DE102007035736A1 - Coating polyethylene terephthalate-preforms comprises hydrophilizing and ionizing preforms, coating preforms with agent and stretching, where preform is subjected, before/after coating, with hot water and agent is warmed before applying - Google Patents

Coating polyethylene terephthalate-preforms comprises hydrophilizing and ionizing preforms, coating preforms with agent and stretching, where preform is subjected, before/after coating, with hot water and agent is warmed before applying Download PDF

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Abstract

Process for coating polyethylene terephthalate (PET)-preforms (I) comprises: hydrophilizing and ionizing (I), coating (I) with at least one coating agent for forming at least a barrier layer, and stretching (I) to their final form, where (I) are subjected before and optional after coating with hot water stream and/or hot water or hot solvent and/or hot solvent stream and the coating agent is warmed before applying to a surface. An independent claim is included for coated (I) having at least one barrier layer and at least one surface layer, which is applied by the above method.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Beschichten von PET-Vorformlingen bereit, insbesondere ein Verfahren, in dem ein erwärmtes Beschichtungsmittel homogen auf die PET-Vorformlinge aufgebracht wird.The The present invention provides a process for coating PET preforms in particular, a process in which a heated Coating agent homogeneously applied to the PET preforms becomes.

Stand der TechnikState of the art

PET (Polyethylenterephtalat) ist ein durch Polykondensation hergestellter thermoplastischer Kunststoff, der vielfätig eingesetzt wird. PET-Flaschen werden heutzutage oft als Ersatz für Glasflaschen als Verpackungsmaterial für Getränke, wie zum Beispiel für Säfte oder auch kohlendioxidhaltige Getränke, eingesetzt. Ihr großer Vorteil liegt in ihrem geringen Gewicht, ihrer Lebensmitteltauglichkeit, und ihrer Unzerbrechlichkeit, d. h. in ihrer hohen Festigkeit und Formstabilität. Aufgrund der Eigenschaften von PET können daraus hergestellte Behälter den äußeren Einflüssen, denen sie während ihres normalen Gebrauchs ausgesetzt sind, gut standhalten ohne deformiert oder zerstört zu werden.PET (Polyethylene terephthalate) is one produced by polycondensation Thermoplastic plastic used in a variety of ways becomes. PET bottles are nowadays often used as a substitute for Glass bottles as packaging material for drinks, such as for juices or carbon dioxide-containing Drinks, used. Your big advantage lies in their light weight, their food suitability, and theirs Unbreakability, d. H. in their high strength and dimensional stability. Due to the properties of PET can be made from it Container to external influences, to which they are exposed during their normal use, withstand well without being deformed or destroyed.

Darüber hinaus sollen PET-Behälter den Erzeugnissen, die eingefüllt werden sollen, hinsichtlich der chemischen Undurchlässigkeit den größtmöglichsten Schutz bieten, um ein Durchtreten von Gasen durch die Behälterwände zu verhindern. Da PET allein jedoch unzureichende Barriereeigenschaften gegen Gase aufweist, werden PET-Behälter mit Beschichtungen (Barrierebeschichtung) hergestellt, die ein Austreten von Kohlendioxid oder Sauerstoff vermeiden sollen. Im Fall einer Außenbeschichtung ist diese erste Beschichtung zwar als Diffusionsbarriere geeignet, genügt aber hinsichtlich der Kratzfähigkeit und Wasserfestigkeit der Anforderung an eine beschichtete Flasche nicht. Daher werden die PET-Artikel gewöhnlich zusätzlich mit einer Deckschicht beschichtet, der eine kratzfeste und wasserfeste Schutzschicht für die Barrierebeschichtung bietet. Hierbei ist es möglich entweder die PET-Flaschen oder PET-Vorformlinge, die zum Herstellen von PET-Getränkeflaschen verwendet werden, zu beschichten.About that In addition, PET containers should be filled with products should be considered, in terms of chemical impermeability to provide the greatest possible protection a passage of gases through the container walls to prevent. However, PET alone does not have adequate barrier properties having gases become PET containers with coatings (Barrier coating) produced, the leakage of carbon dioxide or to avoid oxygen. In the case of an outer coating Although this first coating is suitable as a diffusion barrier, but is sufficient in terms of scratchability and Water resistance of the requirement for a coated bottle not. Therefore, the PET articles are usually additional coated with a top coat, which is a scratch-proof and waterproof Protective layer for the barrier coating offers. in this connection is it possible either the PET bottles or PET preforms, used to make PET beverage bottles, to coat.

