本发明专利技术涉及吹塑聚乙烯容器的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）提供由具有０．０１至１０．０ｇ／１０分钟的熔流指数的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、侧壁和基底区域，并且其中介于颈部区域和基底区域之间的侧壁具有基本上笔直且平行的外壁；ｂ）再加热预成型件以便再加热过的预成型件的侧壁和基底区域的最热与最冷区域之间的最大温差小于４℃；ｃ）将再加热过的预成型件转移到吹模中；ｄ）以低于１０巴的压力拉伸预成型件；并且ｅ）增加再加热过的预成型件内的压力以便使得拉伸的预成型件的壁膨胀至吹模内的形状和尺寸。根据本发明专利技术制备的聚乙烯容器优选具有小于２００微米的最小容器壁厚，以及小于５０克／升的空容器重量与体积比。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
注射拉伸吹模法为广泛实用的制造瓶子的方法，所述瓶子由聚酯制成，具体地讲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。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二酯的物理特性使得该材料本身适于注射拉伸吹模法。相比之下，聚乙烯的物理特性被认为极不适于注射拉伸吹模法。2000年3月观日公布的JP-A-2000/086722公开了一种经历注射拉伸吹模法的高密度聚乙烯树脂。该聚乙烯树脂具有l_15g/10分钟的熔流指数、10-14. 5的流量比、以及0. 961-0. 973g/cm3的密度。塑性部件在处于拉伸应力下及接触液体时由于氧化或润滑机理而断裂。该过程已知为环境应力断裂。氧化机理(即，聚合物分子的裂解)存在于包含氧化剂(例如次氯酸盐和过氧化氢)的液体中，而润滑机理存在于包含表面活性剂的液体中。对于任一种机理， 接合分子(即，连接多个微晶的分子)的数密度及长度为抗环境应力断裂(ESCR)的控制参数。要注意的是，应力断裂仅仅在拉伸载荷下而非压缩载荷下发生。换句话讲，在瓶子中， 应力断裂仅仅会在处于拉伸变形及接触液体的区域中发生。当聚乙烯材料在商业中或实验室中处于拉伸载荷下时，微晶处于应力下且它们随着接合分子被拉伸而开始彼此远离。在脆性失效模式中，接合分子完全扯开微晶，导致它们分离。在延性失效中，接合分子导致微晶断裂并产生原纤。液体中的氧化剂(例如漂白剂)使接合分子裂解，导致比材料暴露于水或空气时更早地失效。此外，液体中的表面活性剂使接合分子的解开及其与微晶的分离顺利。就可测量的性质而言，抗环境应力断裂随平均分子量增加而增加(因为分子数随分子量增加)，并且随着分子量分布宽度、结晶度及球晶尺寸的增加而降低。包括制造成本和制造速度以及抗环境应力断裂性能在内的局限已阻止了注射拉伸吹模的聚乙烯瓶实现商业成功。本专利技术旨在克服现有技术的缺陷。专利技术概述本专利技术公开了一种吹塑聚乙烯容器的方法，所述方法包括以下步骤a)提供由具有0. 01-10. 0g/10分钟的熔流指数的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、侧壁和基底区域，并且其中介于颈部区域和基底区域之间的侧壁具有基本上笔直且平行的外壁；b)再加热预成型件以便再加热过的预成型件的侧壁和基底区域的最热与最冷区域之间的最大温差小于4°C ；C)将再加热过的预成型件转移到吹模中；d)以低于10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已拉伸的预成型件的壁膨胀至吹模内部的形状和尺寸。根据本专利技术制备的聚乙烯容器优选具有小于200微米的最小容器壁厚，以及小于 50克/升的空容器重量与体积比。专利技术详述用于本专利技术方法中的预成型件包括颈部区域、侧壁和基底区域。介于颈部区域和基底区域之间的预成型件的侧壁具有基本上笔直且平行的外壁表面，从而在其外部尺寸上从靠近封闭端的点至靠近开口端的点形成基本上对称的管道。预成型件的内壁一般由于过渡区而成型。已发现，具有平行且笔直外壁的预成型件设计允许均勻地再热及均勻地拉伸聚乙烯，从而有助于吹制最终容器。平行笔直壁预成型件设计的另一个有益效果在于，其会最大化可包装在给定颈部设计中的材料量并最小化拉伸比。这在聚乙烯情况下是重要的， 这是由于其密度比用于注射拉伸吹模法的更传统的材料如聚对苯二甲酸乙二酯更低，以及由于其非应变硬化特性需要较低的拉伸比。聚乙烯可为由乙烯单体单元组成的均聚物，或者可为包括与其他单体单元(优选 C3-C2tl α-烯烃)共聚的乙烯单元的共聚物。适用于本专利技术中的聚乙烯的熔融温度通常为约180至约220°C。在一个实施方案中，聚乙烯为“生物源聚乙烯”，即，其来源于可再生资源而非油品。在实施方案中，甘蔗被发酵以制备醇。使醇脱水以制备乙烯气体。该乙烯气体随后通过聚合反应器，其方式与来源于油品的任何乙烯气体可通过聚合反应器的方式相同。生物源聚乙烯可由其他植物制成，例如糖用甜菜/糖蜜/纤维素。生物源聚乙烯具有与油基聚乙烯相同的物理特性，前提条件是其已在与油源聚乙烯相同的反应器条件下聚合。熔流指数(MFI)根据ASTM D-1238测量。本文所指出的所有对于MFI的参考均是指按照用于高密度聚乙烯的此标准在190°C和2. 16kg下测量。一般来讲，在给定温度下的材料越粘稠，则该材料的熔流指数值将越低。已发现选择具有以下溶流指数的聚乙烯树脂为实现所得容器的抗环境应力断裂 (ESCR)的有效方式介于0. 01和10. 0g/10分钟之间，优选介于0. 01和5. 0g/10分钟之间， 更优选介于0. 01和2. 0g/10分钟之间，最优选为0. 01至1. 0g/10分钟。此外，聚乙烯树脂优选具有0. 941-0. 960g/cm3的密度。还发现此类树脂使容器具有优良的抗环境应力断裂。调制式差示扫描量热法(MDSC)用于确定与Basell Stretchene 1685(聚丙烯) 相比的Basell 5831D(高密度聚乙烯)的熔融范围和初始结晶度。Basell 5831D示出了在129. 95°C具有峰值顶点的熔融吸热峰。峰值宽度(Tmax-hnset)为7.89°C。Basell Stretchene 1685示出了在157. 4°C具有峰值顶点的熔融吸热峰。峰值宽度(Tmax-Tonset) 为17.49°C。由于吸热峰开始得更低且结束得更高，因此这两种材料的实际熔融范围更宽。 起始点定义为最初切线与最终切线的交点而不是真正的吸热开始。就Basell 5831D而言， 范围为约75°C至约138°C，就Basell Stretchene 1685而言，范围为约90_165°C。这些结果示出高密度聚乙烯的熔融峰/范围远远窄于聚丙烯。在第一工序(a)中提供聚乙烯预成型件。高气穴注塑法为目前广泛用于制备预成型件的方法。然而，用于聚乙烯的注射压力在大约500-800巴的峰值压力下，显著高于利用聚对苯二甲酸乙二酯的当前方法(大约200-300巴)，这会阻碍所述方法应用于大的气穴模具(48个模腔和更高)。同样，有利的是可在较高温度下注入聚乙烯或者利用不同的用于聚乙烯预成型件的制备技术，例如注塑、挤坯吹塑或压塑。预成型件冷却对于预成型件制造过程的循环时间十分重要。对于常规的预成型件，即对于聚对苯二甲酸乙二酯预成型件，预成型件通常并不在模具中冷却，而是预成型件在其中预成型件在结构上足够强且无表面粘着的温度下由模具中取出，并且随后将预成型件放入冷却单元中。本专利技术的聚乙烯预成型件优选在由第一模具中倒出之前冷却。为了实现所需的制造循环时间，通常需要高的加工温度以由高粘度、低溶流指数的树脂形成预成型件。如果要避免预成型件随后变形，优选在预成型件由第一模具中倒出之前降低预成型件的温度。在另一个工序(b)中，预成型件被再加热，优选在红外烘箱中加热。典型的再热温度为约120°C至约140°C。再加热过的预成型件的侧壁和基底区域的最热与最冷区域之间的最大温差优选小于4°C，且更优选小于2°C。在实验室条件下，离开烘箱之前的预成型件侧壁和基底区域的温度均勻，精确至+/-rc。将再加热过的预成型件转移至吹模中并在低于10巴，优选低于5巴，更优选低于2 巴的压力下拉伸。该预成型件优选借助拉伸杆拉伸。预成型件优选以大本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种吹塑聚乙烯容器的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）提供由具有０．０１至１０．０ｇ／１０分钟的熔流指数的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、侧壁和基底区域，并且其中介于所述颈部区域和所述基底区域之间的侧壁具有基本上笔直且平行的外壁；ｂ）再加热所述预成型件以便所述再加热过的预成型件的侧壁和基底区域的最热与最冷区域之间的最大温差小于４℃；ｃ）将所述再加热过的预成型件转移至吹模模腔中；ｄ）以低于１０巴的压力拉伸所述预成型件；以及ｅ）增加所述再加热过的预成型件内的压力以便使得所述拉伸的预成型件的壁膨胀至所述吹模模腔内的形状和尺寸。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·JF·埃泰斯，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US
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