CH669559A5

CH669559A5 - Metal-covered laminated composite board with thermoplastic core - contains cheap recycled polyethylene terephthalate with high heat distortion temp.

Info

Publication number: CH669559A5
Application number: CH2479/85A
Authority: CH
Inventors: Paul Haelg; Harald Severus
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1989-03-31

Abstract

Laminated composite board has a metal top coat, thermoplastic plastics core layer and adhesive intermediate layer. The core layer consists, at least partly, of grey to black polyethylene terephthalate (PET), whichhas been used at least once before and is less tough than pure PET. The PET used has already been used as packaging material, esp. as beverage container. It has a crystalline fraction of min. 30 wt.%. USE/ADVANTAGE - Being based on recycled material, the core is cheap but its heat distortion temp. is higher than that of other cheap plastics. The laminate is useful as material of construction, e.g. in vehicles, appts. and building.

Description

       

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbundplatte aus mehreren Schichten mit mindestens einer metallischen Deckschicht und einer thermoplastischen   Kunststoffkernschicht    unter Verwendung mindestens einer Klebstoff-Zwischenschicht.



     Schichtverbundplatten    dieser Art sind in vielfältigen Ausführungen bekannt.   Fur    besondere Anwendungen sind die einzelnen Schichten, insbesondere bei Verwendung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen, Stahl oder Messing als metallische Deckschicht(en),   relativ dünn - üblich sind    Schichtdicken von 0,1 bis 1 mm. In der Regel werden relativ teure Kunststoffe für die Kernschicht eingesetzt, z. B. Polyolefine oder Polyamide.



   Diese Verbundplatten weisen bei Raumtemperatur neben geringem Gewicht gute plastische Formbarkeit bei relativ hoher Steifigkeit im elastischenVerformungsbereich auf und sind auf   grunddieserEigenschaften      einbegehrterBaustoff,    z. B. im Automobil-, Apparate- und Hochbau.



   Die Verbundplatten haben jedoch den Nachteil, dass sie bei einer Nachbehandlung, bei denen Temperaturprozesse zur Anwendung kommen   - z .    B. im Bereich der Automobilindustrie Einbrennen einer Lackschicht auf die Deckschicht- nicht genügend   formbeständig    sind, weil die   Kunststoftkernschicht    erweicht oder gar schmelzflüssig wird. Die beschriebenen Verbundplatten sind daher nur begrenzt einsetzbar.



   Es konnte als allgemeine Regel festgestellt werden: Je kostengünstiger die   Kunststoffkernschicht ist,    desto   niedriger ist ihre      'Wärmeformbeständigkeit    bzw. die der daraus gefertigten Verbundplatten.



   Versuche und Entwicklungen, der bisher bekannten Kern   schicht wärmefonnbeständige Zusätze wie z.    B. Holzmehl, Glas .fasern, Talk, Kreide   oderMetallpulverbeizugeben,    wareninsofern erfolglos, als durch die Zusätze meist das Gewicht der Kernschicht erhöht wurde, was unerwünscht ist, und die Kosten durch damit verbundene Verfahrensschritte wie beispielsweise Vortrocknung und Konzentratanfertigung (masterbatch) erheblich anstiegen.



   Die Erfinder haben sich daher die Aufgabe gestellt, eine Verbundplatte aus mehreren Schichten mit mindestens einer metallischen Deckschicht und einer thermoplastischen Kunststoffkernschicht unter Verwendung mindestens einer Klebstoff zwischenschicht bereitzustellen die eine   Runststoffkernschicht    aus einem billigen Kunststoff. welcher dennoch hohe   Wärme-    formbeständigkeit aufweist, enthält.



   Die Aufgabe wird   erfindungsgemäss    dadurch gelöst, dass die    Kunststoffkernschicht    mindestens teilweise aus recycliertem
Polyethylenterephthalat besteht.



