用于制造薄壁的塑料小部件的方法和薄壁的塑料小部件技术

描述了一种用于制造平均壁厚度小于1.5mm的薄壁的塑料小部件的方法，其中塑料小部件在塑料注塑成型法中由聚乙烯呋喃酸酯(PEF)制造，所述聚乙烯呋喃酸酯具有0.3dl/g至0.7dl/g，优选小于0.6dl/g的粘度，所述粘度根据按照ASTM D4603的测量方法来测量，所述聚乙烯呋喃酸酯在塑料注塑时具有小于100ppm的含水量。酸酯在塑料注塑时具有小于100ppm的含水量。

【技术实现步骤摘要】
用于制造薄壁的塑料小部件的方法和薄壁的塑料小部件
[0001]本专利技术是申请日为2016年1月20日、申请号为201680008651.2(PCT/EP2016/051129)、专利技术名称为“用于制造薄壁的塑料小部件的方法和薄壁的塑料小部件”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种用于制造薄壁的塑料小部件的方法。本专利技术还涉及一种薄壁的塑料小部件。

技术介绍

[0003]就本专利技术而言的塑料小部件涉及例如用于饮料包装件的封闭件；例如管肩的包装件的一部分；例如用于咖啡、可可或茶的杯、胶囊状容器和泡罩状包装件(垫)等的整个包装件。就本专利技术而言，如下塑料小部件被视为是薄壁的，所述塑料小部件具有小于1.5mm的平均壁厚度。
[0004]这类薄层的塑料小部件通常由通用塑料(Massenkunststoffen)，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)制造。因为由这些通用塑料构成的塑料小部件尤其也由于其薄壁性相对于氧气、二氧化碳和水蒸汽仅具有相对差的阻隔性能，所以在由这些材料制造塑料小部件时通常设有附加的阻隔层，或者塑料必须在其加工成塑料小部件之前混合有阻隔添加剂。乙烯
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乙烯醇共聚物(EVOH)、聚羟基乙酸(PGA)或聚酰胺例如用作为阻隔层。经常也应用具有等离子体覆层的，例如碳覆层(DLC)的覆层或者薄的钛覆层、铝覆层或氧化硅覆层的塑料小部件，以便实现所要求的阻隔性能。
[0005]制造这类薄壁的塑料小部件通常通过多层薄膜的热成型(深冲)实现。多层薄膜的制造是相对简单的并且在市场上广泛使用。热成型(深冲)表示传统的应用领域，尤其用于例如在食品行业中的包装件的制造并且已经充分经受住考验。
[0006]然而，在热成型中使用多层薄膜或板对于回收利用而言证实是不利的，因为如果有特定材料(Einzelmaterialien)的话，多层的塑料小部件难以与特定材料分开。在热成型的情况下，经常仍需要冲压丝网，所述冲压丝网难以或完全不能够输送给回收利用工艺。由此，经常无法实现所力求达到或规定的回收利用率。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的是消除所描述的现有技术的薄壁的塑料小部件的缺点。应当实现一种用于制造这类薄壁的塑料小部件的方法，借助所述方法可制造塑料小部件，所述塑料小部件能够在其常规使用之后简单地回收利用。
[0008]该目的的解决方案在于根据本专利技术的用于制造薄壁的塑料小部件的方法。根据本专利技术，所述目的也通过根据本专利技术的薄壁的塑料小部件实现。本专利技术的改进方案和/或有利的实施方案变型形式在下文中描述。
[0009]本专利技术提出一种用于制造平均壁厚度小于1.5mm的薄壁的塑料小部件的方法，其中塑料小部件在塑料注塑成型法中由聚乙烯呋喃酸酯(PEF)制造，所述聚乙烯呋喃酸酯具有0.4dl/g至0.7dl/g，优选小于0.6dl/g的粘度，所述粘度根据按照类似于ASTM D4603的测量方法测量，ASTM D4603描述在PET材料中进行的测试，所述聚乙烯呋喃酸酯在注塑塑料时具有小于100ppm的含水量。理想地，在塑料注塑时含水量小于30ppm。
[0010]通过应用粘度非常低的聚乙烯呋喃酸酯(PEF)能够在塑料注塑成型法中非常经济地制造塑料小部件。在此，粘度根据类似ASTM D4603的测量方法确定。这些标准化的测量方法虽然已经针对确定PET的粘度来研发，然而也可以类似地应用于PEF。选择类似于ASTM D4603的、PEF的粘度的测量方法，因为对于材料PEF尚不存在用于粘度测量的专用标准。
[0011]将非常流质的PEF用作为原材料降低了其制造成本，因为能够弃用费时的并且高成本的固相聚合过程(或缩聚过程)或该固相聚合过程仅须小范围地执行，以便达到所期望的粘度。此外，在塑料注塑成型时应用流质的PEF具有优点。在塑料注塑成型时借助于流质的PEF能够非常简单地产生长的、薄的流动路径，而不存在如下危险：PEF熔化物过早凝固或在PEF熔化物中出现分子链的取向。这允许在塑料注塑成型法中制造非常薄壁的并且低畸变的轮廓。
