CN104755541A - 烯烃系树脂制发泡拉伸成形体 - Google Patents
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Abstract
本发明的发泡拉伸成形品由烯烃系树脂单层结构体形成,并且通过以1.01-2.0倍的发泡倍率物理发泡而形成,其特征在于,在内部分布有发泡孔的区域中表面粗糙度Ra(JIS-B-0601-1994)为不大于10μm。尽管为烯烃系树脂单层结构体,但该发泡拉伸成形体有效抑制由发泡导致的外观缺陷和遮光性的降低。
Description
技术领域
本发明涉及由烯烃系树脂制成的发泡拉伸成形体。
背景技术
现在可得的发泡成形体重量轻,具有优异的绝热性以及改进的如刚性等机械性能,因此,已用于各种用途。特别是,近几年,使用非活性气体作为发泡剂依赖于物理发泡(基于所谓的微孔技术)在成形体内部形成微细发泡孔。因此,成形体的用途现在扩大至例如,包装容器等领域(参见专利文献1)。即,在使用碳酸钠或偶氮化合物作为发泡剂并且通过利用通过发泡剂的热分解生成的二氧化碳气体或氮气实现发泡的所谓的化学发泡的情况下,发泡孔倾向于变得粗大,结果,由于发泡导致气体阻隔性降低、外观特性变差,并且此外,强度显著降低。因此,化学发泡不能用于包装容器领域。另一方面,物理发泡使得可形成微细发泡孔或赋予发泡孔的大小以分布,还导致其本身良好地应用于包装容器领域。
对于如容器或瓶等通过物理发泡形成的发泡拉伸成形体,上述文献1描述可使用许多热塑性树脂。然而,实际研究并使用的是如聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯。如果通过使用如聚丙烯等烯烃系树脂如专利文献1所教导的形成发泡预制品并且拉伸成形为烯烃系树脂制的发泡拉伸成形体,则发泡孔变得非常粗大,从而使遮光性和外观特性显著劣化。即,不能完全获得可投入实际使用的制品。
目前,提出可优异地拉伸成形或吹塑成形的各种烯烃系树脂(例如,专利文献2-5)。然而,关于适合于物理发泡的烯烃系树脂很少进行研究并且关于待进行物理发泡且拉伸成形的烯烃系树脂几乎没有进行研究。
例如,专利文献6公开了丙烯系树脂的发泡注射成形体。然而,此处,用于实施例的发泡剂为所谓的化学发泡剂,并且关于使用如二氧化碳气体或氮气等非活性气体的物理发泡没有进行具体研究。
此外,专利文献7公开了基于使用非活性气体的物理发泡的发泡注射成形体,然而,没有进行任何关于拉伸成形的研究。
专利文献8公开了具有特定MFR和分子量分布的聚丙烯的中空发泡成形体(吹塑成形体)。该文献描述作为发泡剂使用如氮气等非活性气体。然而,实际用于实施例的发泡剂全部为无机系发泡剂(polythlene),并且关于所谓的物理发泡完全没有进行研究。此外,根据此处提到的技术,为了确保表面平滑性,将非发泡性热塑性树脂共挤出至中空发泡成形体的一面或两面上,从而在表面上形成非发泡层。因此,将理解如果试图制造基于特别是物理发泡的聚丙烯发泡拉伸成形体,则为了确保如表面平滑性等外观特性,变得必须通过共挤出法形成层压结构。因此,实际上,仍然不可能获得具有良好外观特性的单层结构的聚丙烯的发泡拉伸成形体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP-A-2008-094495
专利文献2:JP-A-2009-234627
专利文献3:日本专利3641926
专利文献4:JP-A-2003-286377
专利文献5:WO2008/032735
专利文献6:JP-A-2001-30285
专利文献7:JP-A-2012-136633
专利文献8:JP-A-2009-299016
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明的目的是提供烯烃系树脂单层结构体的发泡拉伸成形体,其通过使用非活性气体作为发泡剂依赖物理发泡而获得,已有效抑制由于发泡导致的外观特性劣化或遮光性降低。
本发明的另一目的是提供具有容器特别是瓶形状的丙烯系树脂单层结构体的发泡拉伸成形体。
