CN104703776A - 瓶、其制造方法以及fdca和二醇单体在该瓶中的用途 - Google Patents
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Abstract
一种瓶(1),其包括限定壳体的外壳(2),所述瓶由至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物制成,其中所述外壳提供有至少一个印记(10a,10b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种瓶,其制造方法以及FDCA和二醇单体在该瓶中的用途。
背景技术
由于技术或视觉原因,例如为了提供增加的阻力,由塑料制成的瓶包括印记如凹槽、肋条、夹持元件、标志或其它。相应的压印部件出现在通常实施以制造瓶的吹塑工艺期间使用的模具上,以将所述印记赋予瓶的外壳(envelop)。
聚对苯二酸乙二醇酯(PET)是通常通过吹塑工艺常用于制造瓶的聚合物。需要基于可再生的例如可高效生物来源(biosourced)的聚合物来代替PET。
聚乙烯呋喃酸酯(PEF)是可至少部分生物来源的聚合物。例如,文献WO 2010/077133描述了制备在聚合物骨架内具有2,5-呋喃二羧酸酯部分的PEF聚合物的适当方法。该聚合物通过2,5-呋喃二羧酸酯部分[2,5-呋喃二羧酸(FDCA)或2,5-呋喃二羧酸二甲酯(DMF)]的酯化以及所述酯与二醇或多元醇(乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、聚(乙二醇)、聚(四氢呋喃)、甘油、季戊四醇)的缩合来制备。一些这些酸和醇部分可从可再生的作物原料中获得。
已公开已经制造一些由PEF制成的瓶。然而,据信所述瓶是相当基础的。存在对高级瓶的需求。
本发明目的在于解决至少一种上述问题和/或需求。
发明简述
瓶
为此,根据第一方面,本发明提出一种瓶,其包括限定壳体的外壳,所述瓶是由至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物模制而成,其中所述壳体提供有至少一个印记。
已经令人惊讶地发现,与PET相比,由FDCA和二醇单体制成的热塑性聚合物如聚乙烯呋喃酸酯(PEF)能获得改进的印记。特别是,本发明的热塑性聚合物显示出提高的跟随模具的压印部件的轮廊的能力,因而可以获得一些压印在瓶上的更小和更精细的特征。不意图受任何理论的束缚,据信由于PET的流动和规整性特征,PET限制可模制的印记种类,特别是小尺寸的印记。特别是,不可能在PET瓶上具有以小字符压印的文本。PEF令人惊讶地解决了该问题。
在实施方式中,本发明可包括一个或几个下述特征:
-所述印记选自由齿条、凹槽、肋条、压纹、装饰图案、夹持元件、商标标志、生产标志、盲文字符和它们的组合组成的组;
-所述印记具有两个共面的边和在所述两个边之间的中间部分,所述中间部分具有相对于所述两个边位移的顶(向内的凹陷压印如凹槽、齿条等,和向外的凸出压印如肋条等),所述压印具有在所述两个边之间测量的宽度(w)和在所述边和顶之间测量的最大高度(h),
-所述印记包括其顶相对于所述两个边向内位移的凹槽,
-所述宽度(w)和最大高度(h)使得所述最大高度与宽度之比(h/w)(以递增的优选顺序)为大于或等于0.8、1.0、1.2;和优选包括在1.2至200、1.2至50、1.2至20之间;
-所述外壳提供有至少两个沿轴线彼此以间距(Pi)隔开的相邻印记,所述印记的间距(Pi)和最大高度(h)如下:
当所述最大高度等于2mm时,则所述间距为小于或等于5mm,优选4mm,更优选3mm,更优选2mm,更优选1mm,
当所述间距等于5mm时,则所述最大高度为大于或等于2mm,更优选3mm,更优选4mm,更优选6mm,更优选8mm,