Die Anwendung und entsprechende Verfahren zum Aufbringen von Barrierebeschichtungen sind durch eine Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt geworden. So werden die Barriereschichten mit Beschichtungsverfahren, wie zum Beispiel Auftragen durch Sprayen, Tauchbeschichten, thermische Spritzverfahren, Flammbeschichten, elektrostatischer Auftrag, Sputtern, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), PICVD (plasma impulse chemical vapor deposition) oder Plasmapolymerisation aufgebracht.The Application and corresponding methods for applying barrier coatings are known through a variety of publications become. Thus, the barrier layers with coating methods, such as application by spraying, dip coating, thermal Spraying, flame coating, electrostatic application, sputtering, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), PICVD (plasma impulse chemical vapor deposition) or plasma polymerization applied.

Zum Beispiel offenbart die DE 102 31 856 A1 ein Verfahren zum Beschichten von Hohlkörpern, insbesondere PET-Vorformlingen, bei dem die Hohlkörper mit einer Barriere- und einer Nanopartikel enthaltenden, kratzfesten Deckschicht mittels Sprüh- oder Tauchauftrag versehen werdenFor example, the DE 102 31 856 A1 a method for coating hollow bodies, in particular PET preforms, in which the hollow bodies are provided with a barrier and a nanoparticle-containing, scratch-resistant cover layer by means of spraying or dip coating

Die DE 101 15 087 A1 ein Verfahren zum Beschichten von Kunststoffbehältern, insbesondere PET-Flaschen, wobei eine Barriereschicht mittels eines Rotationszerstäubers auf die Außenseite von PET-Flaschen aufgebracht wird.The DE 101 15 087 A1 a method for coating plastic containers, in particular PET bottles, wherein a barrier layer is applied to the outside of PET bottles by means of a rotary atomizer.

In der DE 10 2004 043 384 A1 wird ein Verfahren zum Aufbringen einer SiOx-Barrierebeschichtung durch ein plasmaunterstütztes PVD- oder plasmaunterstütztes CVD-Verfahren offenbart, wobei das Substrat durch Dehnung vorkonditioniert wird. Durch die resultierende verringerte Tendenz zur irreversiblen Ausdehnung soll eine Rissbildung in der Beschichtung verringert werden.In the DE 10 2004 043 384 A1 discloses a method of applying an SiO x barrier coating by a plasma assisted PVD or plasma assisted CVD method wherein the substrate is preconditioned by stretching. The resulting reduced tendency for irreversible expansion is believed to reduce cracking in the coating.

Die WO 99/20462 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten von Polyesterartikeln, wie PET-Vorformlingen, die z. B. mittels Tauchbeschichten, Spritzbeschichten oder Flammbeschichten mit einer Barriereschicht versehen werden. Hierbei werden die PET-Behälter mit einem Barrierematerial beschichtet, das ein Terephtalsäure-Coplyester, ein Isophtalsäure-Copolyester und wenigstens ein Diol umfasst.The WO 99/20462 describes a process for coating polyester articles, such as PET preforms, e.g. B. be provided by means of dip coating, spray coating or flame coating with a barrier layer. Here, the PET containers are coated with a barrier material comprising a terephthalic acid copolyester, an isophthalic copolyester and at least one diol.

Die US 2004/0247735 A1 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten von PET-Artikeln, vorzugsweise PET-Vorformlingen, bei dem auf wenigstens einer der Oberflächen eine oder mehrere Schichten eines thermoplastischen Materials mit guten Gasbarriereeigenschaften, vorzugsweise Poly(hydroxyaminoether) aufgebracht werden. Diese Barrierebeschichtungen haben ähnliche Eigenschaften wie das PET selbst und werden mittels zum Beispiel Tauchbeschichten, Spritzbeschichten oder elektrostatischem Auftrag bei einer bestimmten Temperatur aufgebracht.The US 2004/0247735 A1 describes a process for coating PET articles, preferably PET preforms, in which one or more layers of a thermoplastic material having good gas barrier properties, preferably poly (hydroxyamino ethers), are applied to at least one of the surfaces. These barrier coatings have similar properties to the PET itself and are applied by means of, for example, dip coating, spray coating or electrostatic deposition at a specific temperature.

