本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于制造薄壁的塑料小部件的方法。本發(fā)明還涉及一種薄壁的塑料小部件。

背景技術(shù)：

就本發(fā)明而言的塑料小部件涉及例如用于飲料包裝件的封閉件；例如管肩的包裝件的一部分；例如用于咖啡、可可或茶的杯、膠囊狀容器和泡罩狀包裝件(墊)等的整個(gè)包裝件。就本發(fā)明而言，如下塑料小部件被視為是薄壁的，所述塑料小部件具有小于1.5mm的平均壁厚度。

這類薄層的塑料小部件通常由通用塑料(massenkunststoffen)，例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯乙烯(ps)或聚氯乙烯(pvc)制造。因?yàn)橛蛇@些通用塑料構(gòu)成的塑料小部件尤其也由于其薄壁性相對(duì)于氧氣、二氧化碳和水蒸汽僅具有相對(duì)差的阻隔性能，所以在由這些材料制造塑料小部件時(shí)通常設(shè)有附加的阻隔層，或者塑料必須在其加工成塑料小部件之前混合有阻隔添加劑。乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、聚羥基乙酸(pga)或聚酰胺例如用作為阻隔層。經(jīng)常也應(yīng)用具有等離子體覆層的，例如碳覆層(dlc)的覆層或者薄的鈦覆層、鋁覆層或氧化硅覆層的塑料小部件，以便實(shí)現(xiàn)所要求的阻隔性能。

制造這類薄壁的塑料小部件通常通過多層薄膜的熱成型(深沖)實(shí)現(xiàn)。多層薄膜的制造是相對(duì)簡(jiǎn)單的并且在市場(chǎng)上廣泛使用。熱成型(深沖)表示傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其用于例如在食品行業(yè)中的包裝件的制造并且已經(jīng)充分經(jīng)受住考驗(yàn)。

然而，在熱成型中使用多層薄膜或板對(duì)于回收利用而言證實(shí)是不利的，因?yàn)槿绻刑囟ú牧?einzelmaterialien)的話，多層的塑料小部件難以與特定材料分開。在熱成型的情況下，經(jīng)常仍需要沖壓絲網(wǎng)，所述沖壓絲網(wǎng)難以或完全不能夠輸送給回收利用工藝。由此，經(jīng)常無法實(shí)現(xiàn)所力求達(dá)到或規(guī)定的回收利用率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是消除所描述的現(xiàn)有技術(shù)的薄壁的塑料小部件的缺點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)一種用于制造這類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，所述塑料小部件能夠在其常規(guī)使用之后簡(jiǎn)單地回收利用。

該目的的解決方案在于一種用于制造薄壁的塑料小部件的方法，所述方法具有在權(quán)利要求1中列舉的特征。根據(jù)本發(fā)明，所述目的也通過薄壁的塑料小部件實(shí)現(xiàn)，所述塑料小部件具有相應(yīng)的設(shè)備權(quán)利要求的特征。本發(fā)明的改進(jìn)方案和/或有利的實(shí)施方案變型形式是從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明提出一種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，優(yōu)選小于0.6dl/g的粘度，所述粘度根據(jù)按照類似于astmd4603的測(cè)量方法測(cè)量，astmd4603描述在pet材料中進(jìn)行的測(cè)試，所述聚乙烯呋喃酸酯在注塑塑料時(shí)具有小于100ppm的含水量。理想地，在塑料注塑時(shí)含水量小于30ppm。

通過應(yīng)用粘度非常低的聚乙烯呋喃酸酯(pef)能夠在塑料注塑成型法中非常經(jīng)濟(jì)地制造塑料小部件。在此，粘度根據(jù)類似astmd4603的測(cè)量方法確定。這些標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量方法雖然已經(jīng)針對(duì)確定pet的粘度來研發(fā)，然而也可以類似地應(yīng)用于pef。選擇類似于astmd4603的、pef的粘度的測(cè)量方法，因?yàn)閷?duì)于材料pef尚不存在用于粘度測(cè)量的專用標(biāo)準(zhǔn)。

將非常流質(zhì)的pef用作為原材料降低了其制造成本，因?yàn)槟軌驐売觅M(fèi)時(shí)的并且高成本的固相聚合過程(或縮聚過程)或該固相聚合過程僅須小范圍地執(zhí)行，以便達(dá)到所期望的粘度。此外，在塑料注塑成型時(shí)應(yīng)用流質(zhì)的pef具有優(yōu)點(diǎn)。在塑料注塑成型時(shí)借助于流質(zhì)的pef能夠非常簡(jiǎn)單地產(chǎn)生長(zhǎng)的、薄的流動(dòng)路徑，而不存在如下危險(xiǎn)：pef熔化物過早凝固或在pef熔化物中出現(xiàn)分子鏈的取向。這允許在塑料注塑成型法中制造非常薄壁的并且低畸變的輪廓。