-所述印记具有在横向于所述边的平面内的印记轮廓,所述印记轮廓包括多个各自具有曲率半径(RcPEF)的点,所述印记轮廓的各点的曲率半径(RcPEF)小于1mm,优选小于0.7mm,更优选小于0.5mm,更优选小于0.3mm,
-所述外壳沿轴线是圆柱形的,并且包括沿轴线延伸的外侧壁,所述至少一个印记包括至少一个在所述外侧壁上至少部分围绕轴线延伸的环形印记,
-所述外壳进一步包括相对于轴线横向延伸的底部,所述外侧壁从所述底部延伸至自由端,
-所述至少一个印记包括在所述底部上中心延伸的圆顶压印,所述圆顶压印具有向外定向的凹度,
-所述至少一个印记包括至少一个在所述底部上相对于轴线径向延伸的径向印记,
-所述外壳具有限定所述壳体的内表面和与所述内表面相对的外表面,所述印记存在于所述外壳的两个相邻部分之间的外壳的内外表面的局部形变中,在相对于所述两个相邻部分内凹的形变和相对于所述两个相邻部分凸出的形变之间选择所述局部形变,
-所述印记不同于特别是含二氧化碳的液体的模制塑料瓶的花瓣底部,
-所述瓶填充有液体,例如饮料或非食物的液体如家庭护理产品或个人护理产品,优选饮料,
-用闭塞物例如盖子封闭所述装满的或空的瓶。
制造瓶的方法
根据第二方面,本发明提出一种制造以上定义的瓶的方法,其包括下述步骤:
-提供预成型体,所述预成型体由至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物制成,
-将所述预成型体放置于具有包括至少一个压印部件的腔的模具中,
-吹制所述模具中的预成型体,以形成包括限定壳体且提供有至少一个印记的外壳的瓶。
要提及的是,根据本发明的方法还可以包括用液体填充所述瓶的其它步骤,所述液体例如是饮料或非食物的液体如家庭护理产品或个人护理产品,优选饮料。要提及的是,根据本发明的方法还可以包括用闭塞物例如盖子封闭所述填满的或空的瓶的步骤。
特别是,在提供预成型体的步骤,所述预成型体可包括沿轴线延伸且具有封闭底端和开口顶端的中空管,所述吹制预成型体的步骤包括通过所述开口顶端在小于或等于35巴、优选30巴、更优选25巴、更优选20巴、更优选15巴、更优选10巴的吹制压力下吹制所述预成型体。
本发明的热塑性聚合物跟随所述模具的压印部件的轮廓的能力进一步使降低吹塑步骤所需的吹制压力成为可能。
根据第三方面,本发明提出至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物在以上定义的瓶中的用途。
可填充所述瓶的饮料可以是例如水,例如任选调味的、任选含二氧化碳的净化水、矿泉水、天然矿泉水。所述饮料可以是酒精饮料如啤酒。所述饮料可以是汽水,例如可乐饮料,优选含二氧化碳的。所述饮料可以是果汁,任选含二氧化碳的。所述饮料可以是维他命水或能量饮料。所述饮料可以是基于牛奶的产品如牛奶或喝的发酵乳制品如酸奶。
构成所述瓶的聚合物:结构-制备
所述聚合物包括对应于FDCA单体、优选2,5-FDCA的部分和对应于二醇单体、优选单乙二醇的部分。所述聚合物通常通过聚合提供所述聚合物中的这些部分的单体来获得。为此,可以使用FDCA、优选2,5-FDCA或其二酯作为单体。因此,所述聚合可以是酯化或酯交换,二者也称为缩聚反应。优选使用2,5-呋喃二羧酸二甲酯(DMF)作为单体。
2,5-FDCA部分或单体可以由2,5-呋喃二羧酸酯来获得,所述2,5-呋喃二羧酸酯是优选沸点小于150℃、更优选沸点小于100℃的易挥发的醇或酚或乙二醇的酯,仍更优选甲醇或乙醇、最优选甲醇的二酯。2,5-FDCA或DMF通常被认为是生物来源的。
2,5-FDCA或其酯可以与一种或多种其它二羧酸、酯或内酯组合使用。