Die WO 03/100120 A2 beschreibt ein Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Werkstücken, mittels derer PET-Flaschen mit einem Mehrschichtsystem beschichtet werden. Die mittels PICVD auf der Innseite der Flasche aufgebrachten Schichten umfassen eine Haftvermittlerschicht und eine Barriereschicht. Mittels der Doppelschicht wird eine verbesserte Haftung und gleichzeitig eine erhebliche Verbesserung der Barriereeigenschaften erzielt.The WO 03/100120 A2 describes an apparatus and method for treating workpieces by means of which PET bottles are coated with a multi-layer system. The layers applied by means of PICVD on the inside of the bottle comprise a primer layer and a barrier layer. By means of the double layer improved adhesion and at the same time a considerable improvement of the barrier properties is achieved.

Dennoch weisen die verschiedenen Verfahren zum Beschichten von PET-Artikeln einige Nachteile auf. Zunächst besteht häufig das Problem, dass beim Beschichten von PET-Vorformlingen die Haftung der Beschichtung an dem Vorformling unzureichend ist. Die Vorformlinge werden gewöhnlich mittels eines Streckblasprozesses in ihre endgültige Form (PET-Flasche) überführt, wobei sie durch die 7 bis 9 fache Dehnung einer erheblichen Belastung unterworfen sind. Darüber hinaus sind die PET-Flaschen auch während des Befüllens oder während des Transports hohen Belastungen ausgesetzt. Hieraus kann neben einer Rissbildung in der Beschichtung auch das Problem der Delamination resultieren.Yet show the different methods for coating PET articles some disadvantages. At first, there is often the problem that when coating PET preforms the adhesion the coating on the preform is insufficient. The preforms are usually by means of a stretch blown in their final shape (PET bottle), whereby by the 7 to 9-fold stretching of a considerable load are subject. In addition, the PET bottles also during filling or during of transport subjected to high loads. This can be next to Cracking in the coating also poses the problem of delamination result.

Auch feine Luftblasen haben sich als problematisch herausgestellt, da sie bei der 7 bis 9 fachen Dehnung der Vorformlinge ebenfalls eine Dehnung um das 7 bis 9 fache erfahren. An diesen Stellen leidet sowohl die Barriere- als auch die Kratzfestigkeit der Beschichtung (zum Beispiel durch Unterwanderung von Feuchtigkeit, mangelnde Kratzfestigkeit wegen fehlender Schichtdicke oder wegen Unterschreitung der Mindestdicke der Barriereschicht).Also fine bubbles have been found to be problematic because They also in the 7 to 9-fold elongation of the preforms Elongation experienced 7 to 9 times. In these places suffers both the barrier and scratch resistance of the coating (For example, by infiltration of moisture, lack of scratch resistance due to missing layer thickness or because of undercut the minimum thickness of Barrier layer).

Ein weiteres Problem besteht darin, dass es schwierig ist die sehr schäumenden Beschichtungsmaterialien möglichst homogen auf die PET-Artikel aufzutragen.One Another problem is that it is difficult the very foaming Coating materials as homogeneous as possible on the PET article apply.

Schließlich ist es mit den herkömmlichen Verfahren schwierig oder nicht möglich hochvisköse, zähflüssige Beschichtungen mit hohem Festkörperanteil aufzubringen.After all it is difficult or not with the conventional methods possible highly viscous, viscous Apply coatings with a high solids content.

Ebenso sind die zum Beschichten von PET-Artikeln verwendeten Verfahren, wie zum Beispiel das oben genannte plasmaunterstützte PVD- oder das plasmaunterstützte CVD-Verfahren aufwendig und kostenintensiv. Elektrostatischer Auftrag oder Sprühauftrag führen zwar in der Regel zum Ergebnis einer homogenen Schicht, jedoch war, bedingt zum Beispiel durch hohe Abprallverluste, der Wirkungsgrad nicht sehr hoch (ca. 60%). Dieser Materialverlust lässt sich bei einem Produkt wie einer PET-Flasche preislich nicht darstellen. Ferner können die gewünschten Produktionsgeschwindigkeiten (mehr als 40000 Flaschen pro Stunde) nicht erreicht werden.As well are the methods used to coat PET articles, such as the abovementioned plasma-assisted PVD or the plasma-enhanced CVD process consuming and expensive. Electrostatic application or spray application Although, as a rule, lead to the result of a homogeneous layer, However, was due, for example, by high rebound losses, the Efficiency not very high (about 60%). This material loss leaves Do not represent in a product such as a PET bottle priced. Furthermore, the desired production speeds (more than 40,000 bottles per hour) can not be achieved.

Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher das Bereitstellen eines einfachen und kostengünstigen Verfahrens, dass es ermöglicht eine ausgezeichnete Haftung der Beschichtung an den PET-Vorformlingen zu gewährleisten und darüber hinaus einen weitgehend verlustfreien und homogenen Auftrag der Beschichtung ohne Bildung von Luftblasen auf den Vorformlingen zu ermöglichen. Ferner wird die Möglichkeit geschaffen hochkonzentrierte, festkörperreiche Beschichtungsmaterialien aufzubringen. Darüber hinaus können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die gewünschten hohen Produktionsgeschwindigkeiten leicht erreicht werden.task The present invention is therefore to provide a simple one and cost-effective method that allows it excellent adhesion of the coating to the PET preforms and, moreover, to a large extent lossless and homogeneous application of the coating without formation to allow air bubbles on the preforms. Further the possibility is created of highly concentrated, high-solids Apply coating materials. In addition, you can with the aid of the method according to the invention desired high production speeds can be easily achieved.

Die Aufgabe wird auf einfache und wirtschaftliche Weise durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und mit einem beschichteten PET-Vorformling gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegendstand der abhängigen Ansprüche.The Task is done in a simple and economical way by the process according to claim 1 and with a coated PET preform solved according to claim 11. advantageous Embodiments of the invention are state of the dependent Claims.

Erfindungsgemäß wird das Verfahren zum Beschichten der PET-Vorformlinge mit den folgenden Schritten durchgeführt:

  • – Hydrophilieren und Ionisieren der PET-Vorformlinge,
  • – Beaufschlagen der PET-Vorformlinge mit heißem Wasserdampf und/oder Heißwasser oder heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf vor und optional nach dem Beschichten,
  • – Beschichten der PET-Vorformlinge mit wenigstens einem Beschichtungsmittel, das vor dem Auftragen erwärmt wird, um wenigstens eine Barriereschicht auszubilden,
  • – Dehnen der PET-Vorformlinge zu ihrer endgültigen Form.
According to the invention, the process for coating the PET preforms is carried out with the following steps:
  • - hydrophilizing and ionizing the PET preforms,
  • Subjecting the PET preforms to hot steam and / or hot water or hot solvent and / or hot solvent vapor before and optionally after coating,
  • Coating the PET preforms with at least one coating agent which is heated prior to application to form at least one barrier layer,
  • - Stretch the PET preforms to their final shape.

Der erfindungsgemäße beschichtete PET-Vorformling umfasst wenigstens eine Barriereschicht und wenigstens eine Deckschicht, die nach dem oben genannten Verfahren aufgebracht werden.Of the Coated PET preform according to the invention comprises at least one barrier layer and at least one cover layer, which are applied by the above method.

Vor der Beschichtung der PET-Vorformlinge werden diese hydrophiliert und ionisiert. Dies dient der gezielten Oberflächenmodifizierung zum Verbessern der Haftungs- und Benetzungseigenschaften. Dabei wird die Wasseraffinität bzw. die Saugfähigkeit erhöht. Das Hydrophilieren erfolgt mittels eines Plasmabrenners und die Ionisation mittels eines Ionisierungsgeräts. Hierdurch wird ebenso die Temperaturdifferenz zwischen dem Beschichtungsmittel und dem PET-Vorformling vermindert, was eine verbesserte Haftung des Beschichtungsmittels an dem PET-Vorformling während der anschließenden Verfahrensschritte bewirkt.In front the coating of the PET preforms, these are hydrophilized and ionized. This serves the purposeful surface modification to improve the adhesion and wetting properties. there is the water affinity or the absorbency elevated. The hydrophilization takes place by means of a plasma burner and ionization by means of an ionization device. hereby Also, the temperature difference between the coating agent and the PET preform, resulting in improved adhesion of the coating agent on the PET preform during causes the subsequent process steps.

Je nachdem, welche Löslichkeitseigenschaften das Beschichtungsmittel aufweist, werden die PET-Vorformlinge mit Heißwasser und/oder heißem Wasserdampf oder heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf beaufschlagt. Dieser Verfahrensschritt erfolgt vor dem Beschichten des PET-Vorformlings, kann jedoch optional zusätzlich nach der Applikation des Beschichtungsmittels in dem Fall erfolgen, dass noch Lufteinschlüsse vorhanden sein sollten. Das Beaufschlagen erfolgt mittels Bedampfen oder Beschütten. Handelt es sich bei dem Beschichtungsmittel um ein Beschichtungsmittel auf Wasserbasis, werden die PET-Vorformlinge mit Heißwasser und/oder heißem Wasserdampf beaufschlagt. Handelt es sich um ein Beschichtungsmittel auf Lösungsmittelbasis, werden die PET-Vorformlinge entsprechend mit heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf beaufschlagt. Dieser Verfahrenschritt optimiert das Verlaufs- und „Standvermögen" der Beschichtung. Lufteinschlüsse werden hierdurch, selbst bei hohen Geschwindigkeiten, vermieden, bzw. die sich bildenden Luftblasen platzen rasch auf und verschwinden.ever after which solubility characteristics the coating agent have, the PET preforms with hot water and / or hot steam or hot solvent and / or hot solvent vapor. This process step takes place before the coating of the PET preform, However, in addition to the application of the Coating agent in the case made that still air pockets should be present. The application is carried out by steaming or shed. Is it the coating agent a water-based coating agent, are the PET preforms subjected to hot water and / or hot steam. If it is a solvent based coating, The PET preforms are treated accordingly with hot solvent and / or hot solvent vapor. This process step optimizes the flow and "stamina" the coating. Air pockets are thereby, even at high speeds, avoided, or the forming Bubbles quickly burst and disappear.