用于塑料注塑成型法的pef的低的粘度也對(duì)pef的阻隔性能產(chǎn)生正面影響，因?yàn)榱髻|(zhì)的pef通過其相對(duì)短的分子鏈?zhǔn)敲黠@更易移動(dòng)的從而能夠更得多地結(jié)晶直至所期望的結(jié)晶度。較高的結(jié)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熱性。另一方面，塑料小部件的較高的無定形態(tài)有利于低溫耐沖擊性。例如，無定形的pef與壁厚度類似的pet相比已經(jīng)具有10倍高的相對(duì)于氧的阻隔性能。與pp對(duì)比，無定形的pef相對(duì)于氧的阻隔性能甚至為直至300倍。與相同壁厚度的pet對(duì)比，pef相對(duì)于水蒸氣的阻隔性能也為其2倍。因此，無定形的pef相對(duì)于傳統(tǒng)應(yīng)用的塑料已經(jīng)具有在保持被移注的產(chǎn)品的香氣方面的優(yōu)點(diǎn)。由此，薄壁的塑料小部件能夠作為單層的結(jié)構(gòu)來制造。省去用于熱成型的多層薄膜或板的制造以及經(jīng)常使用的沖壓絲網(wǎng)。與熱改型相比，對(duì)于塑料注塑成型法而言，所必須被加熱并且再次冷卻的塑料材料也是更少的。由此，本身較復(fù)雜的塑料注塑成型法是熱成型(深沖)的更低成本的替選方案。由單層的pef注塑成型的塑料小部件能夠完全輸送給回收利用過程，這能夠?qū)λη筮_(dá)到的回收利用率產(chǎn)生有利影響。

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。優(yōu)選地，在塑料注塑成型法中所加工的pef的含水量小于30ppm。為此，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，設(shè)定其粘度和含水量有助于保持pef的分子結(jié)構(gòu)并且尤其其鏈長(zhǎng)度。通過干燥pef降低鏈的水解分解，并且通過在pef注塑成型時(shí)的水解作用能夠抑制pef的鏈斷裂。在此，pef的制備在時(shí)間上應(yīng)當(dāng)盡可能接近其在塑料注塑成型法中的繼續(xù)加工。就本發(fā)明而言，在此將0至2小時(shí)的時(shí)間段視為在時(shí)間上接近。在塑料注塑成型法中用于制造薄壁的塑料小部件的pef在此能夠具有直鏈結(jié)構(gòu)或者包含較小的或較大的分枝。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)方法變型形式中，用于塑料注塑成型法的pef能夠包括10％至100％的生物基pef。出于生態(tài)學(xué)原因，應(yīng)用生物基pef是值得向往的，因?yàn)閷?duì)于制造pef而言僅使用可再生物質(zhì)。

在另一方法變型形式中，所使用的pef能夠包括直至100％的可再生材料。由于pef的制造方法和用于干燥并且繼續(xù)加工pef的溫度，可能的小的雜質(zhì)與其他物質(zhì)，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夠在不受限制的情況下與包裝物品的直接接觸。

另一方法變型形式能夠提出，pef以物理或化學(xué)的方式發(fā)泡，直至其具有0％至30％的發(fā)泡度。在此，pef的發(fā)泡能夠在所使用的注塑成型模具的模具型腔內(nèi)部進(jìn)行。

另一方法變型形式能夠提出與可容易氧化的附加材料進(jìn)行混合，所述附加材料能夠在有催化劑或沒有催化劑的情況下與氧反應(yīng)從而能夠?qū)μ盍蠐醴姥鯕?。例如考慮鈷鹽作為催化劑。

為了設(shè)置所期望的含水量，pef能夠在干燥溫度下干燥，所述干燥溫度大于100℃并且小于200℃。干燥過程用于設(shè)置pef的含水量并且允許還部分地純化pef材料或如果需要的話將粘度提高到所期望的程度。干燥能夠在傳統(tǒng)的干燥器中執(zhí)行。然而，能夠證實(shí)為適宜的是，在干燥時(shí)使用攪拌工具或相應(yīng)的設(shè)備，以便避免pef材料粘結(jié)。根據(jù)pef材料的最初的潤(rùn)濕度，力求達(dá)到在3小時(shí)和30小時(shí)之間的干燥時(shí)間，以便實(shí)現(xiàn)小于100ppm的濕度。附加地，也能夠通過紅外輻射或微波輻射引入能量，以便進(jìn)一步縮短干燥時(shí)間。最后，pef的干燥也能夠在真空中或在惰性氣體環(huán)境下，例如在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行，所述惰性氣體環(huán)境不與pef發(fā)生反應(yīng)。

