[发明专利]用于制备聚合物容器的注拉吹塑成型方法，预成形体和容器

说明书

本发明涉及用于制备聚合物容器尤其瓶子的注拉吹塑成型（injection stretch blow-molding）方法。

注拉吹塑成型方法(单阶段和两阶段，一般包括其中由注射制备聚合物预成形体的步骤和后续的吹塑步骤）通常在现有技术中用于由热塑性聚合物材料、尤其聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的容器的生产中。事实上PET证明尤其胜任用于上述方法中，因为该它允许在宽的温度范围(可加工性的窗口)中操作，并且获得具有优异的机械性能和高透明度的模制品。

然而，由于它的有限的性能平衡，强烈需要用替代的热塑性材料来替代PET。尤其，结晶性烯烃聚合物，如丙烯聚合物或含有少量的α-烯烃共聚用单体(如乙烯或1-丁烯)的共聚物已知具有优异的机械性能，如耐热性，和高的透明度。与传统的经济周期相比还有成本效益。

因此，现有技术中已经提出了许多工业技术方案，通过让PET或丙烯聚合物进行注拉吹塑成型来获得聚合物容器、尤其瓶子。

一般该容器体现特征于多层结构，以便至少在所需的程度上实现或增强不是在用于容器的结构部分的聚合物中所固有的性能，如，尤其，气体阻隔性能。

此类多层结构能够例如通过在用于制备容器的模具中共同注射不同聚合物材料的层（layers）而获得。

根据US 4,797,244，有可能将恰好地选择的聚合物材料的预制衬层放置在用于制备预成形体的模具内，在芯棒（core rod）之上，随后将一层的聚合物材料注射在同一模具中在衬层之上，因此获得多层结构。

然而这一技术需要特殊的节段添加到生产设备中，在该节段中该衬层是例如通过将片材进行热成形来制备的。该衬层必须适当地热成形以便拟合芯棒的形状。

现在已经发现，这一类型的方法能够通过使用在市场中商购的包装用聚合物膜，代替该衬层，来有利地简化。

该膜能够在该方法的开始，通过简单地将它们放置（例如通过包裹（wrapping））在用于注塑步骤中制备预成形体的芯棒上而容易地引入。已经发现为了获得具有有价值的性能的容器，它不需要制备具有该芯棒的精确现状的衬层。能够使用至多管状的结构，优选在一端上密封。

此外，描述在US4,797,244中的方法是注射吹塑（injection blow-molding）方法。与注拉吹塑成型不同，该注射吹塑方法基本上不允许纵向(轴向)方向上拉伸该预成形体，结果，在由该衬层制成的聚合物层内的最终厚度不能容易地控制和降低至足以实现各项性能的最佳平衡的程度。

事实上已经发现，尤其当该内部聚合物层包括丙烯聚合物时，包含适当选择的材料如乙烯-乙烯醇共聚物的特别薄的内层足以实现所需性能，如气体阻隔性能，并且当此类薄层通过同时在纵向和横向(径向)方向上拉伸进行双轴取向时，其它重要性能如透明度和机械强度同样得到改进。

因此本发明提供了用于制备聚合物容器的注拉吹塑成型方法，它包括下列步骤：

1)         用聚合物膜部分地或完全地覆盖预成形体模具的芯棒的外表面；

2)         将聚合物层注射到所覆盖的芯棒之上，因此获得包括内部聚合物膜层和外部聚合物层的预成形体；

3)         拉伸吹塑该预成形体，因此获得包括内部聚合物膜层和外部聚合物层的容器。

在分别在该方法的步骤2)和3)中获得的预成形体和容器的叙述中的术语“膜层”用于表示所涉及的层具有膜的典型厚度，即120μm或更低。正如前面所述，由于拉伸吹塑的结果而在步骤3)中实现的拉伸效果，膜层的厚度相对于在工艺步骤1)中引入的膜的起始厚度而言已减少。

因此在工艺步骤3)中生产的容器中的膜层的厚度一般低于120μm-30μm，尤其从30到100μm。当该内部膜层是从包括两个或多个层(以下称作子层)的膜获得的时，有可能和优选的是将它拉伸到一定程度以使各子层获得5－30μm的厚度。为了获得该厚度值在工艺步骤3)中使用的典型拉伸比是，同时在纵向(轴向)和横向(径向)上，1.5或更高，尤其1.5到3.5。

纵向拉伸比率是吹塑容器的轴向长度L₂与预成形体的轴向长度L₁的L₂/L₁比率，而横向拉伸比率是吹塑容器的径向宽度(直径)RW₂与预成形体的径向宽度(直径)RW₁的比率RW₂/RW₁。