   Polyethylenterephthalat weist eine hohe Wärmeformbestän digkeit auf. Die Aufgabe wird bezüglich dieser Eigenschaft gelöst. Es wird jedoch im ursprünglichen, zum erstmaligen
Gebrauch bestimmten Zustand wegen seines hohen Preises nicht dem ersten Aufgabenteil gerecht. Erst die Verbundplatte mit recycliertem Polyethylenterephthalat als Kunststoffkernschicht löst die Aufgabe vollständig.



   Unter recycliertem Polyethylenterephthalat wird Polyethy lenterephthalat verstanden, das bereits mindestens einmal einem
Gebrauchszweck gedient hat.



   Polyethylenterephthalat wird seit einigen Jahren in zuneh mendem Masse im Verpackungsbereich verwendet, so insbeson dere als   Getränkeflaschen für    COrhaltige Getränke. Da die zunehmende Umweltverschmutzung sowie die fortschreitende
Energieverknappung Einwegbehältnisse für die Getränke ver bietet und in einigen Ländern diesbezügliche Gesetze erlassen wurden oder in absehbarer Zeit erlassen werden, müssen auch die aus Polyethylenterephthalat bestehenden gebrauchten
Getränkebehälter wieder dem Abfüller oder Hersteller zuge führt werden, der dann um die Entsorgung bemüht sein muss.



   Diese Behälter, vorwiegend 1-2-Liter-Flaschen, können nicht nochmals dem gleichen Zweck dienen, da Gefahr besteht, dass sie   nveckfremd    mit anderen Materialien, insbesondere organischen Flüssigkeiten, in Berührung kamen, die in die
Wandung des Behälters eindringen konnten und durch die beim
Hersteller bzw. Abfüller üblichen einfachen Reinigungsprozesse nicht entfernt werden können. Eine neuerliche Befüllung könnte dann die in dem Kunststoff eindiffundierten Produkte aufneh men und zu   unverantwortlichen    Folgen führen.



   Das oben angesprochene Problem ist jedoch nicht ein allein für die Getränkebranche spezifisches. Es   trifft vielmehr insbe-    sondere für den gesamten Lebensmittelverpackungsbereich zu.



   Recycliertes Polyethylenterephthalat wird bereits zu Füll stoffasernmit hohemBauschvermögen verarbeitet. Dazu ist es notwendig, jegliche Verunreinigung durch andere Materialien zu verhindern.   Es müssen z.    B.   die häufig bei Getränkeflaschen    vorhandenen Sockelkappen aus Polyethylen und die Metallver schlüsse vorher entfernt werden. Dies bedingt einen hohen Grad an Sortierarbeit, um sicherzustellen, dass keine anderen Kunst    stoffiaschen,    z. B. solche aus Polypropylen oder Polyvinylchlo rid, mit in den   Rücklauf    gelangen.



   Vorteilhaft bei der Herstellung einer   erfindungsgemässen   
Verbundplatte ist, dass dieser hohe Arbeitsaufwand nicht vor   gängig    notwendig wird. Das zerkleinerte recyclierte, im wesentli chen Polyethylenterephthalat enthaltende   Rücklaufgut    kommt gesamthaft als   Kunststoffkernschichtin    der erfindungsgemässen
Verbundplatte zur Anwendung. Die Beseitigung   von Metallver-       schlüssen,    Polyethylen-Sockelkappen oder eventueller Polyviny   lidenchlorid-B    eschichtungen usw. ist nicht zwingend notwendig.



   Durch Schnetzeln der Flaschen wird direkt ein extrudierbares
Material erhalten, das mit Hilfe einer geeigneten, an sich bekannten   Klebstoffiwischenschicht    mit der metallischen Deck schicht verbunden wird.

 

   Das Gemisch ist je nach Fremdmaterialanteil von grauer bis schwarzer Farbe und weist   gegenuber    reinem Polyethylentereph thalat ungünstigere Zugfestigkeitswerte auf. Diese Merkmale sind jedoch bei der erfindungsgemässen Verbundplatte im allge meinen nicht störend, insbesondere ist die Zugfestigkeit des    Kunststoflkernmaterials    von untergeordneter Bedeutung.