所述二醇单体可以是芳族、脂族或环脂族二醇。因此,适合的二醇和多元醇单体的实例包括乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,1,3,3-四甲基环丁二醇、1,4-苯二甲醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、聚(乙二醇)、聚(四氢呋喃)、2,5-二(羟甲基)四氢呋喃、异山梨糖醇、甘油、25季戊四醇、山梨糖醇、甘露醇、赤藓醇、苏糖醇。乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、聚(乙二醇)、聚(四氢呋喃)、甘油和季戊四醇是特别优选的二醇。
在优选实施方式中,所述二醇是乙二醇(单乙二醇-MEG),优选是生物来源的。例如,生物来源的MEG可以由也可由糖(例如葡萄糖、果糖、木糖)通过发酵制得的乙醇获得,所述糖可以通过淀粉、纤维素或半纤维素的水解由作物或农副产品、林业副产物或固体城市废物获得。或者,生物来源的MEG可以由本身可作为来自生物柴油的废物获得的甘油来获得。
作为根据本发明的瓶的原料的热塑性聚合物也可以包括其它二酸单体,如二羧酸或聚羧酸,例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、环己烷二羧酸、马来酸、琥珀酸、1,3,5-苯三羧酸。内酯也可以与2,5-呋喃二羧酸酯组合使用:新戊内酯、ε-己内酯和丙交酯(L,L;D,D;D,L)。即使不是本发明的最优选实施方式,所述聚合物也可以是非线性的、支链的,因为使用多官能单体(每分子大于2个酸或羟基官能团),或者酸和/或羟基单体,例如多官能的芳族、脂族或环脂族多元醇或多元酸。
根据本发明优选的实施方式,所述聚合物是使用生物来源的2,5-FDCA和生物来源的单乙二醇的PEF材料。实际上,2,5-FDCA来源于由葡萄糖或果糖(从可再生资源获得)制备的5-羟甲基糠醛(5-HMF)。单乙二醇可以由也可由糖(例如葡萄糖、果糖、木糖)通过发酵制得的乙醇获得,所述糖可以通过淀粉、纤维素或半纤维素的水解由作物或农副产品、林业副产物或固体城市废物获得。或者,单乙二醇可以由本身可作为来自生物柴油的废物获得的甘油来获得。
由于大部分使用的单体被认为是生物来源的,因而这称为100%生物基或生物来源的PEF。由于一些共聚单体和/或一些添加剂,和/或一些杂质和/或一些原子可能不是生物来源的,因而生物来源的材料的实际量可低于100%,例如在75重量%至99重量%之间,优选85-95%。PEF可根据PEF制备领域的公知状态来制备,例如如文献WO 2010/077133中所描述的。瓶可例如通过注射吹塑(IBM)工艺、优选通过注射拉伸吹塑(ISBM)工艺使用上述材料来制造。此类瓶可具有与之前用其中2,5-FDCA或单乙二醇不是生物来源的PEF公开描述的类似性质。与PET相比,包括机械性能的上述性质可得到改进。
根据本发明的术语"聚合物"包括均聚物和共聚物,如无规或嵌段共聚物。
所述聚合物具有至少10,000道尔顿的数均分子量(Mn)(通过基于聚苯乙烯标准物的GPC测定)。所述聚合物的Mn以道尔顿计且以递增的优选顺序优选包括在10000至100000、15000至90000、20000至80000、25000至70000、28000至60000之间。
根据本发明的显著特征,所述聚合物的多分散指数(PDI)=Mw/Mn(Mw=重均分子量)限定如下(以递增的优选顺序):1<PDI≤5;1.1≤PDI≤4;1.2≤PDI≤3;1.3≤PDI≤2.5;1.4≤PDI≤2.6;1.5≤PDI≤2.5;1.6≤PDI≤2.3。
通常,制备所述聚合物的方法包括下述步骤:2,5-FDCA二甲酯、2,5-FDCA二酸甘油酯(diglycerylester)的酯交换;锡(IV)基催化剂存在下的缩聚反应和可能的纯化步骤。制备PEF的方法可以包括固相聚合(SSP)步骤。
发明详述