用于解决问题的方案
制造烯烃系树脂拉伸成形体(例如,吹塑成形体)时,关于如何通过使用非活性气体作为发泡剂基于物理发泡(基于所谓的微孔技术)引入发泡结构,本发明人已重复并深入进行试验。结果,本发明人发现,控制烯烃系树脂的性质、非活性气体的浸渗量和发泡条件时,使得获得具有抑制发泡孔变得粗大的优异的表面平滑性的发泡拉伸成形体,同时,生成完全不同于当将聚酯树脂物理发泡时的独特形态的发泡孔,因此,尽管发泡倍率低,但也可获得高度的遮光性,并且完成了本发明。
根据本发明,提供具有烯烃系树脂单层结构体且物理发泡为发泡倍率为1.01-2.0倍的烯烃系树脂制发泡拉伸成形体,其中在内部分布有发泡孔的区域中表面粗糙度Ra(JIS-B-0601-1994)为不大于10μm。
在本发明的发泡拉伸成形体中,期望:
(1)沿延伸方向的截面观察到,发泡孔为数量不小于10的发泡孔沿延伸方向连结而成的孔簇;
(2)烯烃系树脂具有1-80g/10min的MFR(230℃);和
(3)烯烃系树脂满足以下条件(A)和(B):
(A)以不小于70重量%的量包含无规聚丙烯;和
(B)通过DSC测量获得的熔融曲线中,最高强度峰温度为低于150℃,并且包含最高强度峰的熔融峰的熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间的差(Ti–Tf)为不低于50℃。
此外,期望发泡拉伸成形体:
(4)具有不大于1.5倍的发泡倍率并且具有可见光透过率为不大于25%的遮光性;和
(5)具有容器的形态。
此处,孔簇表示其中发泡孔像葡萄簇一样相互紧密接触的集合体,并且孔簇内的一些发泡孔具有相互连通的内部空间。以上述集合体形式存在的孔簇不同于全部独立地并且作为单个气泡存在的密闭型孔。
本发明的发泡拉伸成形体通过以下步骤来制造:
制备浸渗有非活性气体的烯烃系树脂熔融物;
将树脂熔融物以不发生发泡的方式注射填充至注射模具内以进行注射成形;
从注射模具内取出成形的未发泡预制品;
使非活性气体从获得的未发泡预制品的表面放出;
加热未发泡预制品以发泡;和
使发泡预制品拉伸成形。
发明的效果
尽管为如聚丙烯等烯烃系树脂的单层结构体,但本发明的发泡拉伸成形体也有效抑制发泡孔变粗大,抑制发泡倍率为不大于2.0倍,特别是,不大于1.5倍,并且具有优异的表面平滑性。在内部分布有发泡孔的区域中,例如,表面粗糙度Ra为不大于10μm,特别是,不大于5μm,具有非常高的表面平滑性的特征。
特别是,根据本发明,控制发泡条件以形成数量不小于10的发泡孔沿延伸方向连结而成的孔簇。
可通过烯烃系树脂的物理发泡特有地形成孔簇,尽管将聚酯树脂物理发泡但不能形成孔簇。
此外,孔簇的形成对于改进低发泡倍率下的遮光性是有利的。例如,在不大于1.5倍的发泡倍率下,获得高遮光性,实现不大于25%的可见光透过率。此外,使得赋予如容器等拉伸成形体刚性,并且在不大于1.5倍的发泡倍率下弯曲强度改进为大至不小于1.5倍。
此处,发泡倍率表示在分布有发泡孔的区域中发泡时的容积与还未发泡时的容积的比率(发泡时容积/未发泡时容积)。
此外,本发明的烯烃系树脂制发泡拉伸成形体,尽管没有配混有着色颜料但具有高遮光性,因此,当回收时不需要将着色颜料分离的处理,提供优异的回收性的优势。
此外,发泡拉伸成形体可有利地用于需要降低重量、高刚性和高绝热性等用途。特别是,本发明的发泡拉伸成形体具有如良好的外观特性、高商业价值并且可便宜地制造等优势,使得其本身非常适合用作容器,特别是瓶。
附图说明
[图1]为用于说明烯烃系树脂的发泡孔(气泡)的生成原理的图。
[图2]为用于说明烯烃系树脂的孔簇的生成原理的图。
[图3]为示出其中形成图2的孔簇的拉伸成形体(实验例1)的截面的放大照片。
[图4]为示出本发明发泡拉伸成形体的制造过程的图。
[图5]为示出作为本发明发泡拉伸成形体的瓶和用于制造瓶的发泡预制品的图。
[图6]为示出注射模具的图。
[图7]为用于制造本发明发泡拉伸成形体的发泡预制品的发泡区域的截面的照片。
[图8]为示出用于实验例1和实验例6的烯烃系树脂通过DSC测量的熔融曲线的图。