Zum Ausbilden der wenigstens einen Barriereschicht wird ein Beschichtungsmittel auf Wasserbasis verwendet, vorzugsweise ein wasserlösliches Polymer. Beispiele für geeignete wasserlösliche Polymere sind Polymere auf Basis von Acrylat oder Polyvinylalkohol, Hydroxy-, Propyl- oder Ethyl-Cellulose und Polyethylenglykol. Bevorzugt ist das eingesetzte wasserlösliche Polymer ein Polyvinylalkohol, stärker bevorzugt ein Polyvinylalkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mowiol 3–85, 3–96, 4–88, 4–98, 5–88, 6–98, 8–88, 10–98, 13–88, 15–79, 15–99, 18–88, 23–88, 26–88, 28–99, 32–88, 40–88, 47–88, 56–88, 30–92, 4–98, 6–98, 10–98, 20–98, 30–98, 56–98, 15–99, 28–99, 4–88 G2, 8–88 G2, 18–88 G2, 26–88 G2, 47–88 G2, 4–88 low ash, 8–88 low ash, 40–88 low ash, 4–98 low ash, 56–98 low ash, 28–99 low ash.To the Forming the at least one barrier layer becomes a coating agent water-based, preferably a water-soluble Polymer. Examples of suitable water-soluble Polymers are polymers based on acrylate or polyvinyl alcohol, Hydroxy, propyl or ethyl cellulose and polyethylene glycol. Prefers the water-soluble polymer used is a polyvinyl alcohol, more preferably, a polyvinyl alcohol is selected from the group consisting of Mowiol 3-85, 3-96, 4-88, 4-98, 5-88, 6-98, 8-88, 10-98, 13-88, 15-79, 15-99, 18-88, 23-88, 26-88, 28-99, 32-88, 40-88, 47-88, 56-88, 30-92, 4-98, 6-98, 10-98, 20-98, 30-98, 56-98, 15-99, 28-99, 4-88 G2, 8-88 G2, 18-88 G2, 26-88 G2, 47-88 G2, 4-88 low ash, 8-88 low ash, 40-88 low ash, 4-98 low ash, 56-98 low ash, 28-99 low ash.

Zum Ausbilden der kratzfesten, wasserfesten und chemisch stabilen äußeren Schutzschicht wird auf die Barriereschicht(en) wenigstens eine Deckschicht aufgebracht. Hierbei wird ein Beschichtungsmittel auf Lösungsmittelbasis eingesetzt. Dieser Decklack enthält einen Haftvermittler, einen kationischen Thermostarter, ein Silikonadditiv, einen reaktiven Verdünner und wenigstens ein Lösungsmittel. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Haftvermittler Dynasylan Glymo® verwendet, als Thermostarter wird ein kationischer Thermostarter, bevorzugt Triarylsulfonium-Hexaflourantimonat eingesetzt, als Silikonadditiv Byk 306, als reaktiver Verdünner Polypox R20 und als Lösungsmittel werden Butanol oder Isopropylalkohol verwendet.To form the scratch-resistant, water-resistant and chemically stable outer protective layer, at least one cover layer is applied to the barrier layer (s). In this case, a solvent-based coating agent is used. This topcoat contains a primer, a cationic thermo-initiator, a silicone additive, a reactive diluent, and at least one solvent. In one embodiment of the present invention is used as an adhesion promoter Dynasylan Glymo ®, as a thermal initiator is a cationic thermal initiators, preferably used triarylsulfonium Hexaflourantimonat as silicone additive Byk 306, as a reactive diluent Polypox R20 and solvents are butanol or isopropyl alcohol is used.

