專利名稱:多層容器及其成型方法
本發(fā)明是關(guān)于一種多層的容器，這種合成樹脂的容器的斷面結(jié)構(gòu)至少有三層，用來(lái)盛裝充碳酸氣的飲料或果汁。
用吹塑或取向吹塑方法制成的塑料包裝容器具有重量輕和不怕摔的優(yōu)點(diǎn)，但其耐熱性能和隔氣性能不如玻璃容器。當(dāng)這種容器用來(lái)裝飲料的時(shí)候，為了抑制在高溫條件下灌裝的果汁、氧氣、碳酸或其他東西的滲漏，必須對(duì)這種容器做進(jìn)一步的改進(jìn)。
從上述原因出發(fā)，已經(jīng)發(fā)展出一種至少有三層的多層容器，形成這種容器本體所用的樹脂(比如聚對(duì)苯二甲酸乙酯)中，采用了另外一種樹脂作為中間層，這可以彌補(bǔ)前面所講的那種樹脂的缺點(diǎn)。作為另外幾種中間層的材料，可以采用乙烯-乙烯醇共聚物和聚碳酸酯酰胺等，前者具有很好的隔氣性能，后者具有耐熱性能。
這種多層結(jié)構(gòu)的容器可以用一個(gè)擠壓成型或注塑成型的多層型坯用吹塑或取向吹塑方法來(lái)生產(chǎn)，就和在單層容器的情況相同，并且要在形成容器本體的樹脂中間或者里面加上一層中間層。當(dāng)中間層加在容器本體的樹脂中間時(shí)，被中間層分開的內(nèi)層和外層在厚度上沒(méi)有什么差別，但是當(dāng)中間層的位置靠里側(cè)的時(shí)候，容器的內(nèi)層和外層的厚度就不同了，此時(shí)，內(nèi)層的厚度要比外層薄得多。
在多層容器中，各層的厚度大小取決于用擠壓方法或注塑方法生產(chǎn)的多層的帶底的型坯的厚度分配，并且型坯各層的厚度比例將成為容器各層厚度分配比例，加工過(guò)程中沒(méi)有什么變化。
在吹塑多層帶底的型坯時(shí)使用一個(gè)雙層噴咀，噴咀的外通道與噴咀的出口相通，噴咀的內(nèi)通道則與外通道的最末端相連通，如美國(guó)專利No.4，174，413中所提出的那樣，同時(shí)，分別通過(guò)這個(gè)外通道和內(nèi)通道將第一種樹脂和第二種樹脂注射到空腔之中，第一種樹脂形成容器本體，而第二種樹脂形成中間層。中間層的厚度可以隨兩種樹脂的量而變化，但是這個(gè)中間層總是向里側(cè)偏移，因此，內(nèi)層的厚度總是較薄。
象乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，聚酰胺(PA)等這類樹脂，水份吸收得越多則氧氣、碳酸等的滲漏越利害。另一方面，用作充碳酸氣飲料瓶的雙軸取向的聚脂樹脂，對(duì)水蒸汽的滲透性要比上面所講的樹脂小些，但是水蒸汽的滲透性又受一般樹脂的厚度的影響。
所以，在一個(gè)內(nèi)層壁厚較小的多層容器中，既使形成容器所用的樹脂是雙軸取向的聚對(duì)苯二甲酸乙酯，由于吸收水份的影響，中間層的隔氣性能也會(huì)大大降低，并且氧氣和碳酸的滲漏會(huì)有所增加。因此，這種容器不適用于啤酒，充碳酸氣飲料和類似產(chǎn)品，因?yàn)檫@些東西都需要儲(chǔ)存一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間，另外，要想用這種容器來(lái)裝那些怕有氧氣滲漏的食品和飲料，既使是多層容器也得進(jìn)一步改進(jìn)其隔氣性能。
同樣，為了增加容器的耐熱性能，既使作為中間層的第二種樹脂是一種耐熱的樹脂，也不希望內(nèi)層的厚度太薄，而應(yīng)使內(nèi)層的厚度盡可能地厚一些。不過(guò)，到目前為止，還沒(méi)有能夠制做內(nèi)層厚度大于外層厚度的耐熱的三層容器。
