CH628301A5 - Process for producing a plastic container for packaging goods such as foodstuffs, beverages, medicaments and cosmetics - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE 8. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass man eine innere Vorform und eine äussere Vorform aus einem

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters zum Kunststoff herstellt, diese miteinander vereinigt und aus dieser Verpacken von Waren, wie Lebensmitteln, Getränken, Arznei- Kombination einen Behälter bläst, wobei die innere Vorform aus mittein und Kosmetika, dadurch gekennzeichnet, dass er aus 5 einem ungebrauchten Kunststoff und die äussere Vorform aus einer inneren, mit den Waren in Kontakt kommenden Schicht einem Recycle-Kunststoff besteht,

aus einem frischen Harz und einer äusseren Schicht aus einem 9. Verfahren nach/Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

Recycle-Harz hergestellt wird, wobei beide Schichten aus dem man als Kunststoff einen solchen verwendet, der hergestellt gleichen Harzmaterial bestehen. worden ist durch Polymerisation von 100 Gew.-Teilen aus

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass10 (A) mindestens 50 Gew. % mindestens eines Nitrils mit der es sich bei dem Harzmaterial um ein solches handelt, das erhalten Struktur CH2=C—CN, worin R Wasserstoff, eine niedere Alkyl-wird durch Polymerisation von 100 Gew.-Teilen aus |

(A) mindestens 50 Gew.- % mindestens eines Nitrils mit der R

Struktur CH2=C- CN, worin R Wasserstoff, eine niedere Alkyl- grappe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen bedeu-| 15 tet, und

R (B) bis zu 50 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht von gruppe mit Ibis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen bedeu- + "(B)> mindestens eines Vertreters aus der Gruppe tet, und (1.) eines Esters mit der Struktur CH2=C— COOR^worin Rt

(B) bis zu 50 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht von I (A) + (B), mindestens eines Vertreters aus der Gruppe 20

(1.) eines Esters mit der Struktur CH2=C—COOR2, worin R! Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen

| oder ein Halogen und R, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlen-

Rj stoffatomen bedeuten,

25 (2.) eines a-Olefins mit der Struktur R', worin R' und Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit Ibis 4 Kohlenstoffatomen i oder ein Halogen und R2 eine Alkylgruppe mit Ibis 6 Kohlen- CH>=C

stoffatomen bedeuten, ,r

(2.) eines a-Olefins mit der Struktur R', worin R'und R"

f 30 R" Alkylgruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten,

CH2=C (3.) eines Vinyläthers, ausgewählt aus der Gruppe Methylvi-

I . nyläther, Äthylvinyläther, der Propylvinyläther und der Butylvi-

R nyläther,

R" Alkylgruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten, Vinylacetat,

(3.) eines Vinyläthers, ausgewählt aus der Gruppe Methylvi- 35 fö ) Inden ^

nyläther, Äthylvinyläther, der Propylvinyläther und der Butylvi- . ^ '' n en' ... 1cn^ ..

J.... ■> - J t-jj j m Gegenwart von 0 bis 150 Gew.-Teilen von

(A \ V' I (C) einem kautschukartigen Polymerisat eines konjugierten f5ÌStrolund' Dien-Monomeren, ausgewählt ausder Gruppe Butadien und f 6 ) Inde 40 IS0Pren. und gegebenenfalls eines Komonomeren, ausgewählt in Gegenwart'von 0 bis 150 Gew.-Teilen von ausder OrappeStyroUeines Nitnlmonomerenmitder Struktur

(C) einem kautschukartigen Polymerisat eines konjugierten CH2=C-CN, worin R die oben angegebenen Bedeutungen hat, Dien-Monomeren, ausgewählt aus der GruppeButadien und ^

Isopren, und gegebenenfalls einem Komonomeren, ausgewählt . ^ t j r, 1 , • xT-4.-l „ j ,Ct 11.. und eines Monomeren mit der Struktur CH2=C—COOR2 worin aus der Gruppe Styrol, eines Nitnlmonomerenmitder Struktur 45 z

CH2=C—CN worin R die oben angegebenen Bedeutungen hat I

"1 Ri

I R] und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben, wobei das

R . kautschukartige Polymerisat 50 bis 100 Gew.-% polymerisiertes und eines Monomeren mit der Struktur CH2=C—COOR2 worin konjugiertes Dien und 0 bis 50 Gew.-% Komonomeres enthält.

I 50 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

Ri dass als Komponente (A) Acrylnitril verwendet wird.