本发明的其它目的和优点将通过下述作为非限制性实施例给出的本发明的特定实施方式的公开显现出来,根据所附的附图进行所述公开,其中:
-图1是根据本发明的实施方式的包括提供有凹槽的外壳的瓶的侧视图,
-图2是图1上表示所述瓶的一个凹槽的详细标记(detailreferenced)D的放大图,
-图3是图1上表示所述瓶的一个凹槽的变型的详细标记D的放大图,
-图4是图1所述瓶的底视图,
-图5是制造图1所述瓶的吹塑工艺中使用的预成型体的侧视图,
-图6是用于获得所述瓶的一个凹槽的凹槽轮廓的实验装置的示意图,
-图7a、7b和7c为通过图6所述实验装置获得的图1上标记为R1、R2和R3的凹槽的凹槽轮廓的相应图示,所述凹槽轮廓叠加在参比瓶的相应凹槽的凹槽轮廓上,所述参比瓶与图1所述瓶相同,除了所述参比瓶是由PET制成的。
在所述图上,相同的标记数字表示相同或类似的元件。
图1表示适于容纳例如液体如水的瓶1。瓶1沿轴线A是圆柱形的,是圆形截面,且包括外壳2。所述外壳2包括垂直于轴线A的底部3和沿轴线A从底部3延伸的外侧壁4。与底部3相对,在自由端,所述外侧壁4形成向轴线A变窄的颈部5。所述底部3和外侧壁4均具有限定壳体的内表面和与所述内表面相对的外表面。在以下描述中,术语"内部"、"向内的"、"在内部"和类似的将是指位于靠近或朝向壳体或轴线的元件,和术语"外侧"、"向外的"、"在外侧"和类似的将是指位于远离或直接与所述壳体或轴线相对的元件。
作为非限制性实例,所述瓶1沿轴线A测量的高度H可为317.75mm。所述外侧壁4可具有沿轴线A限定中间狭窄部分1B的弯曲轮廓,其垂直于轴线A测量的最大宽度Wb可为80mm,所述弯曲轮廓位于各自可具有89mm最大宽度Wa的两个大部分1A、1C之间。靠近底部3的第一大部分1A的高度Ha可为148mm,所述中间狭窄部分1B的高度Hb可为56mm。所述颈部5可具有连接于第二大部分1C、远离底部3的圆锥形部分和圆柱形部分。所述颈部5的圆柱形部分提供有在外表面上的螺纹6,以使盖子能够在颈部5上旋转,从而封闭瓶1。
如在图1至4上可以看出,所述外壳2提供有各自存在于外壳2的两个相邻部分之间的外壳2的内表面和外表面的局部形变中的印记。
在示出的实施方式中,所述印记包括多个至少部分围绕轴线A在外侧壁4上延伸的相邻环形凹槽10a、10b。特别是,所述中间狭窄部分1B的各环形凹槽10b是环状的,且基本上在垂直于轴线A的平面内周向延伸,而所述大部分1A、1C的各环形凹槽10a是环状的,且相对于与轴线A垂直的平面周向卷曲。所述环形凹槽10a、10b沿轴线A根据间距Pi有规则地排列在外侧壁4的各部分上。因此,所述大部分1A、1C的两个相邻环形凹槽10a彼此以对应于第一间距Pi1的沿轴线A测量的距离分开。所述中间狭窄部分1B的两个相邻环形凹槽10b彼此以对应于第二间距Pi2的沿轴线A测量的距离分开。
特别是,如在图2上可以看出,各环形凹槽10a、10b存在于相对于外壳2的两个相邻部分内凹的局部形变中。然后,各环形凹槽10a、10b具有两个共平面的边11,即基本上排列在与瓶1的轴线A平行的平面内,和在所述两个边11之间的中间部分12。各凹槽的中间部分12具有相对于两个边11向内(即向轴线A)位移的弯曲的顶13。在图3所示的变型中,所述顶13可以是平面。各环形凹槽10具有在两个边11之间测量的宽度w和在边11与顶13之间测量的最大高度h。
作为非限制性实例,所述宽度w和最大高度h可以如下:所述最大高度与宽度之比h/w以递增的优选顺序为大于或等于0.8、1.0、1.2;和优选包括在1.2至200、1.2至50、1.2至20之间。
此外,所述环形凹槽的间距Pi和最大高度h可以如下:
-当所述最大高度等于2mm时,则所述间距以递增的优选顺序为小于或等于5mm、4mm、3mm、2mm或1mm,
