注坯拉伸吹塑方法，预成型件和容器技术

本发明专利技术涉及一种由聚乙烯材料制成的固体预成型件，其中预成型件包括颈部区域、侧壁和基座区域，并且包括具有内壁的内部和具有外壁的外部；其特征在于按聚乙烯材料的总重量计，至少65％的所述聚乙烯材料具有介于300,000g/mol和6,000,000g/mol之间的Z-平均分子量（Mz）和大于28的Mz/Mn值，其中Mn为数均分子量，并且Mz/Mn为Mz值除以Mn值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
注坯拉伸吹模法是一种广泛实用的制造瓶子的方法，所述瓶子由聚酯制成，具体地由聚对苯二甲酸乙二酯制成。除了其它用途之外，此类瓶子常用于软饮料的包装。专利技术背景相对于其它材料来讲，使用聚乙烯材料来制造容器具有许多优点。一个优点是，它们容易回收利用并且与现有的回收利用基础设施是相容的，这不同于某些其它材料诸如聚丙烯的情况。另一个优点是，与其它材料诸如对高pH敏感的聚对苯二甲酸乙二醇酯相比，它们不太容易发生“pH劣化和脱色”（裂化和结构损失）。这意味着在成品容器中能够储存具有一系列pH的更宽系列的材料。另一个优点是，由聚乙烯材料制成的容器更适用于对容器进行进一步的下游加工，诸如结合需要广泛变形的一体式柄部。注坯拉伸吹塑技术获得了聚乙烯材料的优先分子取向，这超过了用传统生产容器的方法诸如挤坯吹塑所能够获得的效果。因此，其导致更高效的材料利用率，因为其改善了诸如拉伸模量（对弹性材料的“硬度”的量度）之类的特性。例如，相比于不能赋予同样多分子取向的更传统的方法来讲，在拉伸吹塑中所获得的聚乙烯取向可允许少使用25%的材料。因此，注坯拉伸吹塑提供了一种更经济且更高效的制造容器的方法的可能性。注坯拉伸吹塑包括如下步骤：首先注塑预成型件，将其拉伸，然后增加拉伸过的预成型件中的内部压力以产生最终容器形状。预成型件也能够通过压塑或热成型来形成。以商业速度注塑某种材料的能力要求材料具有良好的“剪切致稀特性”。剪切致稀为当材料处于熔融相期间向所述材料上施加应力时所表现出的典型的流变行为。换句话讲，处于熔融状态的材料必须流动使得其能够适形于模具的所有轮廓并且不产生过厚或过薄的材料区域。在拉伸吹塑步骤中拉伸材料的能力要求材料表现出“应变硬化”，所述应变硬化被定义为拉伸阻力随着增加的延伸变形而产生的增加。该特性确保了良好的材料分布，因此所形成的容器不具有洞或其中材料被拉伸得太薄的区域。这意味着当材料达到一定厚度时，其会阻抗进一步的延伸，因此防止洞的最终形成。高分子量聚乙烯材料表现出应变硬化，因而适用于拉伸吹塑。因此，由高分子量聚乙烯材料制成的预成型件能够被拉伸吹塑成具有良好材料分布并因此不具有洞或者薄或厚材料区域的容器。然而，高分子量材料的使用会导致较差的剪切致稀。高分子量聚乙烯材料是存在的并且已用于注坯拉伸吹塑，如公布于2000年3月28日的JP-A-2000/086722所提及的那样。JP-A-2000/086722公开了一种经受注坯拉伸吹塑的高密度聚乙烯树脂。上述材料趋于因应变硬化特性而拉伸性能良好，但会因缺乏剪切致稀特性而在注塑中表现不佳。此外，塑料部件在它们受到拉伸应力以及接触到包含氧化剂和表面活性剂的液体时会因环境应力而裂化。在容器中，应力断裂仅会在处于拉伸变形及接触液体的区域中发生。该拉伸应力导致“局部裂缝”（细小裂缝）的形成，所述局部裂缝在某些情况下会变成连续裂缝。聚乙烯作为规则有序的结晶片段的复合材料存在于无序聚合物基质中。从化学方面来讲，这两个相是彼此不能够区分的，但它们形成独立的离散相。接合分子将所述各种微晶连接在一起。当聚乙烯材料处于拉伸载荷下时，微晶处于应力下并且它们随着接合分子被拉伸而开始彼此远离。液体中的氧化剂（例如漂白剂）会裂解接合分子，从而导致其在材料暴露于水或空气之前就会失效。此外，液体中的表面活性剂还用作增塑剂，并且起着润滑作用以有利于解开接合分子的纠缠以及它们与微晶的分离（增塑作用为增加材料流动性的方法）。高分子量材料的存在提供了良好的环境应力抗裂性，因为这些长链会提供与接合分子的更多的相互作用。增加较低分子量材料的量以便获得剪切致稀将会降低环境应力抗裂性。因此，需要提供一种用于制造聚乙烯容器的预成型件，其中该预成型件由如下聚乙烯材料制成，所述聚乙烯材料同时表现出用于注塑的剪切致稀特性和用于注坯拉伸吹塑方法的拉伸吹塑过程的应变硬化。也需要使预成型件生产出保持良好环境应力抗裂性的最终容器。也需要提供一种用于制造聚乙烯容器的方法，其中预成型件由如下聚乙烯材料制成，所述聚乙烯材料同时表现出剪切致稀和应变硬化特性，并且也提供最终产品的良好的环境应力抗裂性。已令人惊讶地发现，由具有特定分子量特性的聚乙烯材料制成的预成型件解决了上述技术问题。这些材料表现出用于注塑的剪切致稀特性，这些预成型件在拉伸吹塑步骤期间具有良好的应变硬化特性，并且最终容器具有良好的环境应力抗裂性。专利技术概述本专利技术的第一方面为一种由聚乙烯材料制成的固体预成型件，其中预成型件包括颈部区域、侧壁和基座区域，并且包括具有内壁的内部和具有外壁的外部；其特征在于按聚乙烯材料的总重量计，至少65%的所述聚乙烯材料具有介于300,000g/mol和6,000,000g/mol之间的Z-平均分子量（Mz）和大于28的Mz/Mn值，其中Mn为数均分子量，并且Mz/Mn为Mz值除以Mn值。本专利技术的第二方面为一种用于注塑固体预成型件的方法，其中固体预成型件由聚乙烯材料制成，并且其中预成型件包括颈部区域、侧壁和基座区域，并且包括具有内壁的内部和具有外壁的外部；其特征在于按聚乙烯材料的总重量计，至少65%的所述聚乙烯材料具有介于300,000g/mol和6,000,000g/mol之间的Z-平均分子量（Mz）和大于28的Mz/Mn值，其中Mn为数均分子量，并且Mz/Mn为Mz值除以Mn值，并且注塑过程中的峰值压力小于500巴。本专利技术的第三方面为一种用于吹塑聚乙烯容器的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供由聚乙烯材料制成的固体预成型件，其中预成型件包括颈部区域、侧壁和基座区域，并且包括具有内壁的内部和具有外壁的外部；b)任选地再加热预成型件，以便再加热过的预成型件的侧壁和基座区域的最热与最冷区域之间的最大温差小于4℃；c)将预成型件传送至吹模腔体中；d)以低于15巴的压力拉伸预成型件；以及e)增加再加热过的预成型件内的压力，以便使得拉伸过的预成型件的壁膨胀至吹模腔体内部的形状和尺寸；其特征在于按聚乙烯材料的总重量计，至少65%的所述聚乙烯材料具有介于300,000g/mol和6,000,000g/mol之间的Z-平均分子量（Mz）和大于28的Mz/Mn值，其中Mn为数均分子量，并且Mz/Mn为Mz值除以Mn值。附图简述图1A和图B示出了用于本专利技术的预成型件的尺寸。专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.24 US 61/307,5551.一种由聚乙烯材料制成的固体预成型件，其中所述预成型件包括颈
部区域、侧壁和基座区域，并且包括具有内壁的内部和具有外壁的
外部；其特征在于按所述聚乙烯材料的总重量计，至少65%的所述
聚乙烯材料具有介于300,000g/mol和6,000,000g/mol之间的Z-平均
分子量（Mz）和大于28的Mz/Mn值，其中Mn为数均分子量，并
且Mz/Mn为Mz值除以Mn值。
2.如权利要求1所述的固体预成型件，其中所述聚乙烯材料具有0.926
至0.960g/cm3的密度。
3.如任一项前述权利要求所述的固体预成型件，其中所述聚乙烯材料
包括含有添加剂的聚乙烯材料，所述添加剂选自包括以下物质的
组：着色剂、UV滤光剂、遮光剂、抗氧化剂、加工助剂或它们的混
合物。
4.一种用于注塑固体预成型件的方法，其中所述固体预成型件由聚乙
烯材料制成，并且其中所述预成型件包括颈部区域、侧壁和基座区
域，并且包括具有内壁的内部和具有外壁的外部；其特征在于按所
述聚乙烯材料的总重量计，至少65%的所述聚乙烯材料具有介于
300,000g/mol和6,000,000g/mol之间的Z-平均分子量（Mz）和大于
28的Mz/Mn值，其中Mn为数均分子量，并且Mz/Mn为Mz值除以
Mn值，并且在所述注塑过程中的峰值...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·布罗伊勒斯，E·C·博斯韦尔，D·B·泽克，P·JF·埃特斯，J·M·雷曼，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：
国别省市：