用于注射吹塑的改进的热流道系统技术方案

一种用于制造容器的注射吹塑方法，所述方法包括以下步骤：经由热流道系统将熔化的可结晶聚合物注射到预型件模具中，以及通过吹制双轴地拉伸预型件，从而形成容器，所述方法的特性在于，所述方法还包括选择性地改变热流道系统内的熔化的可结晶聚合物的流动路径的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及热塑性预型件(thermoplastic preform)，特别是用于吹塑容 器的类型的热塑性预型件的新发展，且更具体地涉及具有用于抵抗高温变形的结晶颈部 (crystallized neck)的预型件。本专利技术还涉及一种用于制造所述容器的方法，且特别是涉 及用于所述容器的制造的预型件，以及涉及一种用于制造所述预型件的方法。
技术介绍
在饮料包装中，将塑料容器作为玻璃或金属容器的代替物来使用已经变得越来越 流行。已经使用了若干种类型的塑料，这些塑料的范围从脂肪族聚烯烃和芳香族聚烯烃 (聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)到卤代聚合物(聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯)以及脂肪族聚酰胺 (尼龙)到芳香族聚酯。就刚性食物包装部分而言，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，一种芳香 族聚酯，是迄今用得最广泛的树脂。此种选择是受其独特的材料性质驱动的，该独特的材料 性质除其他以外，还结合了抗粉碎性(shatter resistance)、轻重量、高机械强度、透明性、 可再利用性，…。对于碳酸产品和非碳酸产品的饮料应用构成了对于PET容器的单一最大 应用范围。大多数的PET容器是通过已经由包括注射模塑的工艺制得的预型件的拉伸吹塑 (stretchblow molding)制造的。在一些环境中，优选地，预型件树脂的性质是非晶体的或 者仅轻微半晶质的，因为这样允许拉伸吹塑。如果高度地结晶的预型件可能拉伸吹塑的话， 一般也是困难的。 对于来源于石油的塑料材料(如PET)，不断增加的树脂、石油以及能源价格已经对包装所有者降低他们的塑料包装配料的所有权总成本产生了重大压力。这进而驱动人们集中研究寻找能进一步减小这些塑料(如PET)容器(轻重量)的壁厚度同时保持固有的总体性能特点以及设计灵活性的解决方案。其同样挑战塑料材料吹炼业(convertingindustry)以增加在如注射和拉伸吹塑的工艺中其塑料材料吹炼平台的产出。减少的材料使用和增加的生产制造产出的组合减少了对于预型件和容器的所有权总成本。 与此同时，在一些特定的终端市场应用中，增加的性能规范对包括热稳定性、阻隔性能以及机械刚度的参数有要求。对PET容器要求增加的性能规范的这一特定的终端市场应用包括热填充容器，这些热填充容器必须经受填充有热液体产品而没有显著变形，接下来是由于热填充液体的体积收縮而在容器中产生真空的密封和冷却工艺。 与这些热填充容器关联的具体问题不仅和主体的热稳定性有关，而且特别是和整个热填充工艺过程中容器的颈部末尾(neck finish)的热稳定性有关，因为工艺过程中的温度增加引起容器材料的分子驰豫以及收縮。容器的结晶度越高，容器越抵抗所述驰豫。 当基本上非晶体的或仅轻微半晶质的预型件通过拉伸吹塑工艺转化成容器时，该工艺条件确定不同的容器部分中引起的结晶度的量。除非作了特殊防备和/或包括了附加的工艺步 骤，否则由于拉伸而被夹持和约束的颈部末尾将几乎接收不到任何结晶度的增加。得到的 任何增加和拉伸的主体中引起的增加相比将总是可忽略的。完全由非晶体或仅轻微半晶质 的PET制成的任何容器部分在标准热填充工艺过程中可能不具有足够的尺度稳定性来抵 抗驰豫过程，并因此不能满足在使用标准的带螺纹的盖子(threaded closure)时要求的规范。 容器的不可接受的体积收縮和/或特别是颈部区域的体积收縮可能在颈部和盖 子之间产生泄漏，从而增加对微生物的暴露，同时增加气体进入和/或流出。这可能导致不 合乎规范的质量问题，并且在食物应用的情形中，当病理学微生物能够在包装的食物基质 内部生长时导致消费者潜在受危害的情况。 