsmaterial. Avfallsmaterialet inblan- dades med ett blandningsförhállande av 35% i ovannämnda PP-korn och på samma sätt som ovan har beskrivits erhölls ett laminerat ark bestående av 3 plasttyper i 5 skikt, nämligen med följand- de struktur: PP + avfallsmaterial /bindemedel-PP/EVOH/bindeme- del-PP/PP + avfallsmaterial. Termisk formning och avfallsmate- rialáteranvändning upprepades.

Den genomsnittliga EVOH-halten i PP- och avfallsmaterialskiktet var 2-3%. Ingen avlagring av bränd plast kunde iakttas på skru- ven, formen eller liknande hos sprutmaskinen under det lamine- rade arkets formning. Varken förekomst av porer eller inneslut- ningar av föroreningar till följd av bränd plast kunde obser- veras i det laminerade arket.

Claims (8)

461 535 12 PATENTKRAV

1. Polypropenplastsammansättning, k ä n n e t e c k n a d av att den 5 består av 100 viktdelar polypropenplast, 0,05-1 viktdelar av ett metallsalt av en fettsyra och 0,01-1 viktdelar av oxiden och/eller hydroxiden av en alkalisk jordartsmetall.

2. Polypropenplastsammansättníng enligt krav 1, k ä n n e L e c k - n a d av att polypropenplasten innehåller nylon eller en eten- vínylalkoholsampolymer.

3. Polypropenplastsammansättning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att nylonen-eller eten-vinylalkoholsampolymeren är ett av- fallsmaterial, som har církulerats från framställningen av behållare eller arkmaterial med flera skikt, som var(t) och en (ett) har formats av ett skikt framställt av nylonen eller eten-vinylalkoholsampolymeren och ett skikt framställt av en polypropenplastsammansättning.

4. Polypropenplastsammansättning enligt krav 2, k ä n n e t e c k ~ n a d av att metallsaltet av fettsyran är saltet av en högre fettsyra, som tillhör gruppen bestående av oljesyra, stearinsyra och palmitin- syra, och en metall, som tillhör gruppen bestående av kalcium, magne- sium, zink och aluminium.

5. Polypropenplastsammansättning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - ' n a d av att den alkaliska jordartsmetallen är magnesium.

6. Polypropenplastsammansättníng enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att eten-vinylalkoholsampolymeren har en etenhalt av 10-80 mol-% och ett förtvålningstal av minst 90 mo1J.

7. Ett ark med flera skikt, vilket ark består av ett skikt framställt av nylon eller en eten-vinylalkoholsampolymer och ett annat skikt framställt av en polypropenplastsammansättníng, som består av 100 viktdelar polypropen, som innehåller nylon eller en eten-vinylalkohol- sampolymer, 0,05-1 viktdelar av ett metallsalt av en fettsyra och . Il 461 335 13 0,01-1 viktdelar av oxiden och/eller hydroxiden av en alkalisk jord- artsmetall.

8. Sätt att framställa ett ark med flera skikt, k ä n n e t e c k - n a d av att nylon eller en eten-vinylalkolholsampolymer sprutas till- sammans med en polypropenplastsammansättning, som består av 100 vikt- delar polypropen, som innehåller nylon eller en eten-vinylalkolholsam- polymer, 0,05-1 viktdelar av ett metallsalt av en fettsyra och 0,01-l víktdelar av oxiden och/eller hydroxiden av en alkalisk jordarts- metall.