-当所述间距等于5mm时,则所述最大高度以递增的优选顺序为大于或等于2mm、3mm、4mm、6mm或8mm。
如在图4上可以看出,在底部3上,所述印记还包括中央圆顶印记15和相对于轴线A径向延伸的径向凹槽16。所述圆顶印记15从环形边向内延伸至设置在轴线A上的顶。因此,所述圆顶印记15具有向外定向的凹度。对于环形凹槽10a、10b,各径向凹槽16从两个共平面的边向内弯曲。
虽然本发明已经公开包括若干凹槽作为印记的圆柱形瓶,但是本发明不限于此。特别是,所述瓶可以是任何其它适合的形状,如圆柱形的椭圆的、多边形的或其它横截面。此外,所述外壳可提供有一个或若干个存在于相对于两个相邻部分内凹的局部形变中的印记,如之前关于凹槽所公开的,或一个或多个存在于相对于两个相邻部分凸出(即凸起)的局部形变中的印记。在后一种情形中,上述印记的中间部分具有相对于两个边向外(即与轴线A相对)位移的顶。因此,所述印记可以是任何类型,特别是选自由齿条、凹槽、肋条、压纹、装饰图案、夹持元件、商标标志、生产标志、盲文字符和它们的组合组成的组。
所述瓶1可以例如通过吹塑工艺,由根据用来填充所述瓶的内容物选择的塑性材料制成。特别是,所述塑性材料优选是至少部分生物来源的,和在旋转盖子且密封至颈部5之前,用液体如水或其它饮料装满所述瓶。
根据本发明,以上描述的瓶1由至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体和至少一种二醇单体的热塑性聚合物制成。特别是,所述热塑性聚合物是基于生物基2,5-FDCA和生物基单乙二醇(MEG)的聚乙烯呋喃酸酯(PEF)。以下在下述实施例中详细描述所述聚合物的制备和瓶的制造。
实施例
材料
-例如根据WO 2011/043660制备的2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)和2,5-呋喃二羧酸二甲酯(DMF)。
-MEG:生物来源的MEG,作为二醇。
-PET(对比的):由Indorama提供的PET w170,具有下述特征:
-玻璃化转变温度,Tg=75℃;
-熔融温度,Tf=235℃;
-密度(无定形的),d=1.33。
PEF聚合物的制备
在15L搅拌的分批式反应器中进行聚合。在氮气下,在预干燥的反应器中混合2,5-呋喃二羧酸二甲酯(5.0kg;27.17mol)、生物-乙二醇(4.02kg;64.83mol)和一水合醋酸钙(8.48g;10.4mmol),同时当甲醇开始馏出时,加热至130℃的温度。将温度保持在约130℃,直到大部分甲醇被馏出。随后,在氮气吹扫2小时下,将所述温度升高至190℃(加套温度(mantle temperature))。然后,在40rpm的搅拌下,添加溶于200mL生物乙二醇的乙醇酸锑(3.48g Sb2O3)。将所述温度升高至210℃,同时缓慢施加真空。在300毫巴下,大部分乙二醇被馏出。最后,尽可能降低真空,但绝对低于1毫巴。将所述加套温度升高至240℃,并通过测量搅拌器扭矩监控分子量增加。显示从所述反应器中获得的聚合物的Mn为16000g/mol,和Mw/Mn为2.5。在转筒式干燥机中进行固相聚合。在第一个12小时中,在145℃下进行所述聚合物的结晶。随后,在72小时时间内,将温度缓慢升高至200℃以上。注意聚合物颗粒不要粘在一起。在72小时后,所述聚合物具有:
-通过GPC测定的数均分子量,Mn=30000;
-玻璃化转变温度,Tg=85℃;
-熔融温度,Tf=210℃;
-密度(无定形的),d=1.42;
-多分散指数,Mw/Mn PDI=2.1。
在装备有两个PLgel 10mm MIXED-C(300×7.5mm)柱的Merck-Hitachi LaChrom HPLC系统上进行GPC测量。氯仿:2-氯酚为7:3的溶剂混合物用作洗脱液。分子量的计算基于聚苯乙烯标准物并通过CirrusTM PL DataStream软件进行。在Helios(ThermoSPectronic=分光光度计)上记录UV-可见光谱和吸光度。