在另一方法變型形式中，pef能夠摻有一定份額的成核劑，所述份額不超過5％。通過摻入成核劑能夠有針對(duì)性地影響結(jié)晶。作為成核劑例如使用：碳酸鈣，粘土粉末，硅酸鹽，堿金屬鹽，堿土金屬鹽，鋁鹽，鈦鹽，有機(jī)鹽類(例如，聚酯的金屬鹽)，金屬氧化物，山梨醇衍生物，磷酸鹽衍生物，滑石，蠟，聚烯烴(pe，tpe，pp)，脂肪族聚酰胺。

在一個(gè)替選的方法變型形式中，為了抑制在pef注塑成型期間的結(jié)晶，能夠給pef摻入一定份額的共聚物，例如二甘醇，所述份額不超過10％。

根據(jù)本發(fā)明以塑料注塑成型法制造的薄壁的塑料小部件具有小于1.5mm的平均壁厚度。在此，塑料小部件基本上僅由單層構(gòu)成的pef構(gòu)成。塑料小部件由pef單層地構(gòu)成使其可以完全地回收利用，這尤其從生態(tài)學(xué)角度是值得向往的。

在本發(fā)明的一個(gè)變型形式中，注塑成型的薄壁的塑料小部件具有小于1mm的平均壁厚度。所應(yīng)用的低粘度的pef是非常流質(zhì)的并且允許非常快速地填充注塑成型模具的模具型腔。由于非常窄的模具間隙寬度，仍能夠引起所注入的pef熔化物的一定程度所期望的結(jié)晶。

本發(fā)明的一個(gè)變型形式能夠提出，薄壁的塑料小部件至少部分地具有直至50％的結(jié)晶度。較高的結(jié)晶度能夠?qū)ψ韪粜阅墚a(chǎn)生正面影響，而pef的無定形態(tài)能夠?qū)Φ蜏啬蜎_擊性產(chǎn)生有利影響。

在本發(fā)明的一個(gè)變型形式中，在注入pef料時(shí)注塑成型模具能夠是尚未完全閉合的并且該注塑成型模具僅在注入pef料期間或在注入pef料之后才完全閉合。在這類工藝控制中，薄壁的塑料小部件通過注塑成型工藝和沖擊擠壓工藝成形。根據(jù)模何時(shí)剛好閉合，注塑成型工藝或沖擠工藝占主導(dǎo)地位。

在另一方法變型形式中，熱塑性pef模塑料能夠在模具閉合之前已經(jīng)引入模具型腔中。在這種情況下，塑料小部件的制造實(shí)際上不再是注塑成型工藝，而是在這種情況下將其稱為沖擊擠壓法。

根據(jù)本發(fā)明的注塑成型的薄壁的塑料小部件能夠構(gòu)成為例如用于飲料包裝件的封閉件，包裝件的一部分，例如管肩，整個(gè)包裝件，例如用于咖啡、可可或茶的杯、膠囊狀容器和泡罩狀包裝(墊)。所述塑料小部件尤其能夠構(gòu)成為用于氧敏感的填料的包裝件。薄壁的塑料小部件例如能夠是用于對(duì)氧敏感的填料的杯或餐盤。作為咖啡、可可或茶的膠囊狀包裝或泡罩狀包裝件，注塑成型的薄壁的塑料小部件的構(gòu)成允許在盡可能不損失香味的情況下進(jìn)行貯存。在此，也能夠由pef制成用于膠囊狀的包裝件的封閉薄膜，這極大地改進(jìn)這類包裝件的可回收利用性。最后，根據(jù)本發(fā)明的薄壁的塑料小部件也能夠用作為用于兒童食品的杯，用于香蒜醬、醬汁或番茄醬的保存。

應(yīng)用低粘度的pef實(shí)現(xiàn)以塑料注塑成型法低成本地生產(chǎn)薄壁的塑料小部件。由pef注塑成型的塑料小部件能夠單層地構(gòu)成而不會(huì)對(duì)其阻隔性能產(chǎn)生負(fù)面影響。在此，所述塑料小部件關(guān)于其阻隔性能方面與在熱成型(深沖)中由如下薄膜或板構(gòu)成的塑料小部件至少同等，在許多情況下甚至占優(yōu)勢(shì)，所述薄膜或所述板由傳統(tǒng)的通用塑料如pe、pp、pet、ps或pvc構(gòu)成，所述框架塑料設(shè)置有由evoh、pga或pa構(gòu)成的阻隔層或也具有由無定形的碳層或薄的玻璃覆層構(gòu)成的覆層。與現(xiàn)有技術(shù)的多層的并且由多種不同的材料構(gòu)造的、難以輸送并且無法完全地輸送給回收利用工藝的塑料小部件不同，根據(jù)本發(fā)明的薄壁的塑料小部件是由pef單層地構(gòu)造的、單一材料的部件，所述部件可非常簡(jiǎn)單并且是完全地回收利用。