在这些情形中，包括增加的量的结晶PET，特别是在颈部末尾中包括增加的量的结晶PET的容器将是优选的，因为其将在热填充工艺过程中保持其形状。 其中塑料容器受到高温的另一个应用包括可高温消毒的容器(pasteurisablecontainer)，该可高温消毒的容器在填充和密封后，然后被暴露于高温场界定的时间段。在整个高温消毒过程中，密封容器必须具有尺度稳定性，以便保持紧密并且处于规定的体积容限内。 另一个高温应用是对于碳酸饮料和非碳酸饮料的可回收的和可再填充塑料容器 的使用，其中容器必须经受清洗和重新使用循环。这样的容器被填充有碳酸饮料或非碳酸 饮料、卖给消费者、回收空容器、并在重新填充之前在热的、可能有腐蚀性的溶液中清洗。这 些暴露于热的重复的循环使其在确保足够的功能性和/或一般的消费者认可度所需的容 限内难以保持总体形状、外观以及带螺纹的颈部末尾。 已经提出了许多方法来处理塑料容器的填充或使用循环的整个过程中对塑料容 器的高温影响的所述问题，从而确保对于体积收縮、形状保持、颈部软化以及其它的要求规 范被满足。 —种这样的方法包括增加附加的制造步骤，该附加的制造步骤为使预型件或容器的颈部末尾和/或主体部分暴露于加热元件，以使预型件或容器的颈部末尾和/或主体部分热结晶。然而，要求的资金投入、增加的制造处理时间以及用于特定材料和/或辅助物的成本导致增加的所有权总成本和增加的总体产品成本。如前文陈述的，生产容器的总体成本是非常重要的，并且由于竞争的市场和商业压力其需要被严密地控制。 加固颈部末尾的可选择的方法涉及使颈部末尾的选择部分结晶，比如顶部密封表面和凸缘。同样，这要求附加的加热步骤和增加的处理时间。 另一种可选择的方案是在颈部末尾的一层或多层中使用高玻璃态转变温度材料。一般地，这涉及更复杂的预型件注射模塑程序，以便在末尾中达到必要的成层结构。 另一种可选择的方法包括特定的容器设计以及设计特性，例如以便补偿在热填充工艺过程中产生的真空。 和碳酸饮料容器相关并且对于碳酸饮料容器至关重要的特殊性能特性包括阻隔 性能，即气体进入和/或流出的控制。为了保藏饮料的味道并因此增加产品的保质期，容器 中的气体混合物在填充工艺之后尽可能久地保持不变是必不可少的。现在正使用不同的方 法来提高容器壁的阻隔性质，包括被动方法(共挤出多层方法、涂层应用、纳米技术)以及 主动方法(除氧剂掺入)以及这些方法的组合。所有这些方法显著地增加所有权成本。 关于机械性能，由聚酯制成且更具体地由PET制成的一般物品主要依靠制造工艺 过程中引起的一些程度的取向来提高机械性能。 分子取向的程度和所得到的取向物品的物理性质总地(o. a.)受处理过程中施加 的应变率、受拉伸比、受树脂的分子量以及受取向发生时的温度的支配。当将预型件转变成容器时，在拉伸吹塑过程中的双轴取向导致应变引起的结晶。这进而改进机械强度和阻隔性质。达到的结晶度的量以及晶体形状取决于应变率以及拉伸温度。目前技术水平的生产方法被优化，以通过在材料特性极限内将非晶体的预型件拉伸到最大强度来提高机械强度。典型的平均施加的拉伸比合计在圆周方向多达4.5以及在轴向方向多达3.2。超出这些极限和进入太高的拉伸比范围导致微空隙的产生并且容器提前失效。 考虑到在这些特定区域中可忽略的各自的低拉伸比，吹塑时的具体问题仍然是在容器的颈部末尾中以及底部部分中产生提高的机械强度。 特别是在拟用于填充碳酸软饮料的容器的情形中，强度的此种局部减少导致更严重的容器变形，并因此导致软饮料中溶解的二氧化碳的减少并导致保质期减小。为了减轻这些特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造容器的注射吹塑方法，其包括以下步骤：经由热流道系统将熔化的可结晶聚合物注射到预型件模具中，以及通过吹制双轴地拉伸预型件，从而形成容器，所述方法的特征在于，所述预型件包括所述预型件的截面的不同位置之间的分子预排列／取向的规则的或不规则的变化序列。

【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：史蒂文迪尔希克斯，
申请(专利权)人：商业解决方案联盟A四BS，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]