[发明专利]热密封不良状况防止方法和制品

说明书

相关申请的交叉文献

本申请要求2010年11月24日提交的美国临时专利申请61/416,903的权益，将其公开的内容整体引入本文以作参考。

技术领域

本发明涉及多层注射成型制品。特别是，本发明的实施方案涉及适合于利用热密封机理来密封、而不损害嵌入制品中的阻隔层或清除剂构件的多层成型的塑料制品。

背景技术

注射成型制品用于多种用途。塑料注射成型制品通常由材料如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚丙烯(PP)制成。在很多应用中，注射成型的容器具有热密封至容器开口部(open portion)的盖或密封件。所述容器常常在容器的开口端具有凸缘、唇部或其它突出部，密封件对着容器的开口端密封。通常，密封件包括为封闭容器而构造的第一层和涂覆至少部分第一层的塑料层，所述第一层接触所述容器。在很多应用中，第一层包含例如铝箔等的箔，或为容器开口端提供气体和/或水阻隔层的其它材料。塑料层典型地为能够与容器材料形成热密封的与容器相同(或相似)的材料。然后，经常在压缩下，加热(通过各种已知的加热方法)在容器和塑料层接触区域内的容器和密封件的塑料材料，这样能充分软化和/或熔化塑料层和/或邻接的塑料容器材料，从而使盖密封至容器。热密封过程在邻接于热密封的容器材料内产生热影响区，例如凸缘厚度的约10%。

塑料材料如PET和PP为可透气(例如氧气、氮气等)的。对于不需要透气性的应用，例如，食品、药物和暴露于气体时降解的产品，将阻隔材料或清除材料与塑料材料共注射。典型地，将阻隔材料如乙烯-乙烯醇(EVOH)，在PET或PP材料流的中间(interior)注射，形成嵌入PET或PP内层和外层的EVOH中间层。

由于关于形成阻隔层的过程限制，该共注射过程以前限制于形状基本对称的制品。此外，为了提供充分延伸遍及成型制品以防止不期望的透气的中间层，将中间层材料以流遍基本整个模具这样的方式注射至模具。

然而，以该方式注射中间层材料可使中间层材料流出期望的中间位置之外。例如，中间层材料可渗透或突破(breakthrough)内层材料和外层材料的流动前沿(flow front)或前缘(leading edge)。如果中间层渗透进入热密封的热影响区，则可发生层离(delamination)，导致热密封不良状况。目前已知的解决方案尝试例如，通过控制注射压力、温度、时机、注射位置等更精确地控制中间层材料流，以便中间层足以流遍模腔，而不流出期望的中间层位置之外。但是，仍存在的系统和过程变化依然导致中间层材料流入热影响区。

因此，需要用于形成具有中间层的注射成型制品的方法和设备，其中中间层材料没有不利地延伸或撞击(impinge)进入热密封影响区。进一步需要包括此类中间层，但其中中间层材料没有不利地延伸或撞击进入热密封影响区的共注射成型制品。

发明内容

本文教导示例性方法和系统，以形成在密封多层成型制品中的开口的热密封过程后仍保持完整和功能性的带有嵌入的阻隔层或清除剂层的多层成型制品。本文教导在密封多层成型制品中的开口的热密封过程后仍保持完整和功能性的带有嵌入的阻隔层或清除剂层的示例性多层成型制品。在一些示例性实施方案中，示例性多层成型制品的可热密封区域位于沿多层成型制品的开口端附近周向延伸的边缘(rim)或凸缘部内。

在一些实施方案中，示例性共注射成型设备包括限定形成多层成型制品的共注射/挤出用模腔的模具，所述多层成型制品具有内层、外层和嵌入内层和外层(即，皮层)内的中间层以及其中密封件或其它构件可热密封至其上的可热密封部的表面。内层和外层可为第一聚合物材料。中间层相对于第一聚合物材料的渗透性可为基本上不透气的。中间层相对于第一聚合物材料的渗透性可为基本上除气的。将成型设备构造成将内层聚合物材料、外层聚合物材料和中间层聚合物材料同时注射至模腔中，以形成所得的多层成型制品。将成型设备进一步构造成沿偏离组合的材料流的零速度梯度的流线将中间层聚合物材料注射至模腔中。组合的材料流由内聚合物材料流、中间聚合物材料流和外聚合物材料流形成。将成型设备进一步构造成将中间聚合物材料注射至可热密封表面部的反向或远离可热密封表面部的零速度梯度的一侧。在热密封操作期间，多层成型制品的可热密封部厚度的高达10%以上被熔化，而中间聚合物材料保持完整且起到多层成型制品中的阻隔层或清除剂层的功能。