[0012]用于塑料注塑成型法的PEF的低的粘度也对PEF的阻隔性能产生正面影响，因为流质的PEF通过其相对短的分子链是明显更易移动的从而能够更得多地结晶直至所期望的结晶度。较高的结晶度有利于注塑成型的薄壁的塑料小部件的阻隔性能以及耐热性。另一方面，塑料小部件的较高的无定形态有利于低温耐冲击性。例如，无定形的PEF与壁厚度类似的PET相比已经具有10倍高的相对于氧的阻隔性能。与PP对比，无定形的PEF相对于氧的阻隔性能甚至为直至300倍。与相同壁厚度的PET对比，PEF相对于水蒸气的阻隔性能也为其2倍。因此，无定形的PEF相对于传统应用的塑料已经具有在保持被移注的产品的香气方面的优点。由此，薄壁的塑料小部件能够作为单层的结构来制造。省去用于热成型的多层薄膜或板的制造以及经常使用的冲压丝网。与热改型相比，对于塑料注塑成型法而言，所必须被加热并且再次冷却的塑料材料也是更少的。由此，本身较复杂的塑料注塑成型法是热成型(深冲)的更低成本的替选方案。由单层的PEF注塑成型的塑料小部件能够完全输送给回收利用过程，这能够对所力求达到的回收利用率产生有利影响。
[0013]在此，在塑料注塑成型法中所加工的PEF具有小于100ppm的含水量。优选地，在塑料注塑成型法中所加工的PEF的含水量小于30ppm。为此，PEF在其加工之前被干燥。在PEF在塑料注塑成型法中被加工之前，设定其粘度和含水量有助于保持PEF的分子结构并且尤其其链长度。通过干燥PEF降低链的水解分解，并且通过在PEF注塑成型时的水解作用能够抑制PEF的链断裂。在此，PEF的制备在时间上应当尽可能接近其在塑料注塑成型法中的继续加工。就本专利技术而言，在此将0至2小时的时间段视为在时间上接近。在塑料注塑成型法中用于制造薄壁的塑料小部件的PEF在此能够具有直链结构或者包含较小的或较大的分枝。
具体实施方式
[0014]在一个方法变型形式中，用于塑料注塑成型法的PEF能够包括10％至100％的生物基PEF。出于生态学原因，应用生物基PEF是值得向往的，因为对于制造PEF而言仅使用可再生物质。
[0015]在另一方法变型形式中，所使用的PEF能够包括直至100％的可再生材料。由于PEF的制造方法和用于干燥并且继续加工PEF的温度，可能的小的杂质与其他物质，尤其其他物聚合物是次要的。因此，包含可再生材料的注塑成型的塑料小部件能够在不受限制的情况下与包装物品的直接接触。
[0016]另一方法变型形式能够提出，PEF以物理或化学的方式发泡，直至其具有0％至30％的发泡度。在此，PEF的发泡能够在所使用的注塑成型模具的模具型腔内部进行。
[0017]另一方法变型形式能够提出与可容易氧化的附加材料进行混合，所述附加材料能够在有催化剂或没有催化剂的情况下与氧反应从而能够对填料挡防氧气。例如考虑钴盐作为催化剂。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造平均壁厚度小于1.5mm的薄壁的塑料小部件的方法，其特征在于，所述塑料小部件在塑料注塑成型法中由聚乙烯呋喃酸酯(PEF)制造，其中在塑料注塑成型法中加工所述聚乙烯呋喃酸酯之前将所述聚乙烯呋喃酸酯的粘度设定为0.4dl/g至0.7dl/g，优选小于0.6dl/g，所述粘度根据按照ASTM D4603的测量方法来测量，并且在塑料注塑成型法中加工所述聚乙烯呋喃酸酯之前通过干燥将所述聚乙烯呋喃酸酯的含水量设定为小于100ppm，优选小于30ppm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将PEF用于所述塑料注塑成型法，所述PEF包括10质量％至100质量％的生物基PEF。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将PEF用于所述塑料注塑成型法，所述PEF包括直至100％的可再生材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述PEF以物理或化学的方式发泡，直至具有0％至30％的发泡度。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述PEF在干燥温度下干燥，所述干燥温度大于100℃，但小于200℃。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述干燥过程期间搅拌所述PEF。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过输送呈微波辐射形式的能量辅助所述P...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：阿尔温莱纳股份有限两合公司阿尔普拉工厂，
类型：发明
国别省市：