[发明专利]挤出型材制品

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年1月14日提交的美国临时申请序列号61/020,859的权益。

发明领域

本发明总的说来涉及由对苯二甲酸或其酯或其混合物以及75-85摩尔％乙二醇制成的聚酯组合物，已经发现其特别可用于通过型材挤出(profile extrusion)制造的制品。

发明背景

消费者重视透过内含物的包装看见这些内含物的能力。消费者还重视由聚酯制造的容器的韧性和光泽。由于该属性组合，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)通过注射拉伸吹塑方法(ISBM)生产而制造的容器是市场上最常规类型的透明容器。但是，ISBM方法限于均匀形状而不能生产包含贯穿型手柄(through-handle)的瓶子。在较大的瓶子尺寸中手柄是合意的，因为抓住圆形或正方形容器变得麻烦。包含贯穿型手柄的较大尺寸的瓶子被认为只能通过挤出吹塑(EBM)方法制造。

典型的挤出吹塑制造方法包括：1)在挤出机中熔融树脂；2)经过模头挤出熔融的树脂以形成熔融聚合物管(即型坯)；3)围绕所述型坯夹紧具有所需制成形状的模具；4)将空气吹入所述型坯中，引起挤出物拉伸并膨胀以填充所述模具；5)冷却模塑制品；6)排出模具的制品；和7)从所述制品除去过量塑料(通常称为溢料)。

以该方法挤出的热型坯通常必须在环绕它夹紧模具之前以其自重悬挂数秒钟。在此期间，挤出物必须具有良好的熔融尺寸稳定性，也称为熔体强度。熔体强度与低剪切速率如1秒^-1下的材料粘度直接相关。具有良好熔体强度(即高粘度)的材料能够抵抗将在型坯中引起不均匀的材料分布和型坯壁变薄的拉伸和流动(也称为下垂(sag))。挤出型坯的下垂与型坯的重量直接相关，因此较大和较重的型坯将具有较高的下垂倾向。随着瓶子尺寸增大，需要较重型坯，因此较大瓶子的生产需要更高的熔体强度。具有高熔体强度的材料还将在型坯吹制为瓶子时抵抗撕裂。因此，需要良好的熔体强度以形成优质的容器，特别是具有较大尺寸的那些容器，其具有均匀的侧壁厚度并且不会在膨胀(即吹制)期间撕裂。

涉及悬挂型坯的两种类型的挤出吹塑被称为“穿梭(shuttle)”和“间歇(intermittent)”方法。在穿梭方法中，模具位于将模具上升移动至挤出机模头的移动平台，围绕型坯闭合模具同时切断一部分，并随后移动离开所述模头以膨胀，冷却和排出瓶子。由于该方法的结构(mechanics)，聚合物以相对缓慢的速率经过模头连续挤出。相反，间歇方法中的模具固定在模头开口之下且聚合物的全部注射重量(shot weight)(瓶子加上溢料的重量)必须在前面的瓶子排出之后但在当前的瓶子被膨胀之前迅速推动通过模头。间歇方法能够利用往复运动的螺杆作用来推动所述型坯，或者挤出物能够连续挤出至空腔中(其利用柱塞来推动所述型坯)。

在一种明显不同类型的挤出吹塑方法中，以1-10转/分钟运动的4-20英尺直径的转轮(wheel)在型坯从模头挤出时抓取该型坯并将其放置在与所述转轮外周缘连接的模具中。在所述转轮转动时，模具关闭、型坯膨胀、冷却和瓶子排出相继发生。在该“转轮方法”中，型坯实际上被转轮从模头拉走，因此需要良好的熔体强度来防止型坯在拉走以及随后的吹制期间变薄。转轮方法中的型坯能够以向上或者向下的方向离开模头且熔体强度由于重力的影响将在向上挤出期间更加关键。由于该“转轮”方法的连续性质，聚合物能够以非常高的速度从模头挤出。

不幸地，在转轮和间歇挤出吹塑方法期间不时发生的高速挤出能够在挤出的部件或制品表面上产生被称为“鲨鱼皮(sharkskin)”的状态。鲨鱼皮(一种形式的熔体破裂)可以以霜状的白色无光泽表面混浊肉眼观察到，并且在透明瓶子中是不合意的缺陷。鲨鱼皮是流变学的流动不稳定现象，其在熔融聚合物以高剪切速率在金属表面如挤出机模头表面上流动时出现。100秒^-1-1000秒^-1的剪切速率由于需要获得适度快速的生产速率并同时产生用于轻质瓶子的薄壁而通常在模头处产生。转轮和间歇方法产生最高的剪切速率。

鲨鱼皮能够通过提高工艺熔融温度避免，其降低材料的粘度，但这也导致熔体强度降低。但是，与熔体强度有关的剪切速率通常仅为大约1秒^-1。因此，既在低剪切速率下具有良好熔体强度(即高粘度)又在高剪切速率下抵抗鲨鱼皮(即低粘度)的材料对于挤出吹塑是高度合意的。该性能称为剪切稀化。