制造瓶的方法
根据本发明的瓶优选通过利用具有包括一个或若干个压印部件的腔和适于向所述腔供给吹制压力下的流体的吹制设备的模具如Sidel SBO 1机器的吹塑工艺来制造。各压印部件具有两个共平面的边和在所述两个边之间的适应以在瓶1的外壳2上形成期望的印记的中间部分。特别是,各压印部件的中间部分具有相对于所述两个边位移的顶。在示出的实施方式中,为了在瓶1的外壳2上形成凹槽,所述中间部分相对于所述两个边是凸出的,并具有相对于所述两个边向内(关于所述腔,即向所述腔的中心轴)位移的顶,优选平顶。例如,所述压印部件具有在所述两个共平面的边之间的宽度w=2.5mm和在所述边和顶之间的高度h=6.5mm。
所述吹塑工艺制备30g由适合的热塑性聚合物如热塑性聚合物PEF制成的预成型体20,在上文已经描述所述热塑性聚合物PEF的制备。如从图5上可以看出,所述预成型体20包括沿轴线A0延伸且具有封闭底端22和开口顶端23的中空管21。所述预成型体20的靠近开口顶端23的顶部25对应于瓶1的颈部5。管21的剩余部分是圆形截面直径基本上等于顶部25的直径的圆柱形。
作为非限制性实施例,所述预成型体20沿轴线A0测量的高度Hp可为121mm和内径从接近于封闭底端22的21mm到接近于开口顶端23的25mm变化。
为了制造30g以上公开类型的预成型体20,在Netstal Elion 800注塑机中使用20kg以上公开的热塑性聚合物PEF样品。将所述材料加热至250℃,其中循环时间为19.92秒。将所述PEF预成型体20加热至120℃的表面温度。在已经将预成型体20放置于低温(10℃-13℃)下的模具中之后,可通过开口顶端23在所述预成型体20内注射吹制压力下的流体来吹制预成型体20。由于使用热塑性聚合物PEF,吹制压力可以降低至35巴或更低,特别是以递增的优选顺序,降低至30巴、25巴、20巴、15巴或10巴。特别是,用34巴的吹制压力将所述预成型体20吹塑成以上公开类型的瓶1,即具有静水典型图案的具有凹槽的1.5L型。
为了与热塑性聚合物PEF比较,用来自Indorama的PET w170制造30g重量的类似形状的预成型体。将所述材料加热至265℃,其中循环时间为20.04秒。将所述PET预成型体加热至108℃-110℃的表面温度,放置于低温(10℃-13℃)下的模具中并在大于35巴的吹制压力下吹制成相同的具有凹槽的典型静水图案的1.5L型瓶,以下称为参比瓶。在所有情况下实现良好的材料分布。
如此制造的瓶与以上描述的瓶1相同。
测试和结果
为了评价PEF相对于PET带来的令人惊讶的成型性改进,进行一些测试。
各瓶的凹槽具有在横向于所述边的平面内的各印记轮廓,在此是凹槽轮廓,所述平面例如是平行于含有轴线A的纵向中心平面的平面。所述凹槽轮廓由多个各自具有曲率半径的点组成。
将用PEF模制的测试瓶1的凹槽的凹槽轮廓与用PET模制的参比瓶的凹槽的凹槽轮廓进行对比。如上所解释,已经通过具有相同压印部件的相同模具模制PEF测试瓶1和PET参比瓶。因此,各压印部件可在PEF测试瓶1和PET参比瓶上形成相应的凹槽。
为了对比,根据以下描述的方案,利用图6所示的实验装置30测量所述凹槽轮廓,特别是所述凹槽轮廓各点的曲率半径。
首先,获得PEF测试瓶和PET参比瓶的相应印记的凹槽轮廓的放大投影。
如图6所示,使用轮廓投影仪31(在屏幕32上工件的区域或特征的放大轮廓图像的设备)进行这些放大投影。在此,使用轮廓投影仪31和屏幕32测量所述瓶的凹槽轮廓。然而,它们可用于测量所述瓶上压印的任何其它结构和/或装饰性的特征。使用Deltronic DH350进行所述测量。