本發(fā)明正是要解決上面所講的有關(guān)多層容器所存在的問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種新型的多層容器，或者是一種具有良好耐熱性能的內(nèi)層厚度比以往結(jié)構(gòu)的內(nèi)層厚度大的多層容器，這種容器可以減小氧氣和碳酸的滲漏，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持隔氣性，既使在較高的溫度下也能保持隔氣性，同時(shí)，所采用的材料是一般多層容器所用的相同的樹脂。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種新的成型方法，這種方法包括注塑成型一個(gè)多層的型坯，通過(guò)使用一種雙層噴咀注射進(jìn)去一個(gè)中間層的辦法使所成型的多層容器的內(nèi)層厚度大于外層，并且可以從上述這個(gè)多層的型坯得到具有良好的隔氣性能的多層容器。
因此，本發(fā)明可以提供一種多層容器以及其成型方法，這種容器由第一種樹脂和第二種樹脂所組成，第一種樹脂形成容器本體，而第二種樹脂具有比第一種樹脂大的隔氣性能或耐熱性能，第二種樹脂作為中間層夾在第一種樹脂之中，上述容器本體至少有三層，即上述的中間層，以及由上述的中間層分隔開的內(nèi)層和外層，由于中間層向外層方向偏移，所以形成的內(nèi)層的厚度要比外層厚度大得多，另外，在第二種樹脂具有隔氣性的情況下，容器內(nèi)部的溫度對(duì)于中間層的影響會(huì)被內(nèi)層的壁厚所減弱，而在第二種樹脂具有耐熱性的情況下，則將由于較厚的內(nèi)層和中間層的作用而使容器能以承受得住裝瓶時(shí)的高溫。
下面說(shuō)明一下附圖。
圖1所示是用按照本發(fā)明的方法成型的多層型坯得到的多層容器的部分剖開和放大的斷面圖。
圖2所示是按照本發(fā)明成型的多層型坯的斷面圖。
圖3至圖5分別表示噴咀部分和模子，以說(shuō)明本發(fā)明的成型方法的工作順序圖3所示是形成多層型坯本體的第一種樹脂已注入一部分的斷面圖;
圖4A所示是噴咀上端部分和出口部分的斷面圖，表示形成中間層的第二種樹脂已注入形成容器本體的樹脂中間的狀況;
圖4B所示是噴咀上端部分和出口部分的斷面圖，表示第二種樹脂正在注入的情況;
圖4C所示是噴咀上端部分和出口部分的斷面圖，表示第一種和第二種樹脂同時(shí)被注入的情況;
圖5所示是多層型坯已經(jīng)成型完畢的情況。
圖1表示一個(gè)呈瓶狀的多層容器，它具有三層的結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)層11和外層12由相同的熱樹脂形成，而中間層13則由具有良好隔氣性能的熱塑樹脂形成。
中間層13向外層12一側(cè)偏移，因此內(nèi)層11的壁厚要比外層12的厚度大得多。
內(nèi)層11和外層12的厚度之比最好在1.5∶1以上，并且內(nèi)層的厚度越大則隔氣性能越好。
上面所講的多層容器1可以用三層結(jié)構(gòu)的多層型坯2用吹塑或取向吹塑方法成型，在這個(gè)多層型坯中，形成型坯本體的樹脂被中間層23分隔成內(nèi)層21和外層22，內(nèi)層和外層具有不同的厚度，中間層則由另外一種樹脂注入前面講的那種樹脂中而形成。
這種多層型坯2是用圖3及其它圖所示的雙層噴咀進(jìn)行注射成型的，這種雙層噴咀3有兩個(gè)同軸的通道，外通道32與噴口31相通，而內(nèi)通道33則與外通道32的末端相連通。
在用一般的雙層噴咀進(jìn)行多層型坯的成型過(guò)程中，形成型坯的第一種樹脂是通過(guò)噴咀的外通道32注入模子4中去的，但在本發(fā)明的方法中，第一種樹脂5是從內(nèi)通道33注入的，而從外通道32注入形成中間層的樹脂6。樹脂6的注入壓力最好是在這樣的范圍內(nèi)，它能使第一種樹脂5象芯子一樣保留在噴咀的噴口31中間。
往模子4中注射樹脂時(shí)，首先經(jīng)內(nèi)通道33注入適當(dāng)數(shù)量的第一種樹脂5在這種情況下，對(duì)于聚對(duì)苯二甲酸乙酯(以下稱作“PET”)來(lái)說(shuō)，注射的壓力大約為65公斤/厘米2，注射時(shí)間大約為3.5秒，在這之后，注射暫停，并從外通道32注入第二種樹脂6，注射時(shí)的壓力為90公斤/厘米2，注射時(shí)間為0.1到1.0秒。
