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Dokumentenidentifikation DE69214462T2 20.03.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0630342
Titel KUNSTSTOFFBEUTELVERPACKUNG FÜR HEISSSIEGELFÄHIGE POLYMERPRODUKTE
Anmelder E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Del., US
Erfinder KEAN, Norman, Buchanan, deceased, GB
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 69214462
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 17.03.1992
EP-Aktenzeichen 929148971
WO-Anmeldetag 17.03.1992
PCT-Aktenzeichen US9202181
WO-Veröffentlichungsnummer 9318984
WO-Veröffentlichungsdatum 30.09.1993
EP-Offenlegungsdatum 28.12.1994
EP date of grant 09.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.03.1997
IPC-Hauptklasse B65D 65/38
IPC-Nebenklasse B65D 33/22   B65D 77/10   

Beschreibung[de]
Hintergrund

Viele Polymerzusammensetzungen sind in flexiblen Verpackungen, wie Papiertüten und Kunststoffbeuteln, verpackt. Die Tüten oder Beutel werden im allgemeinen an einem Ende verschlossen, unter die Austrittsöffnung einer Polymerherstellungsstraße gebracht, mit Polymer gefüllt und verschlossen. Zu den verwendeten Verschlußmitteln gehören Fäden (Z.B. aus Baumwolle), verschiedene Kleber und im Falle von Kunststoffbeuteln Heißversiegeln.

Im Falle, daß die Polymerzusammensetzungen bei hoher Temperatur in der Schmelze verarbeitet oder mastiziert werden sollen, ist es wünschenswert, das in der Schmelze verarbeitbare Polymer in einen Beutel zu verpacken, der aus einem Kunststoff besteht, der, wenn er zusammen mit der Polymerzusammensetzung verarbeitet wird, die gewünschten Eigenschaften der Polymerzusammensetzung nicht beeinträchtigt. Die Vorteile einer solchen Kombination bestehen darin, daß der Beutel und der Polymerinhalt zusammen zu der Verarbeitungsanlage gegeben werden können, ohne daß man den Beutel öffnen und ausleeren muß; und selbstverständlich brauchen keine leeren Beutel entsorgt zu werden. Die Verschlußmittel für solche Kunststoffbeutel haben variiert, wobei das Heißversiegeln das häufigste ist. Das Heißversiegeln ist jedoch dann nicht geeignet, wenn die zu verpackende Polymerzusammensetzung hitzeempfindlich ist oder wenn die zu verpackende Polymerzusammensetzung pulvrigen Feinstaub oder Talk enthält (im folgenden ein heißsiegelempfindliches Polymer). Zum Beispiel wird Neopren, ein wohlbekanntes Homopolymer von Chloropren oder Copolymer von chloropren mit anderen ungesättigten Monomeren, in Form unvulkanisierter Chips verkauft, die sehr klebrig sind. Um die Klebrigkeit für eine leichtere Handhabbarkeit zu reduzieren, wird die Oberfläche der Chips mit dem Talk behandelt. Der Talk stört jedoch die Heißversiegelungsverfahren. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu überwinden, ist in US 4,190,156 (Adam) offenbart, wobei ein thermoplastischer Beutel unter Verwendung eines synthetischen Polymerfadens verschlossen wird. Es heißt, das Beutelmaterial und der Faden seien bei der Mischtemperatur leicht unter Bildung einer homogenen Dispersion in dem Neopren dispergierbar. Der verwendete Faden wird aus Polyvinylalkohol mit einer Schmelztemperatur von 213ºC (weit oberhalb der Verarbeitungs-/Compoundiertemperatur des Neoprens, d.h. 100-120ºC) hergestellt, und es heißt, er habe eine ausreichend geringe Festigkeit, so daß er beim Schritt des Mischens reißt und leicht in dem Polymer dispergiert wird. Bei manchen Anwendungen ist dispergiertes teilchenformiges Polymer, wie Polyvinylalkohol, jedoch insofern unerwünscht, als es die Verarbeitung des Polymers stört.