Das Beschichten der PET-Vorformlinge erfolgt mit erwärmten Beschichtungsmitteln. Diese werden auf eine Temperatur von 35–130°C, bevorzugt auf 50–95°C erwärmt. Dies führt, in Verbindung mit den vorher genannten Verfahrensschritten, zu der Vermeidung von Luftblasen, einer homogenen Mindestschichtdicke und Schaffung der Möglichkeit hochkonzentrierte, festkörperreiche Beschichtungsmaterialien aufzutragen, da eine solche Beschichtung durch das Erwärmen leichter verarbeitbar und deutlich besser schüttbar ist. Darüber hinaus verbessert sich zusätzlich der Trocknungsverlauf der Beschichtung, da diese in erwärmten Zustand aufgebracht wird.The Coating the PET preforms is done with heated Coating agents. These are heated to a temperature of 35-130 ° C, preferably heated to 50-95 ° C. This leads to, in connection with the aforementioned method steps, to the Prevention of air bubbles, a homogeneous minimum layer thickness and creation the possibility of highly concentrated, high solids Apply coating materials, since such a coating easier to process by heating and much better is pourable. In addition, it improves In addition, the drying process of the coating, as these is applied in a heated state.

Die Beschichtungsmittel können auf verschiene Art und Weise auf eine der Oberflächen der PET-Vorformlinge aufgebracht werden. In einer Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens eine Barriereschicht auf die innere Oberfläche der PET-Vorformlinge aufgebracht. In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens eine Barriereschicht auf die innere und die äußere Oberfläche der PET-Vorformlinge aufgebracht. Ein noch einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens eine Barriereschicht auf die äußere Oberfläche der PET-Vorformlinge aufgebracht, auf welcher ferner eine Deckschicht ausgebildet wird. Das Aufbringen der Beschichtungsmittel auf die PET-Vorformlinge kann zum Beispiel durch Auftragen, Sprühen, Abscheiden, Tauchen oder Schütten erfolgen, wobei das Aufbringen durch Schütten bevorzugt ist.The Coating agents can be made in various ways applied to one of the surfaces of the PET preforms become. In one embodiment of the invention, at least a barrier layer on the inner surface of the PET preforms applied. In a further embodiment, at least a barrier layer on the inner and the outer Surface of the PET preforms applied. One more one Another embodiment is at least one barrier layer on the outer surface of the PET preforms applied, on which further a cover layer is formed. The application of the coating compositions to the PET preforms For example, by applying, spraying, depositing, Dipping or pouring done, the application by Churning is preferred.

Nach dem Aufbringen der Beschichtungsmittel trocknen diese bis die PET-Vorformlinge durch einen Streckblasprozess in die endgültige Form einer Flasche überführt werden. In diesem Streckblasprozess wird der Vorformling auf eine Temperatur in einem Bereich von 90 bis 130°C erwärmt. Dies kann zum Beispiel mittels IR-Strahlung erfolgen. Der oben genannte Bereich ist das Temperaturniveau, bei dem PET thermoelastische Eigenschaften besitzt. Während des Umformvorgangs wird der Vorformling dann mittels einer Reckstange in axialer Richtung verstreckt und mittels Luftdruck im Werkzeug radial ausgeformt. Die während der Umformphase eingebrachten biaxialen Deformationen (ihren zu weiteren Eigenschaftsverbesserungen des PET.To the application of the coating agent, they dry until the PET preforms by a stretch-blown process into the final form of a Bottle to be transferred. In this stretch blow process The preform is heated to a temperature in the range of 90 heated to 130 ° C. This can be done, for example, by means of IR radiation done. The above range is the temperature level in which PET has thermoelastic properties. While of the forming process, the preform is then by means of a stretching rod stretched in the axial direction and by means of air pressure in the tool radially shaped. The introduced during the forming phase biaxial deformations (their to further property improvements of the PET.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei diese nicht auf diese Ausführung beschränkt ist.The Invention will become apparent from the following embodiment explained in more detail, this is not on this version is limited.