[图9]为实验例5中获得的瓶的主体部(发泡区域)沿最大拉伸方向的截面的照片。
[图10]为示出发泡后的发泡预制品的表层部中残存气体的量与加热时的表皮层温度(拉伸成形温度)之间的关系的图。
具体实施方式
<烯烃系树脂的发泡孔的生成原理>
一般地,随着浸渗有发泡气体的熔融状态的树脂通过如作为代表的其中将所述熔融树脂填充在其中保持高压的成形机内并且由此通过模头挤出的挤出发泡从大气压释放,即,随着树脂的压力释放而生成发泡孔(气泡)。另一方面,如专利文献1中所述,本发明人报道了可通过将浸渗有发泡气体的成形体以非发泡状态冷却固化,然后加热树脂以发泡来形成微细发泡孔。
参照图1,作为由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为代表的聚酯,如果从熔融状态快速冷却至不高于其玻璃化转变温度(Tg),则可以以非晶态固化。如果使聚酯浸渗非活性气体(图1(a1)),以非晶态固化,并且加热(至不低于其玻璃化转变温度),则浸渗的气体膨胀以形成球形或持续生长的近似球形的气泡(发泡孔)。然而,如果生长至一定程度的尺寸,则由于由气泡的生长导致的应力使得气泡周围的树脂(聚酯)经历硬化,从而抑制生长,在不同的区域新生成气泡并持续成长(图1(a2))。随着如上所述的发泡持续,树脂中的气体浓度降低,气泡的生成(即,发泡)结束(图1(a3),然后,拉伸树脂。如上所述,聚酯抑制气泡的成长,因此,沿延伸方向拉伸微细气泡(发泡孔)呈现扁平形状。由此获得其中扁平形状的发泡孔以独立密闭的形态分布的发泡结构的拉伸成形体。
另一方面,烯烃系树脂具有非常低的玻璃化转变点(Tg)(例如,在聚丙烯的情况下约-10℃),具有非常高的结晶速率并且在非晶态下不能固化。其在室温下的结晶度,虽然可根据树脂的种类改变,但为约30-约70%。聚丙烯也可以以与聚酯相同的方式,即,通过用非活性气体浸渗聚丙烯(图1(b1)),接着加热使得浸渗的气体膨胀以生成气泡来物理发泡。
如聚丙烯等烯烃系树脂,如果在不低于晶体的熔融开始温度(Ti)的温度下加热,则该树脂软化,并且球形状的气泡成长。然而,烯烃系树脂具有比聚酯系树脂非常高的气体扩散速度。此外,烯烃系树脂不像聚酯系树脂没有经历拉伸硬化。因此,如果加热浸渗有气体的烯烃系树脂,则由于发泡孔内的升高的气压使得短时间内气泡大大成长。这是因为烯烃系树脂不像聚酯不具有抑制气泡成长的要素。
因此,如果在高温下加热烯烃系树脂,则一次生成球形或接近球形的粗大气泡(图1(b2))。此外,通过随后的拉伸成形,沿延伸方向拉伸粗大气泡。因此,在表层部形成大的扁平状孔,从而损害获得的拉伸成形体的外观特性(白度的均一性、平滑性)。因此,将理解在低温下进行发泡时,使得抑制气泡变得粗大(图1(b3))。
即,根据本发明,制造具有代替如通过共挤出形成的层压层结构的烯烃系树脂的单层结构的发泡拉伸成形体时,抑制发泡的孔(气泡)变得粗大是必不可少的要求。
此处,参照图2和后述实验例1,如果加热浸渗有非活性气体并且处于冷却固化状态的烯烃系树脂,则随着温度上升非活性气体的饱和溶解量降低,并且如果非活性气体变为过饱和,则形成细微气泡(孔)核。在该情况下,如果以增大量浸渗非活性气体,则在低温下形成气泡核,并且如果以减少的量浸渗非活性气体,则在高温下形成气泡核。
此处,烯烃系树脂在冷却固化步骤中已结晶化,并且随着其加热逐渐软化。如果树脂的温度达到晶体熔点,则结晶结构坍塌并且树脂显著软化。
如果在晶体熔融软化的部分中生成微细气泡核,则所述气泡成长为推开周围树脂的球状。当拉伸时,通常形成拉伸的扁平形状的密闭孔。
另一方面,如果在维持结晶结构的区域中形成微细气泡核,则结晶结构防止气泡核推开刚性树脂并防止气泡核成长。因此,通过晶体的晶粒间界气泡像裂纹一样选择性地成长以形成银纹(crazes)。此外,通过将烯烃系树脂加热至不低于晶体熔融温度后进行的拉伸步骤,银纹沿延伸方向拉伸并且由于流入银纹中的非活性气体的压力导致沿全部方向部分地成长,呈现其中密集集合很多孔的外观特性。即,形成很多孔。结果,发泡孔像葡萄簇一样相互紧密接触;即,形成其中存在密集集合的如角柱形状等球形以外的形状的发泡孔的孔簇。孔簇中,观察到相邻孔经由壁部分地相互连通,表明在银纹阶段孔已相互连接。
