TY - THES

T1 - Endprodukteigenschaften von PET-Verpackungsbändern in Abhängigkeit von thermischen Einflussfaktoren im Produktionsprozess

AU - Kremser, Pamela

N1 - gesperrt bis null

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Hochfeste Verpackungsbänder aus Polyethylenterephtalat (PET), das vorwiegend aus dem Flaschenrecycling stammt sollen Packgut sichern, verschließen, bündeln und/oder sein Volumen reduzieren. Da bereits das Recyclingmaterial ständig schwankenden Qualitätsmerkmalen unterliegt, ist es umso wichtiger den Herstellungsprozess vollständig zu beherrschen und Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Einflussparametern zu kennen. In der vorliegenden Arbeit wurden spezifische Verarbeitungsparameter wie Kristallisator- und Trocknungstemperatur, Verstreckungsgrad und Tempertemperatur bei der Herstellung von Verpackungsbänder systematisch variiert, um die Einflüsse der einzelnen Parameter auf die Bandeigenschaften sowie deren Wechselwirkungen charakterisieren zu können. Für eine umfassende Charakterisierung von Verpackungsbändern aus PET-Rezyklat wurden sowohl morphologische Eigenschaften mittels DSC und TMA als auch mechanische Eigenschaften durch Zugversuche in Längs- und in Querrichtung, Weiterreißversuche und Relaxationsversuche untersucht. Zusätzlich wurden MVI-Messungen der hergestellten Bandzustände und Untersuchungen zur Bestimmung der Schweißnahtfestigkeit durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die Konditionierungsschritte im Kristallisator bzw. Trockner vor der Extrusion keinen signifikanten Einfluss auf die Bandeigenschaften haben. Voraussetzung dafür ist die Berücksichtigung eines maximalen Restfeuchtegehaltes, der nicht überschritten werden darf, um Molmassenveränderungen während der Bandextrusion aufgrund des Feuchteeinflusses zu verhindern. Bestimmend für die mechanischen Eigenschaften und vor allem auch für die Spleißneigung und das Schrumpfverhalten bei erhöhter Anwendungstemperatur sind die thermischen Nachbehandlungsschritte nach der Extrusion. Durch Tempern kann zwar das Schrumpfverhalten der Bänder verbessert werden, die damit verbundenen Nachkristallisationseffekte führen jedoch zu einer Erhöhung der Spleißneigung. Als wesentliches Ergebnis der vorliegenden Arbeit konnte durch die Reduzierung der Temperzeit und Anhebung der Tempertemperatur um bis zu 20 °C im Vergleich zu den Standardbedingungen eine Optimierung der Bandeigenschaften sowohl bezüglich der Spleiß- als auch der Schrumpfneigung erreicht werden. In Verbindung mit einer Reduktion der Kristallisatortemperatur um bis zu 20 °C ist damit auch ein deutliches Energieeinsparungpotential zu erreichen.

AB - Hochfeste Verpackungsbänder aus Polyethylenterephtalat (PET), das vorwiegend aus dem Flaschenrecycling stammt sollen Packgut sichern, verschließen, bündeln und/oder sein Volumen reduzieren. Da bereits das Recyclingmaterial ständig schwankenden Qualitätsmerkmalen unterliegt, ist es umso wichtiger den Herstellungsprozess vollständig zu beherrschen und Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Einflussparametern zu kennen. In der vorliegenden Arbeit wurden spezifische Verarbeitungsparameter wie Kristallisator- und Trocknungstemperatur, Verstreckungsgrad und Tempertemperatur bei der Herstellung von Verpackungsbänder systematisch variiert, um die Einflüsse der einzelnen Parameter auf die Bandeigenschaften sowie deren Wechselwirkungen charakterisieren zu können. Für eine umfassende Charakterisierung von Verpackungsbändern aus PET-Rezyklat wurden sowohl morphologische Eigenschaften mittels DSC und TMA als auch mechanische Eigenschaften durch Zugversuche in Längs- und in Querrichtung, Weiterreißversuche und Relaxationsversuche untersucht. Zusätzlich wurden MVI-Messungen der hergestellten Bandzustände und Untersuchungen zur Bestimmung der Schweißnahtfestigkeit durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die Konditionierungsschritte im Kristallisator bzw. Trockner vor der Extrusion keinen signifikanten Einfluss auf die Bandeigenschaften haben. Voraussetzung dafür ist die Berücksichtigung eines maximalen Restfeuchtegehaltes, der nicht überschritten werden darf, um Molmassenveränderungen während der Bandextrusion aufgrund des Feuchteeinflusses zu verhindern. Bestimmend für die mechanischen Eigenschaften und vor allem auch für die Spleißneigung und das Schrumpfverhalten bei erhöhter Anwendungstemperatur sind die thermischen Nachbehandlungsschritte nach der Extrusion. Durch Tempern kann zwar das Schrumpfverhalten der Bänder verbessert werden, die damit verbundenen Nachkristallisationseffekte führen jedoch zu einer Erhöhung der Spleißneigung. Als wesentliches Ergebnis der vorliegenden Arbeit konnte durch die Reduzierung der Temperzeit und Anhebung der Tempertemperatur um bis zu 20 °C im Vergleich zu den Standardbedingungen eine Optimierung der Bandeigenschaften sowohl bezüglich der Spleiß- als auch der Schrumpfneigung erreicht werden. In Verbindung mit einer Reduktion der Kristallisatortemperatur um bis zu 20 °C ist damit auch ein deutliches Energieeinsparungpotential zu erreichen.

KW - PET packaging tapes mechanical properties recycling

KW - PET Verpackungsbänder mechanische Eigenschaften Recycling

M3 - Masterarbeit

ER -