1) Barrierebeschichtung:1) Barrier coating:

3 kg PVA Typ Mowiol 28–99 (erhältlich von KSE Kuraray GmbH, Frankfurt) in Granulatform werden unter Erwärmen auf 95°C in 17 kg Wasser unter ständigem langsamen Rühren gelöst. Die Rührdauer beträgt ca. 30 Minuten. Anschließend wird das gelöste PVA unter fortgesetztem Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt. 2) Decklack Dynasylan Glymo 1,6% Triarylsulfonium-Hexaflourantimonat 0,2% Byk 306 0,41% Polypox R20 5,57% Butanol 69,16% Isopropanol 23,05% 3 kg of PVA type Mowiol 28-99 (available from KSE Kuraray GmbH, Frankfurt) in granular form are dissolved with heating to 95 ° C. in 17 kg of water with constant slow stirring. The stirring time is approx. 30 minutes. Subsequently, the dissolved PVA is cooled to room temperature with continued stirring. 2) topcoat Dynasylan Glymo 1.6% Triarylsulfonium Hexaflourantimonat 0.2% Byk 306 0.41% Polypox R20 5.57% butanol 69.16% isopropanol 23.05%

Die Komponenten werden in angegebener Reihenfolge zusammengemischt und unter Rühren eine Stunde homogenisiert.The Components are mixed together in specified order and Homogenized with stirring for one hour.

Anschließend werden die PET-Vorformlinge gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hydrophiliert und ionisiert und anschließend mit Heißwasser und/oder heißem Wasserdampf beaufschlagt. Das Beschichtungsmittel für die Barrierebeschichtung wird auf 50 bis 95°C erwärmt und anschließend durch Schütten auf die PET-Vorformlinge aufgebracht. Nach Trocknen dieser Schicht werden die Vorformlinge mit heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf beaufschlagt. Das Beschichtungsmittel für die Deckschicht wird auf 50 bis 95°C erwärmt und anschließend auf die Barrierebeschichtung aufgebracht. Ist auch diese Schicht getrocknet werden die PET-Vorformlinge in einer entsprechenden Vorrichtung dem Streckblasprozess unterworfen.Subsequently are the PET preforms according to the invention Process hydrophilized and ionized and then subjected to hot water and / or hot steam. The coating agent for the barrier coating is heated to 50 to 95 ° C and then applied by pouring onto the PET preforms. To Drying of this layer, the preforms with hot Solvent and / or hot solvent vapor applied. The coating agent for the topcoat is heated to 50 to 95 ° C and then applied to the barrier coating. Is this layer too The PET preforms are dried in a corresponding device subjected to the stretch blown process.

Die Beschichtung der Vorformlinge wird bei dem Streckblasprozess der PET-Vorformlinge zu Flaschen mitgedehnt und bewirkt somit eine wirksame Barriere- und Schutzbeschichtung für die fertig hergestellten Flaschen.The Coating of the preforms is used in the stretch blow molding process of PET preforms stretched to bottles and thus causes an effective Barrier and protective coating for the finished manufactured Bottles.

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Claims (13)