根据如上所述的本发明,根据气体的浸渗量将发泡条件(发泡温度)设定在适当范围。例如,在晶体部分存在的状态下引发发泡,从而获得其中生成密闭孔和孔簇的发泡结构。
例如,如果浸渗有非活性气体的预制品通过在合适的温度下外部加热发泡并拉伸形成,则如图3所示,当加热发泡时晶体完全熔融的表层部侧分布沿延伸方向扁平化的形状的密闭发泡孔,并且在温度低于表层部并且残存结晶结构的芯部,集合形成以角柱形状拉伸的发泡孔以及沿延伸方向大量紧密配置的孔簇。
因此,适当地控制发泡条件时,使得防止孔变得粗大,同时,使得形成提高孔簇的比率或主要形成几乎没有孔簇的密闭孔的发泡结构。
<发泡拉伸成形体的制造>
参照图4的流程图,本发明的发泡拉伸成形体通过以下来制造:首先,使烯烃系树脂浸渗非活性气体,然后,使浸渗有非活性气体的烯烃系树脂的熔融物注射成形以获得浸渗有作为发泡剂的非活性气体的未发泡预制品,使气体从未发泡预制品的表面以预定量放出,在预定温度下加热未发泡预制品从而发泡,并且拉伸获得的发泡预制品。
例如,现在参考图5所示的作为拉伸成形体的吹塑成形瓶。根据本发明,作为拉伸成形体的瓶60通过以下来获得:使浸渗有非活性气体的烯烃系树脂注射成形,接着发泡并放出残存气体以制备用作容器的发泡预制品50,并且使发泡预制品50拉伸成形(吹塑成形)。
作为整体的发泡预制品50为试验管形状,其具有口部51和成形部53(拉伸成形的部分),成形部53的下端密闭并且形成底部55。
在发泡预制品50中,口部51为没有拉伸的部分并且形成与盖螺纹啮合的螺纹部51a和用于输送的支撑环51b(根据成形的容器的种类将没有支撑环51b)。因此,通过使发泡预制品50吹塑成形获得的瓶60具有对应于预制品50口部的口部61和对应于预制品的成形部53的主体部63,将主体部63的端部密闭以形成底部65。此外,像预制品50的口部51,口部61具有螺纹部61a和支撑环61b。
根据如将从上述形状理解的本发明,当制造瓶60时,预制品50(和容器60)的口部51(容器60的口部61)必须避免发泡。这是因为由于发泡导致强度降低,尺寸稳定性降低或表面平滑性降低,使与盖的啮合不良或密封性降低。为了避免与盖的啮合不良或密封性降低,有必要避免特别是螺纹部51a(容器61的61a)的发泡。这不仅适用于当制造瓶时而且适用于当通过拉伸成形制造杯形状的容器时。
因此,在上述发泡预制品50中,成形部53为内部分布有发泡孔(气泡)的发泡区域,并且口部51为不存在发泡孔的非发泡区域。此外,在瓶60中,主体部63(包含底部65)为内部分布有沿延伸方向拉伸或沿延伸方向连结而成的发泡孔的发泡区域,并且口部61为其中不存在发泡孔的非发泡区域。
1.烯烃系树脂。
作为用于制造容器的树脂,本发明使用烯烃系树脂。烯烃系树脂具有比如聚酯系树脂等其它树脂非常高的气体扩散速度,此外,不像聚酯系树脂不能通过拉伸而硬化。因此,如果加热,则其中浸渗有气体的烯烃系树脂由于如上所述发泡孔内的气压提高而使气泡在短时间内大大成长。
作为用于本发明的烯烃系树脂,可示例低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、线性超低密度聚乙烯(LVLDPE)和高熔融张力聚乙烯(HMS-PE),以及聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯-1、乙烯-丁烯-1共聚物、丙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和离子交联的烯烃共聚物(离聚物),以及根据期望的拉伸成形容器的发泡结构从其选择适当的烯烃系树脂。当然,上述烯烃系树脂可以适当地一起共混。
此处,本发明中,使用的烯烃系树脂具有1-80g/10min,特别是,5-50g/10min,并且最期望10-50g/10min的范围内的MFR(AST M-D-1238,230℃)是必要的。这是因为如下所述,制备浸渗有非活性气体但还未发泡的预制品时,如果MFR在上述范围以外,则为了不会损害注射成形性而避免注射成形时的发泡变得困难。此外,引起损害拉伸成形性的问题。