     Grossere    Metallanteile in der   Kunststoffkernschicht-z.    B.



   aus   Metallverschlüssen    stammend - können sogar bei beidseitig mit metallischen Deckschichten versehenen Verbundplatten  dann erwünscht sein, wenn die einzelnen Deckschichten unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind und ein Verziehen der Platten zu befürchten ist. Das ist häufig bei Verwendung der Verbundplatten für Fassadenverkleidungen der Fall. Durch Wärmeleitung über die Metallanteile in der Kunststoffkernschicht wird ein erhöhter Temperaturaustausch zwischen den metallischen Deckschichten bewirkt und damit das Verziehen der Platten reduziert.



   Das für Flaschen verwendete Polyethylenterephthalat ist meist teilkristallin und weist eine Kurzzeit-Gebrauchstemperatur in Luft von 165 bis 200    C    auf.



   In einer besonderen Ausführungsform enthält die erfindungsgemässe Verbundplatte recycliertes Polyethylenterephthalat mit einem hohen kristallinen Anteil, vorzugsweise mindestens   30%.   

 

  Derartige Verbundplatten weisen auch bei Temperaturbehandlungsprozessen von bis zu 200   "C    eine Wärmeformbeständigkeit auf, die es insbesondere ermöglicht, bei   180-200      "C    Einbrennlakkierungen an den metallischen Deckschichten der Verbundplatten durchzuführen und damit die erfindungsgemässen Verbundplatten auch in der Automobilindustrie zum Einsatz zu bringen.



   Die Erhöhung des kristallinen Anteils des recyclierten Polyethylenterephthalats kann dadurch erreicht werden, dass das warme bandförmige Extrudat gezielt abgekühlt wird. Eine Zugabe von an sich bekannten Nukleierungsmitteln ist dem Vorgang förderlich. 



  
 



   DESCRIPTION



   The invention relates to a composite panel of several layers with at least one metallic cover layer and a thermoplastic plastic core layer using at least one adhesive intermediate layer.



     Layered composite panels of this type are known in various designs. For special applications, the individual layers are relatively thin, especially when using aluminum or aluminum alloys, steel or brass as the metallic cover layer (s) - layer thicknesses of 0.1 to 1 mm are common. As a rule, relatively expensive plastics are used for the core layer, e.g. B. polyolefins or polyamides.



   In addition to low weight, these composite panels have good plastic formability with relatively high rigidity in the elastic deformation area at room temperature and are a popular building material due to these properties, e.g. B. in automotive, apparatus and building construction.



   However, the composite panels have the disadvantage that they are used in a post-treatment in which temperature processes are used - e.g. B. in the automotive industry, baking a layer of paint on the top layer are not sufficiently stable because the plastic core layer softens or even becomes molten. The composite panels described can therefore only be used to a limited extent.



   As a general rule, the following could be stated: The cheaper the plastic core layer, the lower its heat resistance or that of the composite panels made from it.



   Tests and developments, the previously known core layer heat-resistant additives such. B. wood flour, glass fibers, talc, chalk or metal powder, were unsuccessful in that the additions mostly increased the weight of the core layer, which is undesirable, and the costs due to the associated process steps such as predrying and concentrate production (masterbatch) increased significantly.



   The inventors have therefore set themselves the task of providing a composite panel consisting of several layers with at least one metallic cover layer and a thermoplastic plastic core layer using at least one adhesive intermediate layer, which is a plastic core layer made of an inexpensive plastic. which nevertheless has high heat resistance.



   According to the invention, the object is achieved in that the plastic core layer is at least partially made from recycled material
There is polyethylene terephthalate.



   Polyethylene terephthalate has a high heat resistance. The task is solved regarding this property. However, it will be in the original, for the first time
Use certain condition due to its high price does not do justice to the first part of the task. Only the composite panel with recycled polyethylene terephthalate as the plastic core layer completely solves the task.



   Recycled polyethylene terephthalate is understood to mean polyethylene terephthalate which has already been used at least once
Has served the intended purpose.