Verfahren zum Beschichten von PET-Vorforrmlingen umfassend die Schritte: Hydrophilieren und Ionisieren der PET-Vorformlinge, Beschichten der PET-Vorformlinge mit wenigstens einem Beschichtungsmittel zum Ausbilden wenigstens einer Barriereschicht, Dehnen der PET-Vorformlinge zu ihrer endgültigen Form, dadurch gekennzeichnet, dass die PET-Vorformlinge vor und optional nach dem Beschichten mit heißem Wasserdampf und/oder Heißwasser oder heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf beaufschlagt werden und das/die Beschichtungsmittel vor dem Aufbringen auf eine Oberfläche der PET-Vorformlinge erwärmt wird/werden.A method of coating PET preforming compositions comprising the steps of: hydrophilizing and ionizing the PET preforms, coating the PET preforms with at least one coating agent to form at least one barrier layer, stretching the PET preforms to their final shape, characterized in that the PET Preforms before and optionally after the coating with hot steam and / or hot water or hot solvent and / or hot solvent vapor are applied and / the coating (s) is heated before application to a surface of the PET preforms /. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrophilieren mittels eines Plasmabrenners und das Ionisieren mittels eines Ionisierungsgeräts erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that hydrophilizing by means of a plasma burner and ionizing by means of an ionization device. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Barriereschicht auf der inneren und/oder äußeren Oberfläche der PET-Vorformlinge aufgebracht wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that at least one barrier layer on the inner and / or outer Surface of the PET preforms is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Barriereschicht auf die äußere Oberfläche der PET-Vorformlinge aufgebracht wird, auf welcher ferner eine Deckschicht ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one barrier layer on the outer surface of the PET preforms is applied, on which further formed a cover layer becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagen der PET-Vorformlinge mit heißem Wasserdampf und/oder Heißwasser oder heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf mittels Bedampfen oder Beschütten erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the application of the PET preforms with hot steam and / or hot water or hot solvent and / or hot Solvent vapor by steaming or shaking he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die PET-Vorformlinge mit heißem Wasserdampf und/oder Heißwasser beaufschlagt werden, wenn ein Beschichtungsmittel auf Wasserbasis eingesetzt wird und dass die PET-Vorformlinge mit heißem Lösungsmittel und/oder heißem Lösungsmitteldampf beaufschlagt werden, wenn ein Beschichtungsmittel auf Lösungsmittelbasis eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the PET preforms with hot Steam and / or hot water are applied, if a water-based coating agent is used and that the PET preforms with hot solvent and / or hot solvent vapor when a solvent-based coating agent is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel zum Ausbilden der wenigstens einen Barriereschicht ein wasserlösliches Polymer auf Basis von Acrylat oder Polyvinylalkohol, Hydroxy-, Propyl- oder Ethyl-Cellulose oder Polyethylenglykol oder Mischungen derselben umfasst, insbesondere ein Polyvinylalkohol, bevorzugt ein Polyvinylalkohol ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mowiol 3–85, 3–96, 4–88, 4–98, 5–88, 6–98, 8–88, 10–98, 13–88, 15–79, 15–99, 18–88, 23–88, 26–88, 28–99, 32–88, 40–88, 47–88, 56–88, 30–92, 4–98, 6–98, 10–98, 20–98, 30–98, 56–98, 15–99, 28–99, 4–88 G2, 8–88 G2, 18–88 G2, 26–88 G2, 47–88 G2, 4–88 low ash, 8–88 low ash, 40–88 low ash, 4–98 low ash, 56–98 low ash, 28–99 low ash.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coating agent for forming the at least one barrier layer is a water-soluble one Polymer based on acrylate or polyvinyl alcohol, hydroxy, propyl or ethyl cellulose or polyethylene glycol or mixtures thereof, in particular a polyvinyl alcohol, preferably a polyvinyl alcohol selected from the group consisting of Mowiol 3-85, 3-96, 4-88, 4-98, 5-88, 6-98, 8-88, 10-98, 13-88, 15-79, 15-99, 18-88, 23-88, 26-88, 28-99, 32-88, 40-88, 47-88, 56-88, 30-92, 4-98, 6-98, 10-98, 20-98, 30-98, 56-98, 15-99, 28-99, 4-88 G2, 8-88 G2, 18-88 G2, 26-88 G2, 47-88 G2, 4-88 low ash, 8-88 low ash, 40-88 low ash, 4-98 low ash, 56-98 low ash, 28-99 low ash. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel zum Ausbilden der wenigstens einen Deckschicht ein Decklack auf Lösungsmittelbasis ist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coating agent for forming the at least one cover layer is a solvent-based topcoat is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Decklack einen Haftvermittler, einen Thermostarter, insbesondere einen kationischen Thermostarter, ein Silikonadditiv, einen reaktiven Verdünner und wenigstens ein Lösungsmittel umfasst.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the topcoat a bonding agent, a thermostarter, in particular a cationic thermostarter, a silicone additive, a reactive thinner and at least a solvent. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmittel vor dem Aufbringen auf die PET-Vorformlinge auf 35°C bis 130°C, insbesondere auf 50°C bis 95°C, erwärmt werden.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the coating means before the Application to the PET preforms at 35 ° C to 130 ° C, especially at 50 ° C to 95 ° C, are heated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtungsmittel durch Auftragen durch Sprayen, Schütten, Tauchbeschichten, thermische Spritzverfahren, Flammbeschichten, elektrostatischen Auftrag, Sputtern, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), PICVD (plasma impulse chemical vapor deposition) oder Plasmapolymerisation aufgebracht wird, insbesondere durch Schütten.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the application of the coating agent by application by spraying, pouring, dip coating, thermal spraying, flame coating, electrostatic Application, sputtering, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), PICVD (plasma impulse chemical vapor deposition) or plasma polymerization is applied, in particular by pouring. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung der PET-Vorformlinge zu ihrer endgültigen Form mittels eines Streckblasprozesses erfolgt, bei dem die Vorformlinge auf eine Temperatur im Bereich von 90 bis 130°C erwärmt und anschließend verstreckt werden.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stretching of the PET preforms takes place to its final shape by means of a stretch blow molding process in which the preform heated to a temperature in the range of 90 to 130 ° C and then stretched. Beschichteter PET-Vorformling wenigstens eine Barriereschicht und wenigstens eine Deckschicht umfassend, die nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 12 aufgebracht werden.Coated PET preform at least one barrier layer and at least one cover layer comprising, by the method of claims 1 to 12 are applied.
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