Ri und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben, wobei das

kautschukartige Polymerisat 50 bis 100 Gew.-% polymerisiertes konjugiertes Dien und 0 bis 50 Gew.-% Komonomeres enthält.55 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eins für

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung von Waren und Lebensmitteln, Getränken,

es sich bei der Komponente (A) um Acrylnitril handelt. Arzneimitteln und Kosmetika. Recycle-Kunststoffbehältermüs-

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- sen rn't einer inneren Schicht aus einem frischen, d. h. unge-net, dass es sich bei der Komponente (B) um Methylacrylat brauchten , von der FDA genehmigten Kunststoff und einer handelt. 60 Aussenschicht aus dem gleichen Kunststoffmaterial, das

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch Recycle-Bedingungen (Rückgewinnungsbedingungen) untergekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente (C) um ein worfen worden ist, versehen sein.

Butadien/-Acrylnitril-Mischpolymerisat handelt. Es wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen, um

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch Kunststoffbehälter wiederzuverwenden, um die Umwelt sauber gekennzeichnet, dass er die Form einer Flasche hat. 65 zu halten und Energie zu sparen. Es wurden bereits viele

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch Vorschläge gemacht, Kunststoffbehälter einer Wiederverwen-gekennzeichnet, dass die Kontaktschicht mindestens 0,025 mm dung zuzuführen und dadurch die Menge von festem Abfall, der dick ist. durch diese Materialien gebildet wird, zu vermindern und den

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Verbrauch an fossilen Rohstoffen, insbesondere an Erdöl, welche die Rohmaterialquellen für die meisten Kunststoffe darstellen, zu senken. Die Wiederverwendung von gebrauchten Kunststoffbehältern kann die folgenden Stufen umfassen: (1) Verbrennen der gebrauchten Kunststoffbehälter zur Ausnutzung ihres Heizwertes, (2) Zerkleinern der gebrauchten B ehälter und Verwendung des zerkleinerten Kunststoffs für andere Anwendungszwecke, beispielsweise als Füllstoffe für Asphalt oder Beton,

oder Verformung des zerkleinerten Materials zu Formkörpern, wie z. B. Abflussrohren, Kanalisationsrohren und dgl., und (3) sorgfältiges Aussortieren und Reinigen der gebrauchten Behälter, Zerkleinern und Wiederverwenden des zerkleinerten Materials zusammen mit etwas frischem Kunststoff (frisch hergestellt, nicht wiederverwendet) für Behälter für Lebensmittel,

Getränke, Arzneimittel und Kosmetika. Obgleich das obige Verfahren (3) als die geeignetste Möglichkeit der Wiederverwendung erscheinen müsste, ist es zweifelhaft, ob die Aussortie-rungs- und Reinigungskontrollen ausreichen würden, um zu gewährleisten, dass dieser zerkleinerte Kunststoff immer die meisten Normen der FD A-Vorschriften, die für das frische Harz gelten, erfüllen würde.

Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines den Normen der FD A entsprechenden Kunststoffbehälters durch Verwendung von wiedergewonnenem Kunststoff.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet. Dadurch ist das FD A-genehmigte, frische Harz mit kontrollierter Reinheit stets das Einzige, das mit dem Nahrungsmittel, dem Getränk, dem Arzneimittel, dem Kosmetikum oder dem anderen Produkt in Kontakt kommt, und der weniger reine, von der FD A wahrscheinlich nicht gebilligte Recycle-Kunststoff liegt auf der Aus-senseite des Behälters und kann diesem die physikalische Festigkeit und die anderen Eigenschaften, die für den Behälter erforderlich sind, verleihen. Bei dem frischen Harz und dem Recycle-Harz handelt es sich in den erfindungsgemässen Behältern um das gleiche Material mit Ausnahme der oben genannten Unterschiede in bezug auf die Reinheit. Es ist somit möglich, Kunststoffbehälter leicht in neuen Behältern wiederzuverwenden, die für die Verwendung zum Verpacken von Lebensmitteln, Getränken, Arzneimitteln, Kosmetika und anderen Konsumprodukten völlig sicher sind.

Obgleich im Rahmen der vorliegenden Erfindung die meisten thermoplastischen Harze bevorzugt sind, wiez. B. Polyolefine, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Mischpolymerisate, ABS, Poly-carbonate, Polyester, Polystyrole, SAN-Harzeund die neueren Nitrilsperrschicht-Harze, sind die Nitril-Sperrschicht-Harze wegen ihrer ausgezeichneten gasdichten Eigenschaften, ihrer ausgezeichneten chemischen Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien) und ihrer sehr vorteilhaften übrigen Eigenschaften die am meisten bevorzugten Harze.