Daher besteht weiterhin ein Bedürfnis nach einem Beutel/Verschluß-Verpackungs system für heißsiegelempfindliche Polymere, bei dem der Beutel/Verschluß ungeöf fnet in die Polymerschmelzverarbeitungsanlage eingeführt werden kann und bei dem die Beutell Verschluß-Zusammensetzung die Verarbeitung des Polymers nicht stört.

Kurzbeschreibung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verpackung für ein heißsiegelempfindliches Polymer bereit, die einen thermoplastischen Beutel umfaßt, der an einem Ende mit einem thermoplastischen polymeren Faden verschlossen ist, wobei sowohl das Material des thermoplastischen Beutels als auch das Material des thermoplastischen Fadens eine Schmelztemperatur bei oder unterhalb der Verarbeitungstemperatur des heißsiegelempfindlichen Polymers haben.

Die vorliegende Erfindung stellt außerdem einen Gegenstand bereit, der eine Verpackung umfaßt, die ein heißsiegelempfindliches Polymer enthält, wobei die Verpackung einen thermoplastischen Beutel umfaßt, der an beiden Enden verschlossen ist, wobei wenigstens ein Verschluß mit einem thermoplastischen polymeren Faden gebildet ist, wobei sowohl das Material des thermoplastischen Beutels als auch das Material des thermoplastischen Fadens eine Schmelztemperatur bei oder unterhalb der Verarbeitungstemperatur des heißsiegelempfindlichen Polymers haben.

Ausführliche Beschreibung

Zu den heißsiegelempfindlichen Polymeren, die für die Verpackung unter Verwendung der vorliegenden Erfindung in Frage kommen, gehören solche, die wegen ihrer Schmelztemperaturen von sich aus gegenüber den in der Heißversiegelungsumgebung entstehenden Temperaturen empfindlich sind, sowie Polymere, die aufgrund ihres Herstellungsverfahrens mit indigenen (z.B. feinpulrige Polytetrafluorethylenharze) oder exogenen (z.B. zu unvulkanisiertem Neopren, chloriertem Polyethylen oder chlorsulfoniertem Polyethylen hinzugefügter Talk) Feinstäuben verbunden sind. Die Gegenwart der Feinstäube führt zu einer Heißsiegelempfindlichkeit, weil eine Verbrennung durch die Hitze des Heißversiegelungsverfahrens möglich ist oder weil die Feinstäube selbst zwischen den heißzuversiegelnden Flächen steckenbleiben können und so die Heißversiegelung zerstören.

Das Beutelmaterial ist ein thermoplastisches Polymer, das bei oder unterhalb der Verarbeitungstemperatur des zu verpackenden Polymers schmilzt. Wenn das Beutelmaterial ein thermoplastisches Polymer ist, das keinen absoluten Schmelzpunkt besitzt, kann der Vicat-Erweichungspunkt (ASTM 1525) als Bezugspunkt verwendet werden. Beispiele für ein solches Beutelmaterial sind Polyethylen geringer Dichte (Smp. 70 bis 110ºC) und Ethylen/Vinylacetat-Copolymer sowie mit einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer vermischtes Polyethylen, wobei das Mischverhältnis von der Verarbeitungstemperatur des zu verpackenden Polymers abhängt. Solche Gemische haben im allgemeinen Vicat-Erweichungspunkte von 60-120ºC, vorzugsweise 70-110ºC im Falle, daß z.B. Neopren das zu verpackende Polymer ist. Andere Beutelmaterialien haben ähnliche Vicat-Erweichungspunkte/Schmelzpunkte, z .B. können selbstverständlich auch mit Butadien modifizierte Styrolpolymere verwendet werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Fachmann wird die geeignete Dicke des Beutelmaterials beurteilen können; sie liegt im allgemeinen im Bereich von 100-200 µm, vorzugsweise 150-175 µm; Beutel mit kleinerer Foliendicke werden nicht steif und fest genug sein, während Beutel mit größerer Foliendicke zu übermäßigen Mengen an Beutelmaterial führen, das schließlich mit dem verpackten Polymer schmelzvermischt wird. Die geeignete quantitative Menge des Beutelmaterials ist auch durch die Menge des Beutelmaterials beschränkt, das man schließlich mit dem verpackten Polymer schmelzvermischen möchte; im allgemeinen sind Mengen von 0,1 bis 1,0%, bezogen auf das Gewicht des verpackten Polymers, annehmbar, wobei die praktische Obergrenze durch die Menge bestimmt ist, die beginnt, die erwünschten Eigenschaften des verpackten Polymers zu beeinträchtigen.