标记PEF测试瓶和PET参比瓶以区分它们,检查它们相对于模具的定向。精确鉴定待测量的凹槽的位置。特别是,在所示出的实施方式中,在图1上,测量PEF测试瓶1和PET参比瓶的鉴定的凹槽,R1(在第二大部分1C上)、R2(在中间部分1B上)和R3(在第一大部分1A上)。
使用具有垂直于所述外壳定向且从外向内移动的刀片的切割器,沿横向连接平面切割所述PEF测试瓶和PET参比瓶,以避免在所述外表面上形成任何会改变凹槽轮廓测量精度的缺陷。去掉对应于约90°扇形的部分PEF测试瓶和PET参比瓶,以允许所述测量。
使用适合的放大倍数进行各凹槽的凹槽轮廓的测量,以使所述凹槽显示在全部屏幕32上。例如,所述放大倍数至少为10倍。
将PEF测试瓶1放置于测量台上,并检查其稳定性。将所述PEF测试瓶1相对于轮廓投影仪31定向,因此切割的平面垂直于通过轮廓投影仪31发出的入射光束。通过垂直平移所述目标测量测试PEF瓶1的凹槽R1。确保屏幕32上的表示凹槽R1的放大印记轮廓的图像聚焦。当所述图像尖锐时,在屏幕32上安装透明的片,并保持于适当的位置。用手绘制投射到屏幕32上的图像,并精确鉴定。同样地连续绘制所述PEF测试瓶1的其它凹槽R2和R3的放大的凹槽轮廓。
同样地连续绘制所述PET参比瓶的相应凹槽R1、R2和R3的放大的凹槽轮廓。关于所述模具,进行类似的测量,使用在镶嵌模具上发光的光的反射进行。
其次,叠加所述PEF测试瓶和PET参比瓶的相应凹槽的放大的凹槽轮廓的图像,以对比凹槽轮廓并确定印记的质量。特别是:
-图7a表示所述PEF测试瓶和PET参比瓶的相应凹槽R1的放大的凹槽轮廓的叠加图像,
-图7b表示所述PEF测试瓶和PET参比瓶的相应凹槽R2的放大的凹槽轮廓的叠加图像,
-图7c表示所述PEF测试瓶和PET参比瓶的相应凹槽R3的放大的凹槽轮廓的叠加图像。
从各相应凹槽的叠加图像,可以确定对应点对。例如,各对对应点包括排列在垂直于瓶的轴线的相同线上的所述PEF测试瓶1的一个凹槽轮廓的放大投影的一个点和PET参比瓶的相应凹槽轮廓的放大投影的一个点。
然后,为了确定所述印记的质量,测量所述凹槽轮廓的放大投影的各对应点对的曲率半径。因此,对于各对应点对,测量所述PEF测试瓶1的凹槽的凹槽轮廓的曲率半径RcPEF和PET参比瓶的相应凹槽的凹槽轮廓的曲率半径RcPET。
如从图7a至7c可以看出,与PET参比瓶的凹槽轮廓的对应点的曲率半径RcPET相比,PEF测试瓶1的凹槽轮廓各点的曲率半径RcPEF能够达到更低的值。例如,PEF测试瓶1的凹槽轮廓的各点的曲率半径RcPEF可以低于1mm,优选低于0.7mm,更优选低于0.5mm,更优选低于0.3mm。
因此,由PEF测试瓶产生的凹槽的轮廓可以精确跟随模具的压印部件的轮廓,而PET参比瓶产生的凹槽的轮廓系统地显示准确性较差的压印。
Claims (17)
1.一种瓶(1),其包括限定壳体的外壳(2),所述瓶由至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物制成,其中所述外壳提供有至少一个印记(10a、10b、15、16)。
2.根据权利要求1所述的瓶(1),其中所述印记选自由齿条、凹槽、肋条、压纹、装饰图案、夹持元件、商标标志、生产标志、盲文字符和它们的组合组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的瓶(1),其中所述印记(10a,10b)具有两个共平面的边(11)和在所述两个边(11)之间的中间部分(12),所述中间部分(12)具有相对于所述两个边(11)位移的顶(13),所述印记(10a,10b)具有在所述两个边(11)之间测量的宽度(w)和在所述边(11)与顶(13)之间测量的最大高度(h)。
4.根据权利要求3所述的瓶(1),其中所述印记包括其顶(13)相对于所述两个边(11)向内位移的凹槽(10a,10b)。