Bei den Nitril-Sperrschichtharzen handelt es sich um Homo-polymerisate und Mischpolymerisate mit einem grösseren Anteil eines olefinisch ungesättigten Nitrils, gegebenenfalls zusammen mit einem kleineren Anteil mindestens einer anderen polymeri-sierbaren Komponente, wobei gegebenenfalls noch ein Dienkautschuk vorhanden ist. Bei den am meisten bevorzugten Nitril-Sperrschichtharzen handelt es sich um solche, die erhalten werden durch Polymerisation von 100 Gew.-Teilen aus (A) mindestens 50 Gew.-% mindestens eines Nitrils der Struktur CH2=C—CN, worin R Wasserstoff, eine niedere Alkylgruppe mit

R

1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen bedeutet, und (B) bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von (A) + (B), mindestens eines Vertreters aus der Gruppe (1) eines Esters mit der Struktur CH2=C—COOR2, worin R] Wasserstoff, eine

Ri

Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, (2) eines a-Olefins mit der Struktur R', worin R' und

I

5 CH2=C

I

R"

R" Alkylgruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten, (3) ig eines Vinyläthers, ausgewählt aus der Gruppe Methylvinyläther, Äthylvinyläther, der Propylvinyläther und der Butylviyläther, (4) Vinylacetat, (5) Styrol und (6) Inden, in Gegenwart von 0 bis 150, vorzugsweise von 0 bis 40 Gew.-Teilen von (C) einem kautschukartigen Polymerisat eines konjugierten Dienmonome-ren, ausgewählt aus der Gruppe Butadien und Isopren, und gegebenenfalls eines Komonomeren, ausgewählt aus der Gruppe Styrol, eines Nitrilmonomeren mit der Struktur CH2=C-CN,

I ~

R

20 worin R die oben angegebenen Bedeutungen hat,' und eines Monomeren mit der Struktur CHi=C—COOR2, worin R, und R2

- 1

Ri

die oben angegebenen Bedeutungen haben, wobei das 25 kautschukartige Polymerisat 50 bis 100 Gew.-% polymerisiertes konjugiertes Dien und 0 bis 50 Gew.-% Komonomeres enthält.

Es gibt verschiedene Vorgehen zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der Recycle-Behälter, wie z. B. die Verwendung von dualen Spritzformeinheiten zum Formspritzen 30 eines Behälters, wie z.B. einer Flasche, mit einem Kern aus frischem Kunststoff und einer Aussenschicht aus Recycle-Kunst-stoff. Der fertiggestellte Behälter hat das Aussehen, als wäre er aus einem einzigen Material hergestellt, wobei keine Probleme in bezug auf Brechungsindexdifferenzen und dgl. auftreten. Ein 35 anderes bevorzugtes und annehmbares Verfahren ist das Einsetzen eines wärmegeformten Rohres aus frischem Kunststoff auf den Spritzformkernzapfen mit nachfolgendem Formspritzen des gebrauchten Kunststoffes vor dem Blasen des zusammengesetzten Behälters (Verbundbehälters). Es können zwei Rohre mit 40 verschiedenen Durchmessern geformt werden und aus diesen Rohren geschnittene Röhren können ineinandergesteckt werden (wobei die Röhre aus dem frischen Kunststoff auf der Innenseite ist), und der Verbund kann geblasen werden, um eine Flasche oder dgl. zu erzeugen. Es können zahlreiche andere Verfahren 45 bei der Herstellung der Recycle-Behälter angewendet werden. Die Recycle-Behälter bestehen somit aus einem einzigen Kunststoffmaterial, und sie stellen Verbundmaterialien aus einem frischen Kunststoff auf der Innenseite (der mit dem Produkt in Kontakt kommenden Oberfläche) und einem wieder-so verwendeten Kunststoff auf der Aussenseite dar, die mit dem darin verpackten Produkt nicht in Kontakt kommt. Die innere Auskleidung aus dem frischen Harz kann farblos oder durch irgendeinen Farbstoff gefärbt sein, und die äussere Recycle-Schicht kann klar sein oder die gleiche oder andere Farbe als die 55 innere Schicht haben. So kann beispielsweise im Falle einer Kunststoff-Bierflasche die innere Auskleidung aus einem klaren Nitril-Sperrschichtharz und die äussere Schicht aus einem braun gefärbten Recycle-Nitril-Sperrschichtharz bestehen. Das Gesamtaussehen der Flasche ist braun.

60 Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Recycle-Flasche, teilweise im Schnitt;

65 Fig. 2 eine Seitenaufrissansicht, teilweise im Schnitt, der inneren Vorform aus dem neuen (ungebrauchten) Harz;

Fig. 3 eine Seitenaufrissansicht, teilweise im Schnitt, der äusseren Vorform aus dem wiederverwendeten Harz:

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Fig. 4 eine Seitenaufrissansicht, teilweise im Schnitt, der Erfindung kann beispielsweise eine Anlage zur Herstellung von

Verbund-Vorform; Bierflaschen ausNitril-Sperrsehichtharzenmit verschiedenen

Fig. 5 eine Ansicht der Flasche gemäss Fig. 1 entlang der Linie Gehalten an frischem Harzmaterial arbeiten, um Schwankungen

5-5; und in der Verfügbarkeit des Recycle-Malerials zu kompensieren.

Fig. 6 eine Ansicht der Flasche gemäss den Fig. 1 und 5 s Da die Behälter eine ausgezeichnete Lösungsmittelbeständig-

entlang der Linie 6-6. keit, Wasserbeständigkeit und eine geringe Durchlässigkeit für

Die Recycle-Flasche 1, bestehend aus einer Kombination aus Gase und Dämpfe aufweisen können, eignen sie sich auch sehr einer inneren Vorform 2 und eine Vorform aus dem wiederver- gut in der Verpackungsindustriein Form von Flaschen , Filmen,

wendeten Harz 3 wird hergestellt entweder unabhängig durch Folien, Hüllen, Boxen uiïd dgl., für die Aufnahme von Feststof-

Formspitzen oder Extrusionsformen, wie in Fig. 3 dargestellt, 10 fen und Flüssigkeiten.

oder durch Formspritzen oder Extrusionsformen über der inne- Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläu-

ren Vorform 2, wie in Fig. 4 dargestellt, unter Bildung einer tert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die darin für die

Verbund-Vorform 4, die dann in einer geeigneten Flaschenform verschiedenen Zusätze angegebenen Mengen beziehen sich,

zu der Recycle-Flasche 1 geblasen wird. Die innere Vorform 2 wenn nichts anderes angegeben ist, auf Gew.-Teile.

kann durch Wärmeverformung aus einer Folie aus einem frischen 15 -

Harz, durch Spritzformen oder Extrusionsformen des neuen Beispiel 1

(ungebrauchten) Harzes, hergestellt werden. Vorzugsweise wird _ Eine Recycle-Flasche wurdehergestellt aus einem Barex®

die Recycle-Flasche in der Weise hergestellt, dass die Enddicke 210-Harz, einem mit Nitrilkautschuk modifizierten Acrylnitril/

der aufgeblähten Vorform 2 an ihrem dünnsten Punkt in der Methylacrylat-Misehpolymerisäü, das in der US-Patentschrift

Flasche mindestens 0,025 mm (1 mil) beträgt, so dass das letztlich 20 3426102 näher beschrieben ist. Eine extrudierte Folie aus dem in der Flasche verpackte Material nur demfrischen Harz ausge- frischen Harz mit einer Dicke von 0,51 bis 0,76 mm (20 bis 30

setzt wird. mils) wurde imVakuum thermisch über einem Dorn geformt

In vielen Fällen wurde bereits vorgeschlagen, Kunststoff- unter Bildung einer inneren Vorform des in der Fig. 2 dargestell-Verbundstrukturen herzustellen durch V erwendung yönminde- ^ ten Typs. Die innere Vorform wurde auf den Kernzapfen einer stens 2 verschiedenen Typen von Kunststoffmaterialien. Die Spritzblasformvorrichtung gesetzt und eine äussere Vorform aus HerstellungsolcherVerbundmaterialienschafftjedochPro- wiederverwendetemBarex®210-Iïarz wurde auf die innere blemein bezug auf eine geeignete Bindung, in bezug auf die Vorform formgespritzt unter Bildung einer Verbund-Vorform Extrusionsviskositäten und dgl., die bei den hier offenbarten desinFig. 4 dargestellten Typs. Das Verbundmaterial wurde homogenen Verbundstrukturen keine Probleme darstellen. " dann auf eine Temperatur von etwa 104 bis etwa 121°C (220 bis Die vorliegende Erfindung kann ein Mittel zur Verwendung 30 250°F) gebracht und in eine Blasformstation eingeführt und es von hohen Gehalten an Recycle-Kunststoff darstellen, ohne dass wurde eine biaxial orientierte Flasche des in Fig. Idargestellten dadurch die Wirksamkeit des Behälters beeinöusst wird, wobei Typs geblasen. Die gesamte innere Oberfläche der so hergestell-Behälter erhalten werden können, die gefahrlos zum Verpacken ' tenFlasche bestand aus dem von der FD A gebilligten frischen von Lebensmitteln,- Getränken, Arzneimitteln und Kosmetika ^ Harz und eignete sich dafür, mit Nahrungsmitteln und Getränverwendet werden können. Bei der technischen Anwendung der ken sämtlicher Typen-in Kontakt zu kommen.

2 Blatt Zeichnungen