在第一種樹脂5停止注射時(shí)所注入的第二種樹脂6向注有第一種樹脂5的空腔的外側(cè)偏移，如圖4A所示。
這樣的結(jié)果如圖4B所示的那樣，先注射進(jìn)去的第一種樹脂5的一部分由于模子4的冷卻作用而形成表面層5a和5b，而其余部分則在從內(nèi)通道33到噴咀的噴口31的這一段里面以芯子5c的形式保留在那里，這個(gè)芯子5c使樹脂6不會(huì)從噴咀噴口31的中心進(jìn)入第一種樹脂5的中心部分，而是經(jīng)過(guò)噴咀噴口31沿著芯子5c的圓周表面分布開來(lái)。
在注射了一段時(shí)間以后，再次注入第一種樹脂5，同時(shí)也注入第二種樹脂6。第二種樹脂6的注射時(shí)間約為1.6秒，而第一種樹脂5在再次注射開始后的注射時(shí)間約為3.4秒，并且兩次注入的樹脂都在第一種樹脂5由于冷卻而形成的表面層之間流動(dòng)，如圖4c所示。由此，外表面層5b由第二種樹脂6從流動(dòng)的第一種樹脂5那里移走了并且形成為外表面層22，其厚度并沒(méi)有增加。內(nèi)表面層5a與隨第二種樹脂6一起注入的第一種樹脂5熔合在一起，從而增加了厚度，形成一個(gè)厚的內(nèi)表面層21。最終的結(jié)果如圖5所示，形成了一個(gè)具有三層結(jié)構(gòu)的多層型坯2，其中間層23偏向外表面層22一側(cè)。
在上面所講的注射成型的過(guò)程中使用了乙烯-乙烯醇共聚物作為第二種樹脂6。當(dāng)中間層23是用包含甲氧基物(methoxylene group)的聚酰胺成型的時(shí)候，第二種樹脂6可以在形成型坯的樹脂5注入以后單獨(dú)注入，在這以后可以再單獨(dú)地注入第一種樹脂5，也可以在注入第一種樹脂5的同時(shí)將第二種樹脂6注射進(jìn)去。
不過(guò)，不論第二種樹脂6注入的時(shí)間如何安排，第一種樹脂5總是從內(nèi)通道33中首先注入，接著從外通道32將第二種樹脂6注射進(jìn)去，這樣就有可能使多層型坯2中被第二種樹脂6所形成的中間層23隔開的內(nèi)層21具有比外層22大得多的厚度。
當(dāng)?shù)诙N樹脂6的量減少時(shí)，中間層23的厚度也自然會(huì)減小，但是這時(shí)外層22的厚度沒(méi)有多大的變化，而且內(nèi)層21的厚度則會(huì)增加。
這樣，內(nèi)層21和中間層22的厚度可以相互調(diào)節(jié)以提高容器的隔氣性能和耐熱性能。在有些情況下，第二種樹脂6的量可以減少以降低成本費(fèi)用，因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)第二種樹脂6要比第一種樹脂5貴一些。
用上面所講的多層帶底的型坯2用常規(guī)的方法進(jìn)行取向吹塑成型得到的雙軸取向的三層容器的隔氣效果列在下面實(shí)施例和比較的實(shí)例容器種類用于充碳酸氣飲料的圓底瓶0.7升，26克第一種樹脂PETTEIJIN TR-8550第二種樹脂PAMXD-6 尼龍第三種樹脂EVOHKURARE EVERLE-105
使用的機(jī)器ASB-50HT 197(由NISSEI ASB制造)注射能力第一種樹脂3，50盎司(φ38螺旋)第二種樹脂1，0盎司(φ19螺旋)氧氣和碳酸氣的滲漏系數(shù)(每瓶)CC/2公斤，24小時(shí)，1大氣壓。
氧氣滲漏的測(cè)量設(shè)備MOCON 兩通道氣體滲漏測(cè)量?jī)x碳酸氣滲漏的測(cè)量設(shè)備MOCON 五通道氣體滲漏測(cè)量?jī)x(測(cè)量一個(gè)充滿4-容積石灰水的容器)測(cè)量條件相對(duì)濕度內(nèi)部-100%RH，外部-65%RH，室溫24℃保留一星期。