5.根据权利要求3和4任一项所述的瓶,其中所述宽度(w)和最大高度(h)使得所述最大高度与宽度之比(h/w)以递增的优选顺序为大于或等于0.8、1.0、1.2;和优选包括在1.2至200、1.2至50、1.2至20之间。
6.根据权利要求3至5任一项所述的瓶(1),其中所述外壳(2)提供有至少两个沿轴线(A)彼此以间距(Pi)隔开的相邻印记(10a,10b),所述印记(10a,10b)的间距(Pi)和最大高度(h)如下:
-当所述最大高度(h)等于2mm时,则所述间距(Pi)为小于或等于5mm,优选4mm,更优选3mm,更优选2mm,更优选1mm,
-当所述间距(Pi)等于5mm时,则所述最大高度(h)为大于或等于2mm,更优选3mm,更优选4mm,更优选6mm,更优选8mm。
7.根据权利要求3至6任一项所述的瓶(1),其中所述印记具有在横向于所述边(11)的平面内的印记轮廓,所述印记轮廓包括多个各自具有曲率半径(RcPEF)的点,所述印记轮廓的各点的曲率半径(RcPEF)低于1mm,优选低于0.7mm,更优选低于0.5mm,更优选低于0.3mm。
8.根据权利要求1至7任一项所述的瓶(1),其中所述外壳(2)沿轴线(A)是圆柱形的,并且包括沿轴线(A)延伸的外侧壁(4),所述至少一个印记包括至少一个在所述外侧壁(4)上至少部分围绕所述轴线延伸的环形印记(10a,10b)。
9.根据权利要求8所述的瓶(1),其中所述外壳(2)进一步包括相对于所述轴线(A)横向延伸的底部(3),所述外侧壁(4)从所述底部(3)延伸至自由端。
10.根据权利要求9所述的瓶(1),其中所述至少一个印记包括在所述底部(3)上中心延伸的圆顶压印(15),所述圆顶压印(15)具有向外定向的凹度。
11.根据权利要求9或10所述的瓶(1),其中所述至少一个印记包括至少一个在所述底部(3)上相对于所述轴线(A)径向延伸的径向印记(16)。
12.根据权利要求1至11任一项所述的瓶(1),其中所述外壳(2)具有限定所述壳体的内表面和与所述内表面相对的外表面,所述印记存在于所述外壳的两个相邻部分之间的外壳(2)的内外表面的局部形变中,在相对于所述两个相邻部分内凹的形变和相对于所述两个相邻部分凸出的形变之间选择所述局部形变。
13.根据权利要求1至12任一项所述的瓶(1),其填充有液体,优选饮料。
14.制造根据权利要求1至13任一项所述的瓶(1)的方法,其包括下述步骤:
-提供预成型体(20),所述预成型体由至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物制成,
-将所述预成型体(20)放置于具有包括至少一个压印部件的腔的模具中,
-吹制所述模具中的预成型体(20),以形成包括限定壳体且提供有至少一个印记(10a,10b,15,16)的外壳(2)的瓶。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在提供预成型体(20)的步骤,所述预成型体包括沿轴线(A0)延伸且具有封闭底端(22)和开口顶端(23)的中空管(21),所述吹制预成型体(20)的步骤包括通过所述开口顶端(23)在小于或等于35巴、优选30巴、更优选25巴、更优选20巴、更优选15巴、更优选10巴的吹制压力下吹制所述预成型体(20)。
16.根据权利要求14至15任一项所述的方法,其进一步包括用液体、优选饮料填充所述瓶的步骤。
17.至少一种呋喃二羧酸(FDCA)单体、优选2,5-呋喃二羧酸(2,5-FDCA)单体和至少一种二醇单体、优选单乙二醇(MEG)单体的至少一种热塑性聚合物在根据权利要求1至13任一项所述的瓶中的用途。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |