專利名稱:經(jīng)雙軸向取向成型的耐熱耐壓容器的制作方法
本發(fā)明涉及一個(gè)經(jīng)雙軸向取向成型的容器，此容器由含有玻璃纖維的熱塑性樹脂制成。
通過拉伸吹塑熱塑性樹脂(例如聚對(duì)苯二甲酸乙脂樹脂，聚氯乙烯等)使之雙軸向取向而成型的容器與用吹塑法得到的容器相比具有更好的隔氣性和機(jī)械強(qiáng)度，這種容器不僅在盛放飲料方面而且在包裝食品、化妝品、藥品等方面都得到廣泛的應(yīng)用。
近年來，特別是由聚對(duì)苯二甲酸乙脂樹脂雙軸向取向成型的容器需求量逐年增加，而其玻璃臨界溫度又同氯乙烯樹脂一樣低，即使容器的機(jī)械強(qiáng)度由于經(jīng)過雙軸向取向成型顯著地增加，但其耐熱性總有一定限度。在這種情況下，若容器用于盛放溫度在70℃以上的裝填物時(shí)則必須用某些方法增強(qiáng)其耐熱性。當(dāng)容器用于盛裝具有一定壓力的東西例如充有碳酸氣的飲料時(shí)，即使裝填的東西的溫度不高，由于溫度提高引起的內(nèi)壓增加會(huì)造成容器底部的變形，使容器不僅失去了像瓶子一樣的自身支持能力，而且由于充填物流動(dòng)時(shí)的沖擊會(huì)引起爆炸。
解決上述雙軸向取向成型容器的這些問題的一種方法是，在高于玻璃臨界溫度下加熱拉伸吹塑使容器成型，以穩(wěn)定它的耐熱性，即使用這種方法，對(duì)接近玻璃臨界溫度的耐熱性有所改善，但在較高的大氣溫度下，對(duì)高于最初提到的溫度和壓力時(shí)的耐久性并沒有改善。
按照另一種方法，將玻璃纖維混合到聚對(duì)苯二甲酸乙脂樹脂中，通過玻璃纖維以提高容器的耐熱、耐壓和隔氣性以及諸如此類的特性。然而，含有玻璃纖維的熱塑性樹脂拉伸吹塑的可塑性隨玻璃纖維含量的不同而發(fā)生變化。玻璃纖維的含量越多，各種特性越好，但容器的拉伸吹塑成型則越困難。
因此，即使玻璃纖維的含量由于鑄塑的緣故需限制在可塑范圍內(nèi)，其隔氣特性還是可以提高到一定的程度，但不能得到滿意的耐熱耐壓特性。
鑒于上面所述，本發(fā)明的發(fā)明者通過對(duì)由熱塑性樹脂經(jīng)雙軸向取向成型的容器的反復(fù)研究，發(fā)現(xiàn)了一種新的含有玻璃纖維的雙軸向取向容器，這種由熱塑性樹脂特別是由聚對(duì)苯二甲酸乙脂樹脂，聚氯乙烯樹脂等成型的雙軸向取向容器具有極優(yōu)的耐熱和耐壓特性。而且其玻璃纖維的含量在可實(shí)行拉伸吹塑成型的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)雙軸向取向容器，它可以很容易地通過迄今所使用的擠壓或注射拉伸吹塑方法成型，并具有滿意的耐熱和耐壓特性，甚至在玻璃纖維的含量小于重量的10%時(shí)也是這樣。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種具有極優(yōu)的耐熱和耐壓特性的雙軸向取向容器，它可以廣泛地用作為飲料、食品和需要加熱及填料的充碳酸氣飲料的包裝容器以及用作為化妝品、藥品、液體等的容器，它甚至在較高的大氣溫度下也足以經(jīng)受內(nèi)壓以保持自身的支承特性并且沒有爆炸的危險(xiǎn)。
具有上述目的的本發(fā)明提供了一個(gè)由含有玻璃纖維的熱塑性樹脂成型的雙軸向取向容器，其表面積拉伸擴(kuò)大率超過3倍，玻璃纖維的含量為重量的0.3%至10%，并在70℃至180℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱定型。
可以在本發(fā)明中使用的玻璃纖維其纖維直徑為5至20微米，纖維長度為1至6毫米，長度與直徑之比為200至300，它也可以是細(xì)小的玻璃顆粒，這可視情況而定。
樹脂中玻璃纖維的含量是重量的0.3%至10%，而1.5%至4%則更好，其含量隨鑄塑容器的形狀和用途而變化。然而，如果玻璃纖維的含量小于重量的0.3%時(shí)則玻璃纖維的強(qiáng)化效果就可能達(dá)不到，如果玻璃纖維的含量超過重量的10%則用通常的拉伸吹塑方法實(shí)現(xiàn)容器的成型就變得極端困難。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)雙軸向取向容器可以先在軸向拉伸一個(gè)用擠壓或注射方法鑄塑的容器坯胎，這個(gè)坯胎的溫度控制在玻璃臨界溫度附近，接著吹進(jìn)空氣使之在空腔內(nèi)充分膨脹。
當(dāng)坯胎成型時(shí)，將預(yù)定數(shù)量的玻璃纖維均勻地加到樹脂里，使其在一個(gè)擠壓或注射加熱缸內(nèi)與樹脂混合，或者制備一種高含量的母體配料將它們和樹脂在一個(gè)預(yù)定的比例下相混合。
從坯胎的形成到表面積擴(kuò)大3倍以上的雙軸向取向容器的成型(縱向和橫向拉伸的產(chǎn)物)最好是連續(xù)地完成，成型甚至也可用一個(gè)冷型坯系統(tǒng)來進(jìn)行，即將坯胎冷卻到室溫后，再次加熱到玻璃臨界溫度進(jìn)行拉伸吹塑。然而，這種成型方法在拉伸吹塑成型時(shí)其坯胎溫度調(diào)節(jié)較熱型坯系統(tǒng)困難。在熱型坯系統(tǒng)中，拉伸吹塑成型是將坯胎溫度保持在玻璃臨界溫度附近實(shí)現(xiàn)的。
將長度為3毫米，直徑為10微米的玻璃纖維，以占總重量2.2%的比例加到聚對(duì)苯二甲酸乙脂樹脂中(TEIJIN，有限公司，TR-8550)，它們在一個(gè)注射缸內(nèi)與樹脂混合，其后樹脂被注射到一個(gè)注模中形成一個(gè)帶底部的容器坯胎，在坯胎中玻璃纖維得到了均勻的混合。
坯胎重量大約為29克，其頸部和一個(gè)支承環(huán)一起整體地成形，坯胎在盡可能高的溫度下脫模，然后立刻調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度，接著坯胎在吹塑模內(nèi)加熱到70℃至180℃的溫度拉伸吹塑到表面積拉伸擴(kuò)大率超過3倍的500毫升容器。在成型的同時(shí)，容器在吹塑模內(nèi)加熱一段時(shí)間后從吹塑模中釋放出來，然后經(jīng)熱定型的雙軸向取向容器被運(yùn)走。
在成型的雙軸向取向的容器里。玻璃纖維之間的樹脂，通過成型后的加熱，引起熱縮，并且在加熱溫度以下的耐熱性得到穩(wěn)定。另外，由于樹脂被玻璃纖維強(qiáng)化。因而增加了抗彎強(qiáng)度。
下面是一個(gè)實(shí)施例的鑄塑條件機(jī)器使用ASB-50(NISEEI ASB 機(jī)械有限公司)注射缸的溫度 270°-280℃注模的溫度 10°-12℃容器坯胎的溫度 100℃吹氣壓力(空氣) 14公斤/厘米2吹氣時(shí)間 12秒吹模的溫度 105℃應(yīng)注意的是容器可以通過吹氣介質(zhì)進(jìn)行熱定型而不需加熱吹模，在這種情況下吹氣介質(zhì)的溫度定為200℃至250℃，吹氣時(shí)間保持在3至10秒之間。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸向定向容器以及比較性例子的性能表示如下
熱水收縮率百分比90℃的熱水注入瓶子中，經(jīng)過12個(gè)小時(shí)后進(jìn)行測定收縮率＝ (VO-V)/(VO) ×100%式中Vo熱水注入前瓶子的容積V熱水注入后瓶子的容積抗彎強(qiáng)度采用SHINKO TSUSHIN KOGYO有限公司制造的拉伸/壓縮試驗(yàn)機(jī)TCM-500橫粱以500毫米/分的速度垂直地把載荷加在空容器上，當(dāng)容器變形時(shí)獲得最大載荷。
耐壓強(qiáng)度(在高壓下)充有瓶子容積3.6倍的二氧化碳(或7克CO2)的瓶子放入一個(gè)76℃的恒溫箱中，20分鐘后檢查瓶子各部分的尺寸及其外形的變化，76℃下3.6倍容積氣體壓力大約為12-13公斤/厘米2，瓶子各部分的延伸率可用如下方程計(jì)算延伸率＝ (A-AO)/(AO) ×100式中Ao容器放入76℃恒溫箱之前的尺寸A容器放入76℃恒溫箱后在低溫度下經(jīng)過12個(gè)小時(shí)后測定的尺寸如上所述，按照本發(fā)明的這種雙軸向取向成型的容器，它所具有的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)有容器沒有的，它有極好的耐熱和耐壓特性，它可以在高溫下盛裝東西，也可以作為充裝含碳酸氣飲料以及類似東西的壓力容器并能經(jīng)受較高的大氣溫度。
權(quán)利要求
1.一個(gè)具有極好的耐熱耐壓特性的容器，這種容器由含玻璃纖維的熱塑性樹脂制成，經(jīng)雙軸向取向使表面積拉伸擴(kuò)大3倍以上而成型，其特征是上述容器中玻璃纖維的含量是重量的0.3%至10%，并在70℃至180℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱定型。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所要求的是有極好的耐熱耐壓特性的容器，其中所用的熱塑性樹脂包括有聚對(duì)苯二甲酸乙脂。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所要求的具有極好的耐熱耐壓特性的容器，其中所述玻璃纖維的直徑范圍為5至20微米，長度范圍為1至6毫米。
專利摘要
本發(fā)明提供了一個(gè)經(jīng)雙軸向取向成型的容器，它可以很容易地通過擠壓或注射拉伸吹塑方法鑄塑成型。這種容器即使在玻璃纖維的含量小于重量的10％時(shí)也具有滿意的耐熱和耐壓特性。
文檔編號(hào)B65D8/04GK85101194SQ85101194
公開日1986年10月8日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者青木大一, 中村喜則, 折元宏行 申請人:日精Asb機(jī)械株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan