具有改善的美觀的熱塑性容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱塑性容器以及制備所述熱塑性容器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由熱塑性材料制成的吹塑容器已經(jīng)用于包裝多種消費(fèi)產(chǎn)品，諸如化妝品、洗發(fā)劑、 衣物洗滌和食品。就此類(lèi)容器而言，具有平滑的外表面對(duì)使用者具有吸引力，因?yàn)槠湟话阍?強(qiáng)美觀，例如改善光澤度。容器的此類(lèi)平滑外表面主要是由于吹塑加工期間用于使模塑容 器成形的模具的表面的壓痕。雖然對(duì)于生產(chǎn)具有改善的美觀的容器而言期望平滑的模具內(nèi) 表面，但該要求提出了挑戰(zhàn)，所述挑戰(zhàn)包括在吹塑加工期間減少通風(fēng)。
[0003] 在吹塑加工中，通風(fēng)對(duì)于容器質(zhì)量是重要的。通風(fēng)使得當(dāng)塑料在模具腔體中膨脹 時(shí)，塑料的型坯(或預(yù)成形體)和模具之間的空氣逸出。差的排氣可造成膨脹的塑料和模具 之間的空氣滯留，從而阻止塑料完全接觸模具。這導(dǎo)致成形容器中的難看的變形。另外，差 的排氣導(dǎo)致模具腔體中顯著的溫度積聚，這可造成如塑料粘到模具上或塑料的燒痕的問(wèn)題 (即，由于過(guò)量熱而在模塑容器上的少量深棕色或黑色變色）。這些問(wèn)題對(duì)于熱塑性材料如 聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)尤其成為問(wèn)題，因?yàn)榇祟?lèi)材料一般具有較低熔點(diǎn)并且更容易粘到 模具上(與材料如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)進(jìn)行比較）。為了解決由差排氣導(dǎo)致的問(wèn)題， 現(xiàn)有技術(shù)使用具有粗糙內(nèi)表面的模具。這些粗糙模具(通常通過(guò)磨砂制成)上的微孔使得空 氣在塑料膨脹時(shí)通過(guò)微孔迀移到模具通風(fēng)口，從而減少空氣壓力(膨脹的塑料和模具之間） 以及減輕模具腔體中的溫度積聚。然而，粗糙的模具導(dǎo)致成形容器的不可取的粗糙表面。
[0004] 因此，需要向由具有較低熔點(diǎn)的熱塑性材料制成的容器提供改善的外表面光滑度 (從而改善美觀）。具體地講，本發(fā)明能夠使用平滑模具以由具有較低熔點(diǎn)的熱塑性材料制 備容器。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是利用相同的模具由各自具有不同熔點(diǎn)的不同熱塑性材料 制備多種容器(這在傳統(tǒng)上需要不同平滑度的不同模具）。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供在相對(duì)高加工溫度下制備同時(shí)避免燒痕形成的容器。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供具有減少的結(jié)晶度并因此具有改善的表面光滑度的 容器。
[0008] 本發(fā)明的甚至另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供容器同時(shí)避免對(duì)容器的外表面形成流線缺陷。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供容易打開(kāi)的容器，即需要相對(duì)低扭矩來(lái)打開(kāi)容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及制備容器的吹塑方法，包括以下步驟：
[0011] a)將前體容器形式附連到吹塑模具中，其中所述前體容器形式為型坯或預(yù)成形 體，
[0012] i)其中所述前體容器形式包括一個(gè)層，其中所述層包含：
[0013] 1)按所述層的重量計(jì)，約86 %至約99.99 %的熱塑性材料，所述熱塑性材料選自聚 乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、以及它們的組合;和
[0014] 2)按所述層的重量計(jì)，約0.01 %至約5 %的添加劑，其中所述添加劑具有約0.1至 約50m*N/m的表面張力值;并且
[0015] ii)其中所述模具包括被構(gòu)造成接收可膨脹前體容器形式的內(nèi)表面，其中所述模 具的至少一部分具有選自△-1^-2^-3、8-1、8-2和8-3的3?1拋光標(biāo)準(zhǔn)；以及
[0016] b)吹入所述前體容器形式中，以抵靠所述模具的內(nèi)表面膨脹所述前體容器形式， 從而形成所述容器。
[0017] 在另一方面，本發(fā)明涉及由所述方法獲得的容器。
[0018] 在另一個(gè)方面，本發(fā)明的方法涉及模具用于吹塑PE容器的用途，其中所述模具的 至少一部分具有選自4-1^-2^-3、8-1、8-2和8-3的3?1拋光標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 在本發(fā)明中，已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，某些添加劑可用于改性具有較低熔點(diǎn)的熱塑 性材料，從而允許產(chǎn)生具有改善的外表面的模塑容器的吹塑條件。不受理論的束縛，據(jù)信由 于其相對(duì)低表面張力，所選的添加劑趨于積聚在熱塑性材料的表面上并從而將熱塑性材料 的至少一部分與模具腔體以及與模具隔離，即，用作熱塑性材料的"隔離體"（該"隔離體"不 必要是整個(gè)連貫的片材）。這種由添加劑提供的隔離功能減輕了隨著模具腔體的溫度增加 的熱塑性材料的過(guò)量溫度增加。另外，其防止熱塑性材料的至少一部分粘著到模具上，即， 減少材料粘著到模具上的趨勢(shì)。也就是說(shuō)，本發(fā)明的熱塑性材料和添加劑可在較高加工溫 度下加工但不造成粘著問(wèn)題或燒痕。因此，就具有較低熔點(diǎn)的熱塑性材料而言，本發(fā)明允許 平滑模具在吹塑加工中的使用，并因此制備具有改善的表面光滑度的容器。
[0020] 另外，通過(guò)減輕熱塑性材料的過(guò)度溫度增加，甚至在較高加工溫度下，加入添加劑 也避免形成燒痕。另外，通過(guò)存在于熱塑性材料的表面上，添加劑在一定程度上用作爽滑 劑，從而使成形容器能夠容易打開(kāi)，即容器需要相對(duì)低扭矩以將蓋從容器擰開(kāi)。
[0021]
[0022] ^文所用，術(shù)語(yǔ)"粗糙"是指磨砂的模具表面或者得自磨砂模具的吹塑容器的表 面。術(shù)語(yǔ)"平滑"是指不磨砂的模具表面或者得自非磨砂模具的吹塑容器的表面。本文所提 及的表面是模具的內(nèi)表面(即形成吹塑容器的模具的部分)或容器的外表面。容器和模具兩 者的表面光滑度可通過(guò)粗糙度平均值(Ra)來(lái)測(cè)量，其在下文描述。
[0023] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"拋光"是指通過(guò)摩擦使表面平滑，并且術(shù)語(yǔ)"磨砂"是指通過(guò)將 攜帶砂的一股空氣以高速施加于表面來(lái)蝕刻表面。本文的拋光和磨砂兩者具體地涉及施加 于模具表面的處理，從而實(shí)現(xiàn)期望的模具拋光。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"模具拋光"是指模具的內(nèi) 表面的表面紋理和/或光滑度。SPI模具拋光標(biāo)準(zhǔn)是在行業(yè)內(nèi)廣泛接受的用于限定模具拋光 方面的拋光標(biāo)準(zhǔn)并用于本文。SPI模具拋光標(biāo)準(zhǔn)定義了關(guān)于模具拋光的表面光滑度的不同 等級(jí)，其包括:A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、C-l、C-2、C-3、D-l、D-2和D-3，其中由字母A開(kāi)始 的標(biāo)準(zhǔn)是指平滑表面，由字母B開(kāi)始的標(biāo)準(zhǔn)是指較不平滑的表面，由字母C開(kāi)始的標(biāo)準(zhǔn)是指 粗糙表面，并且由字母D開(kāi)始的標(biāo)準(zhǔn)是指非常粗糙的表面。通常將具有拋光標(biāo)準(zhǔn)A或B的模具 拋光，并且將具有拋光標(biāo)準(zhǔn)C或D的模具首先拋光然后磨砂。數(shù)字1、2或3是指越來(lái)越粗糙的 表面。
[0024] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"表面張力"是指使其抵抗外力的液體的表面收縮趨勢(shì)。本文的 表面張力以m*N/m為單位測(cè)量使1米長(zhǎng)的膜破裂所需的力（以m*N為單位）。在25°C下測(cè)試的 某些示例性材料的表面張力數(shù)據(jù)描述于下文。
[0025] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"層"是指形成容器的材料的宏觀尺度層。通常，所述宏觀尺度層 具有約0.01mm至約10mm，或者約0.1mm至約5mm，或者約0.2mm至約1mm的厚度。
[0026] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"吹塑"是指由其形成包含中空腔體的塑料容器(優(yōu)選適用于容 納組合物）的制造工藝。一般來(lái)講，存在吹塑的三種主要類(lèi)型：擠坯吹塑（EBM)、注坯吹塑 (IBM)、和注射拉伸吹塑（ISBM)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"前體容器形式"是指塑料的中間體產(chǎn)品 形式，其附連到吹塑模具中并用空氣噴吹以便抵靠模具的內(nèi)表面膨脹從而形成最終容器。 前體容器形式為型坯或預(yù)成型體。
[0027] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"加工溫度"是指吹塑加工的噴吹步驟期間模具腔體的溫度。在 噴吹步驟期間，材料的溫度將最終接近模具腔體的溫度，即加工溫度。加工溫度通常高于材 料的熔點(diǎn)。不同的熱塑性材料通常需要不同的加工溫度，其取決于包括下列的因素:材料的 熔點(diǎn)、吹塑類(lèi)型等。加工溫度比模具溫度高得多，所述模具溫度通常為約10至30°C(此類(lèi)相 對(duì)低的模具溫度通過(guò)在模具中流動(dòng)的冷卻水來(lái)維持）。
[0028] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"按一個(gè)層的重量計(jì)"是指所述成分的百分比按成分所存在的層 的重量計(jì)而不是按整個(gè)容器的重量計(jì)（當(dāng)然，除非整個(gè)容器由單個(gè)層制成）。
[0029] 如本文所用，當(dāng)組合物"基本上不含"特定成分時(shí)，其是指組合物包含按所述組合 物的重量計(jì)少于痕量，或者少于〇. 1 %，或者少于〇. 01 %，或者少于〇. 001 %的特定成分。
[0030] 如本文所用，當(dāng)用于權(quán)利要求中時(shí)，冠詞"一個(gè)"和"一種"被理解為是指一種或多 種受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的或根據(jù)權(quán)利要求書(shū)所述的物質(zhì)。
[0031 ]如本文所用，術(shù)語(yǔ)"包含"、"包括"、"含有"、"具有"的含義是非限制性的，即可加入 不影響結(jié)果的其它步驟和其它成分。以上術(shù)語(yǔ)涵蓋術(shù)語(yǔ)"由……組成"和"基本上由……組 成"。
[0032] 吹塑模具
[0033] 本文的吹塑模具的至少一部分具有選自六-1^-2^-3、8-1、8-2和8-3的3?1拋光標(biāo) 準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述模具的部分具有選自A-UA-2和A-3的SPI拋光標(biāo)準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解 模具