Das Material des thermoplastischen Fadens ist ebenfalls ein thermoplastisches Polymer, daß bei oder unterhalb der Verarbeitungstemperatur des zu verpackenden Polymers schmilzt, vorzugsweise 60-120ºC im Falle, daß z.B. Neopren das zu verpackende Polymer ist. Der Faden kann entweder ein Monofilament- oder ein Multifilamentfaden sein. Die Dicke und der Typ des Fadenmaterials müssen derart sein, daß sie die gewünschten Eigenschaften des verpackten Polymers nicht beeinträchtigen. Die Dicke des Fadens kann 0,1 gim bis 1,0 g/m betragen, und je niedriger der Schmelzpunkt des Fadenmaterials ist, desto geringer ist sein struktureller Zusammenhalt und desto größer ist somit die erforderliche Dicke. Ein bevorzugtes Beispiel für einen solchen Faden ist ein Copolyamid-Faden mit einem Schmelzpunkt von etwa 85ºC, der von Grilon S.A. als Copolyamid-Faden K-85 erhältlich ist, wobei das Copolyamid eines des 6/66/12-Typs ist, das eine statistische Verteilung der von ε-Caprolactam oder ε-Aminocapronsäure oder beiden abgeleiteten Monomereinheiten aufweist, wobei 10-50 Gew.-% der Monomereinheiten von Hexamethylendiaminadipat abgeleitet sind und 5 bis 70 Gew.-% der Monomereinheiten von Laurolactam oder Caprolactam abgeleitet sind, wobei das Monomerverhältnis im Hinblick auf die erforderliche Schmelztemperatur ausgewählt wird, wie es ausführlicher in den Britischen Patenten 1,168,404 und 1,168,405 besprochen ist. Weitere geeignete Fadenmaterialien umfassen Polymere und Copolymere von Ethylen, Propylen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril, Acrylaten ünd Methacrylaten usw. mit Schmelzpunkten unterhalb der Verarbeitungstemperatur des zu verpackenden Polymers. Das Verschließen des Beutels mit polymerem Faden wird unter Verwendung einer kommerziellen Beutelvernähungsvorrichtung erreicht. Selbstverständlich kann ein Ende des Beutels in irgendeiner herkömmlichen Weise verschlossen werden (z .B. durch Heißversiegeln), bevor der Beutel mit dem zu verpackenden Polymer gefüllt wird. Überraschenderweise reißt dieser relativ niedrigschmelzende polymere Faden nicht oder verliert seine Formstabilität oder Festigkeit, wenn man ihn durch eine kommerzielle Vernähungsvorrichtung laufen läßt.

Im Falle, daß es sich bei dem verpackten Polymer um Neopren, chloriertes Polyethylen oder chlorsulfoniertes Polyethylen handelt, können die während der Verarbeitung verwendeten Additive Füllstoffe, Stabilisatoren, Pigmente, Vulkanisations/Härtungsmittel, Beschleuniger und Inhibitoren umfassen. Die Polymere werden im Einklang mit normalen Techniken vulkanisiert/gehärtet, was Zusammensetzungen mit guten mechanischen Eigenschaften ergibt, insbesondere wenn man sie in Verbindung mit verstärkenden Füllstoffen, wie Ruß, hartem Kaolin, gefälltem Siliciumdioxid, feinem Talk und Calciumsilicat, verwendet. Die Zusammensetzungen können in Form geformter Gegenstände, wie Schläuche, Kabelmäntel und Übertragungsriemen, vorliegen.

Beispiele Beispiel 1

Eine metrische Tonne Neopren (ein mercaptanmodifiziertes, mit Talk beschichtetes Polychloropren mit einer Mooney-Viskosität von etwa 38) wurde in Blockbodensäcke von 750 x 530 x 140 mm verpackt, die aus 0,175 mm dickem Polyethylen mit einem Vicat-Erweichungspunkt von 99ºC hergestellt waren. Die Säcke wurden verschlossen, indem man sie mit einem 830-dicitex-Copolyamid-Faden mit einem Schmelzpunkt von 85ºC (Grilon K-85) zunähte. Vierzig gefüllte Säcke, die jeweils 25 kg Neoprenchips enthielten, wurden in einer regelmäßigen Anordnung unter Bildung einer Palette von einer Tonne aufgestapelt.

Eine Probe dieses Materials wurde wie folgt getestet. In eine Brabender-Plastograph-Kammer von 87ºC gab man 50 g der Neoprenchips und 20 g SRF-Ruß zusammen mit 0,34 g des Polyethylen- Sackmaterials und Copolyamid-Faden mit einer Länge von 0,6 cm. Diese Mengen wurden so gewählt, daß sie in demselben Verhältnis zueinander stehen, das man in der 25-kg-Packung findet. Das Gemisch wurde 6 Minuten bei 63 U/min in dem Brabender-Plastograph gemischt, was zu einer Endcompoundierungstemperatur von 111ºC führte. Dann wurde das Compound unter Verwendung einer Zweiwalzenmühle mit einem Walzabstand von 0,7 mm zu einer dünnen Folie ausgewalzt. Die Testprobe sah genauso aus wie eine Kontrollprobe, was auf eine vollständige Dispersion des Polyethylens und des Fadens in dem Compound hinweist. Extrusionen, die unter Verwendung des Testcompounds hergestellt wurden, waren ebenfalls mit Kontrollextrusionen identisch und zeigten keine Anzeichen für undispergierte Substanz.


Anspruch[de]

1. Gegenstand, der eine Verpackung umfaßt, die ein heißsiegelempfindliches Polymer enthält, wobei die Verpackung einen thermoplastischen Beutel umfaßt, der an beiden Enden verschlossen ist, wobei wenigstens ein Verschluß durch Nähen mit einem thermoplastischen polymeren Faden gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Material des thermoplastischen Beutels als auch das Material des thermoplastischen Fadens eine Schmeiztemperatur bei oder unterhalb der Verarbeitungstemperatur des heißsiegelempfindlichen Polymers haben.

2. Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei das heißsiegelempfindliche Polymer aus Neopren, chloriertem Polyethylen oder chlorsulfoniertem Polyethylen ausgewählt ist.

3. Gegenstand gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der thermoplastische Beutel Polyethylen umfaßt.

4. Gegenstand gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der thermoplastische Beutel ein Gemisch aus Polyethylen und Ethylen/Vinylacetat-copolymer umfaßt.

5. Gegenstand gemäß Anspruch 3, wobei das Polyethylen einen Vicat-Erweichungspunkt von 70 bis 110ºC hat.

6. Gegenstand gemäß Anspruch 4, wobei das Gemisch einen Vicat- Erweichungspunkt von 60 bis 120ºC hat.

7. Gegenstand gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das Material des thermoplastischen Fadens ein Copolyamid-Fadenmaterial ist.

8. Gegenstand gemäß Anspruch 7, wobei das Copolyamid-Fadenmaterial einen Schmelzpunkt von 60-120ºC hat.

9. Gegenstand gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 41 wobei das Fadenmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymeren und copolymeren von Ethylen, Propylen, Vinylchlgrid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril, Acrylaten und Methacrylaten mit Schmelzpunkten/Vicat-Erweichungspunkten von 60-120ºC besteht.

10. Gegenstand gemäß Anspruch 2, wobei der thermoplastische Beutel Polyethylen mit einem Vicat-Erweichungspunkt von 70 bis 110ºC umfaßt und das Fadenmaterial ein copolyamid- Fadenmaterial mit einem Schmelzpunkt von 60-120ºC ist.







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