實(shí)施例1，2和比較的實(shí)例1容器的結(jié)構(gòu)外層/中間層/內(nèi)層PET/PA/PET
實(shí)施例3，4和比較的實(shí)例2容器的結(jié)構(gòu)外層/中間層/內(nèi)層PET/EVOH/PET
從上面所講的實(shí)施例和比較實(shí)例可以看得很清楚，按照本發(fā)明的方法制做的內(nèi)層厚度大于外層厚度的容器，其隔氣效果已經(jīng)比一般結(jié)構(gòu)的外層厚度較大的容器提高了。
此外，也可以注意到，如果一個(gè)耐熱的多層容器使用耐熱樹脂來(lái)作中間層的材料，比如聚碳酸酯，多芳基化聚對(duì)苯二甲酸乙酯(U-POLYMER)或類似的材料，那么這種內(nèi)層比較厚的容器將具有很好的耐熱性能，這樣的容器既使是在高達(dá)85℃的溫度下也不會(huì)產(chǎn)生熱變形。
權(quán)利要求
1.一種由至少三層組成的多層容器，由注塑成型的多層型坯用吹塑或者定向吹塑的成型方法制得，該型坯包括形成其本體的第一種樹脂以及隔氣性能或耐熱性能高于第一種樹脂的第二種樹脂，上述的第二種樹脂處于第一種樹脂之中作為中間層，上述中間層的厚度小于外層的厚度并且偏向上述外層，由上述的中間層將上述的第一種樹脂分隔成內(nèi)層和外層，內(nèi)層厚度與外層厚度之比為1.5∶1或更大一些，并且最好是在3.5∶1的范圍內(nèi)。
2.權(quán)利要求
1所講的多層容器，其中第一種樹脂為聚對(duì)苯二甲酸乙酯，而第二種樹脂為乙烯一乙烯醇共聚物。
3.權(quán)利要求
1所講的多層容器，其中第一種樹脂為聚對(duì)苯二甲酸乙酯，而第二種樹脂為多芳基化樹脂或者聚碳酸酯。
4.一種多層容器的成形方法包括使用一個(gè)具有外通道和內(nèi)通道的雙層噴咀，其外通道與噴咀的噴口相連而內(nèi)通道與上述外通道的末端相連通，從上述的內(nèi)通道把形成型坯本體的第一種樹脂注射到空腔中，把形成中間層的第二種樹脂注射到上述第一種樹脂中，中間層成型過(guò)程中向外層偏移，因此形成一個(gè)至少具有三層的多層型坯，由中間層將由第一種樹脂形成的內(nèi)外層分隔開，內(nèi)層的厚度大于由同樣樹脂形成的外層的厚度，將上述的多層型坯用吹塑或定向吹塑的方法成型為一個(gè)多層容器，其內(nèi)層的厚度要比外層的厚度大得多。
5.權(quán)利要求
4所講的多層容器成型方法，其中將一定量的第一種樹脂通過(guò)雙層噴咀的內(nèi)通道注射到空腔中，此后就暫時(shí)停止注射這種樹脂，而通過(guò)噴咀的外通道將第二種樹脂注射到空腔內(nèi)的第一種樹脂中去，以后再開始通過(guò)內(nèi)通道注射第一種樹脂，同時(shí)注射第二種樹脂，此后，停止注射第二種樹脂，再過(guò)一些時(shí)間停止注射第一種樹脂以形成一個(gè)多層的型坯。
專利摘要
本發(fā)明提供一種多層容器，其斷面結(jié)構(gòu)包括至少三層，多層容器由注塑成型的多層型坯用吹塑或定向吹塑成型方法制得，多層型坯包括形成型坯本體的第一種樹脂和具有比第一種樹脂的隔氣性能或耐熱性能好的第二種樹脂，第二種樹脂在第一種樹脂之中作為中間層，中間層的厚度小于外層的厚度并且向外層一側(cè)偏移，第一種樹脂由中間層分隔成內(nèi)層和外層，內(nèi)層和外層的厚度比為1.5∶1，或更大一些，最好是在3.50∶1范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B65D1/00GK86102410SQ86102410
公開日1986年12月3日 申請(qǐng)日期1986年4月12日
發(fā)明者中村喜則, 折元宏行, 佐藤晃一 申請(qǐng)人:日精Asb機(jī)械株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan