[发明专利]通过由热塑性聚合物制成的预制件制造容器如瓶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由预制件制造具有长形体部的容器如瓶的方法，所述长形体部配备有颈部，所述预制件由热塑性聚合物制成，所述热塑性聚合物优选是热塑性聚酯，最优选是在数量上包含至少92.5％的由对苯二甲酸和乙二醇得到的单元/联合体的聚酯。本发明的另一主题是通过所述方法获得的一种瓶或类似容器以及用来形成通过所述方法获得的这种瓶或类似容器的一种薄壁预制件。

背景技术

当前，我们知道由聚酯材料制造的瓶用来在其中容纳水、汁状碳酸类软饮料和类似物。在数量上包含至少92.5％的由对苯二甲酸和乙二醇得到的单元的聚酯中，已知聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其广泛用于生产用于液体的瓶。其主要特性为透明、重量小、与聚丙烯相比较对于气体具有更好的阻隔能力以及能够依据所希望获得的容器如瓶的轮廓来生产各种不同形状。

已知通过注模由试管形状的预制件开始制造瓶，该预制件由聚酯如PET制成，所述预制件的开口端已具有颈部的尺寸和最终的形状。将这种预制件再热，随后借助拉伸轴或杆纵向地拉伸预制件，以及在模子中通过在预制件内部引入加压空气而吹塑该预制件。由此通过预制件的全方向变形而形成的瓶随后在无菌环境中受到无菌填充，所述无菌填充用来在瓶的标准填充之前对该瓶的内表面和外表面进行消毒，随后通过热空气在70℃温度下对所述瓶进行干燥。无菌处理例如包括在140℃温度下使用过氧化氢/双氧水(H₂O₂)和无菌水。

然而，当PET受到高温时其机械特征严重下降，所述高温导致材料变形，由于材料的形状记忆性能，该材料具有恢复至其初始形状的倾向。因此，在对暴露于热气体中一定处理时间的瓶进行消毒的步骤中，已观察到瓶收缩，并且一定重量的瓶与较小重量的瓶相比较收缩得要较少。

为了限制瓶的收缩，一种标准解决方案因此包括：通过改变其尺寸、长度和/或周长以及其壁厚来增加PET材料的量并因此增大预制件的和瓶的重量。

然而，这些尺寸变化妨碍了通过减少PET材料的量以任何方式减少容器的制造费用，PET材料的量的减少是由于较短和/或具有较小周长和/或较小厚度的预制件造成的。

一种通过改变预制件的尺寸参数如长度或周长而在减少制造费用的同时保持或增大预制件重量的解决方案可以是以补偿的方式减小所述预制件的壁的厚度。

然而，在部件如由PET材料制成的预制件的注模的领域中，为了确保不费力和有效地填充模子，不超过一定的临界值是很重要的，特别是关于所述预制件的壁的厚度(其必须大于2.0mm)和预制件的长度与所述预制件的壁厚之比(其必须小于45)。

如果预计超过了这些临界值，则一个解决方案可包括：在预制件的注模过程期间，增大模槽(cavity)的温度或注射速率和压力。然而，模槽温度的更改将引起PET材料的结晶，这具有负面的影响，致使容器透明性减小。另外，注射速率和压力的增大将会由于高的剪切速率而对由PET材料制成的结构造成损害。

另外，在用于食品的瓶的生产中所使用的聚酯如PET具有使用性能，特别是对于各种气体(水蒸汽、氧气、二氧化碳等)被称为“阻隔作用”的一种作用，该作用随着所使用的材料的特性粘数/固有粘度(IV)的增大而增加，也就是说随着所使用的聚合物链的长度的增加而增加。因此，具有良好的气密性的材料通常是有粘性的(IV在0.72dl/g与0.83dl/g之间)。

特性粘数(IV)是指浓度为0的情况下聚合物溶液的粘度，通过确定单位为dl/g的粘度指数(VI)由下式计算出该值：IV＝-101^-1VI²+0.94VI+0.0122，根据1986年6月15日的标准ISO 1628/5在25℃下对于聚合物溶液测得所述指数，所述聚合物溶液是将0.5g聚合物溶解在100ml由邻二氯苯和苯酚(按重量计50/50)构成的溶剂混合物中形成的。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种由预制件制造具有长形体部的容器如瓶的方法来克服这些缺点，所述长形体部配备有颈部，所述预制件由热塑性聚合物制成，所述热塑性聚合物优选是热塑性聚酯，最优选是在数量上包含至少92.5％的由对苯二甲酸和乙二醇得到的单元的聚酯，该方法限制了在高温无菌填充阶段所获得的瓶的收缩效应。

本申请的申请人所进行的研究已经表明：造成这种瓶收缩的原因不是材料的量和因此导致的重量，而是引起太高的拉伸比的预制件的和成品瓶的尺寸参数值。在所述拉伸比中，三个拉伸比——即，周长的拉伸比“a”、长度的拉伸比“b”和表面的拉伸比“c”——被认为是重要的。