[其他]可熱灌裝抗塌陷聚酯容器的生產方法

無效

• 申請號: 86103073
• 申請日: 1986-05-03
• 公開（公告）號: CN86103073A
• 公開（公告）日: 1987-04-08
• 發明（設計）人: 格拉德·T·克里恩斯;威尼·N·科萊特;馬丁·H·貝克;理查德·E·克拉克;伊尤安·L·哈里;蘇帕嚴·克里施納庫馬;布里安·H·米勒;理查德·尼科爾斯;戴維德·彼希奧利;露斯·D·塔希奧;埃利尼·M·沃索維茨
• 申請（專利權）人: 大陸石油技術公司
• 主分類號: B29C49/22
• 分類號: B29C49/22;//B29K6700B29L2200
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王彥斌

本發明所涉及的是一種用來生產可熱灌裝的抗塌陷的聚酯容器的方法，在這里不需要用變定工藝（Set????Process）技術，且具有傳統容器的幾何外形。

過去幾年中，用雙軸取向的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料做的各種形狀的容器（包括小口瓶、大口瓶和罐頭盒）的市場需求量日益增加。

這些容器中絕大多數只能用來在低溫或中溫下灌裝產品，諸如軟飲料，食物油、芥末，網球等。假若聚合物容器能在160～200°F溫度下灌裝產品的話，則現在由金屬容器和玻璃容器占據的二千萬件以上的食品包裝市場的25%肯定可以用聚合物容器來代替。

然而，眾所周知，采用傳統的注射吹塑，二次加熱吹塑及其他工藝生產的PET容器在熱灌裝和密封時出現兩種變形現象。

第一種變形為，當容器處于接近或超過PET的玻璃態轉變溫度（Tg）或軟化溫度（大約170°F）時，容器由于過分的熱收縮而導致變形。

產生第二種變形是由于容器熱灌裝和在接近灌裝溫度下密封以后容器內部形成了部分真空。由于產品本身及其熱空間的氣體冷卻，使體積收縮，從而形成部分真空，這樣就在容器側壁上產生一個向里的凈力，使容器產生皺曲或塌陷。

這兩種現象使得用傳統方法生產的PET容器在提高灌裝溫度時不能滿足商用要求。

正如技術上已介紹過的，用二次成形的熱處理工藝可以減少熱收縮已經知道，把“精加工”的聚合物百分結晶度增加到遠遠高于非晶態或錠料的（preform）百分數，可以提高PET的變形溫度（Tg）。在吹塑的容器中，要達到這一點可通過：（1）預先取向工藝（它產生變形誘導的結晶過程）（2）加熱的吹塑模中，在稍高于產品工作溫度的溫度下進行被迫的二次吹塑調節（它產生熱誘導的結晶過程）。已經知道，單靠變形誘導的結晶過程也能明顯地增加百分結晶度，但其值仍遠遠低于熱變定（heat????set）溫度調節所能達到的百分結晶度（即Tg）。

因此，以前是用熱調節技術來制備熱灌裝用的PET容器。然而，由于下列幾個關鍵問題使這種技術（所謂“熱變定”工藝）商業應用的壽命縮短了。問題包括（1）熱調節和從吹塑模中取出之前冷卻容器壁所需時間;（2）PET結晶過程的性能隨鏈的形態變化很大，因此，取向和拉伸水平直接影響到容器的外觀和物理性能。

例如，所建立的提高PET容器壁Tg的方法，要求有相當長的塑模停留時間（5-20秒）以產生所期望的熱調節水平（在190°F灌裝時通常規定的最大容器體積收縮為1%）。然而，絕大多數的現有PET產品是兩步成形的，如果采用上述塑模停留時間的話，高產量、間歇運行的二次加熱的吹塑機將會大大降低生產率（即單位時間的產量）。產量及其他經濟方面的類似缺點也存在于輪流二次加熱及注射吹塑轉換技術中。

除塑模停留時間過長外，熱變定技術的商業應用還受到下列限制：未取向的基本上是無定形的PET在結晶時有轉變為乳白色的不透明材料的傾向。這樣，如果希望得到全透明的容器，通常需要對雙軸取向的PET容器的低取向的頸口部、肩部和底部進行冷卻，以防止這些部位在熱變定溫度調節期間過分結晶及增白。當然，盡管有高水平的熱誘導的結晶過程，高取向的瓶子側壁仍然是透明的。這些形態學上的現象迫使瓶子生產者要末（1）冒失去市場的風險（在外觀方面）和犧牲物理性能（降低未取向結晶部位的抗沖擊性能），故意使容器未取向部位過分結晶和增白，要末（2）盡量減少未取向材料結晶過程，使容器在熱灌裝時可能產生熱變形。（對變形問題的共同解決辦法是增加未取向、未結晶部位的壁厚以增強這些部位并降低熱變形的可能性。但是成本的增加又嚴重限制了這種辦法。）

除了熱變形外，先前技術介紹了幾種減輕真空塌陷的辦法。增加容器壁厚連同采用加強肋、輪圈和其它結構上的措施是有效的，但也帶來了成本及幾何尺寸方面的缺點。此外，專利文獻也介紹了一些解決方案，使得在產品溫度影響下向內變形的容器部位故意發生熱彈變形和壓力變形，從而使產生的局部真空與之抵銷或減少。這種辦法的主要缺點是：改變了傳統容器徑向的幾何形狀，涉及到產品的形象、消費者的接受能力等許多復雜的市場問題。

一種在熱和真空作用下都不會變形的，而且經濟上及商業上都有競爭力的PET容器將會開辟新的市場，提供輕的、透明的并抗震的PET包裝。但先前技術對這些問題的捷決辦法僅僅是對容器的經濟性（單位成本）和市場接受能力（非傳統的幾何形狀）進行折衷。