   Polyethylene terephthalate has been used increasingly in the packaging sector for several years, in particular as beverage bottles for carbonated beverages. As the increasing pollution as well as the advancing
Energy shortages Disposable containers for drinks are sold and in some countries related laws have been enacted or will be enacted in the foreseeable future, the used ones made of polyethylene terephthalate must also be used
Beverage containers are returned to the bottler or manufacturer, who must then endeavor to dispose of them.



   These containers, primarily 1-2 liter bottles, cannot serve the same purpose again, since there is a risk that they would not come into contact with other materials, in particular organic liquids, that were in the container
Could penetrate the wall of the container and through the
Manufacturer or filler usual simple cleaning processes can not be removed. A new filling could then take up the products diffused into the plastic and lead to irresponsible consequences.



   However, the problem mentioned above is not unique to the beverage industry alone. Rather, it applies in particular to the entire food packaging sector.



   Recycled polyethylene terephthalate is already processed into filler fibers with high bulk. To do this, it is necessary to prevent any contamination from other materials. Z. B. the base caps of polyethylene and beverage cans that are often present in beverage bottles are removed beforehand. This requires a high degree of sorting work to ensure that no other plastic materials, e.g. B. those made of polypropylene or polyvinyl chloride, get into the return.



   Advantageous in the production of an inventive
Composite panel is that this high workload is not necessary before usual. The shredded, recycled reflux material, which essentially contains polyethylene terephthalate, comes overall as a plastic core layer in the one according to the invention
Composite panel for use. It is not absolutely necessary to remove metal closures, polyethylene base caps or any polyvinyl chloride coatings, etc.



   By shredding the bottles, an extrudable one is created
Obtain material that is connected to the metallic cover layer with the aid of a suitable, known adhesive wipe layer.

 

   Depending on the proportion of foreign material, the mixture is gray to black in color and has less favorable tensile strength values than pure polyethylene terephthalate. However, these features are generally not disturbing in the composite panel according to the invention, in particular the tensile strength of the plastic core material is of secondary importance.



     Larger metal parts in the plastic core layer - e.g. B.



   originating from metal closures - may even be desirable in the case of composite panels provided on both sides with metallic cover layers if the individual cover layers are exposed to different temperatures and there is a risk of warping of the panels. This is often the case when using composite panels for facade cladding. Heat conduction via the metal parts in the plastic core layer causes an increased temperature exchange between the metallic cover layers and thus reduces the warping of the plates.



   The polyethylene terephthalate used for bottles is mostly semi-crystalline and has a short-term service temperature in air of 165 to 200 ° C.



   In a particular embodiment, the composite panel according to the invention contains recycled polyethylene terephthalate with a high crystalline content, preferably at least 30%.

 

  Composite panels of this type also have heat resistance in the case of temperature treatment processes of up to 200 ° C., which makes it possible, in particular, to carry out stoving lacquers on the metallic cover layers of the composite panels at 180-200 “C. and thus also to use the composite panels according to the invention in the automotive industry.



   The increase in the crystalline fraction of the recycled polyethylene terephthalate can be achieved in that the warm strip-like extrudate is specifically cooled. The addition of nucleating agents known per se is conducive to the process.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Composite panel consisting of several layers with at least one metallic cover layer, a thermoplastic plastic core layer and an adhesive intermediate layer, characterized in that the plastic core layer consists at least partially of a use-purpose, gray to black colored and less tough than pure polyethylene terephthalate polyethylene terephthalate.

2. Composite panel according to claim 1, characterized in that the polyethylene terephthalate is one which is a first Has served as packaging material.

3. Composite panel according to claim 2, characterized in that the polyethylene terephthalate is one which is a first Has served as a beverage container.

4. Composite panel according to claim 1, characterized in that the polyethylene terephthalate has a crystalline content of at least 30%.

5. Use of the composite panel according to one of claims 1 to 4 in temperature treatment processes up to 200 "C.

6. Use of the composite panel according to claim S in temperature treatment processes of 180-200 "C.