此外,本发明中,期望使用的烯烃系树脂具有在上述范围内的MFR,此外,满足以下条件(A)和(B):
(A)以不小于70重量%,优选不小于80重量%的量包含无规聚丙烯;和
(B)通过DSC测量获得的熔融曲线中,最高强度峰温度为低于150℃,特别是不高于145℃,并且包含最高强度峰的熔融峰的熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间的差(Ti–Tf)为不低于50℃,特别是不低于60℃。
关于上述条件(A)的描述,首先,无规聚丙烯为丙烯和除丙烯以外的α-烯烃(例如,乙烯、丁烯-1、4-甲基-1-戊烯等)的无规共聚物,或者丙烯和环状烯烃的无规共聚物,如包含于其中的α-烯烃等共聚物的量一般为约1至约8重量%,从而将不损害聚丙烯的性质。即,包含大量无规共聚物的烯烃系树脂的使用是指所谓的丙烯系树脂中,使用具有低结晶性的一种。
例如,可使用高结晶性聚丙烯(例如,丙烯的均聚物或丙烯嵌段共聚物)。然而,如果将浸渗有气体的聚丙烯的预制品(冷却固化物)加热并发泡,则其结晶熔融峰尖锐,使得晶体在伴随加热时一次熔融并软化,结果,发泡孔一次变得粗大。
此外,在拉伸成形期间,高结晶性聚丙烯成形性恶化。即,如果使用具有大晶体尺寸和均匀的晶体熔融温度的聚丙烯,则非晶态树脂的比率变小,在晶体晶粒间界显著地生成银纹,并且从晶体晶粒间界破损容易发生。
因此,从防止发泡孔变得粗大的观点,期望以上述比率包含无规聚丙烯。如果无规聚丙烯的含量在上述范围内,此外,满足其它条件,则可使用配混有如均聚丙烯、丙烯和其它α-烯烃或环状烯烃的嵌段共聚物或者聚乙烯等其它烯烃系树脂的烯烃系树脂。
上述条件(B),即,关于通过DSC测量的熔融曲线的条件还与上述无规聚丙烯的量相关,并且为在用于发泡的加热期间使树脂温和地软化并且使气泡缓慢成长的条件。例如,图8为示出用于后述实验例1和实验例6的丙烯系树脂通过DSC测量的熔融曲线的图。参照实验例6,如果熔融曲线的最高峰温度比上述范围高或者如果熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间的差(Ti–Tf)比上述范围小,则随着为了发泡将预制品加热丙烯系树脂急剧软化,因此,气泡急剧变得粗大。毕竟,不会使得获得具有优异的外观特性的发泡拉伸成形体(例如,瓶)。另一方面,如在实验例1中,如果上述熔融曲线满足条件(B),则丙烯系树脂通过加热逐渐软化。因此,通过设定发泡的加热温度以位于适当的范围内,使得可有效防止气泡急剧变得粗大并且获得具有优异外观特性的发泡拉伸成形体。此外,在调节发泡的加热温度时,可维持孔簇与密闭孔之间的平衡。以下将描述与发泡相关的加热温度。
此外,通过使用满足上述条件(A)和(B)的烯烃系树脂,本发明提供气体可以在后述的非活性气体的放出步骤中有效放出的优势。满足这些条件的烯烃系树脂具有低结晶度,因此,使气体在其中高度扩散。
2.浸渗非活性气体。
本发明中,使烯烃系树脂的熔融物浸渗作为发泡剂的非活性气体。此处,可使用任何非活性气体而没有限定,条件是其不显示与使用的烯烃系树脂的反应性并且不会不利地影响环境。一般地,从容易获得、对环境的影响、安全性和成本等观点,使用氮气或二氧化碳气体。
通过使用用于随后的注射成形步骤的注射成形机,并且通过将维持预定压力的非活性气体供给至在注射成形机的树脂捏合部(或塑化部)保持在加热熔融状态的烯烃系树脂可浸渗非活性气体。
根据该方法,可在注射成形机中浸渗气体,即,可在待拉伸成形的预制品的成形步骤中有效浸渗非活性气体。在该情况下,设定烯烃系树脂熔融物的温度和气压使得气体以用于形成期望个数的发泡孔(气泡)的充分量溶解。例如,温度越高,虽然气体以少量溶解,但浸渗速度越快。温度越低,虽然气体以大量溶解,但气体浸渗时间越长。此外,气压越高,气体溶解量越大,因此,发泡孔的个数越多。
烯烃系树脂的熔融物可以配混有根据拉伸成形体的用途而使用的已知的树脂用添加剂如着色剂、抗氧化剂、抗静电剂和成核剂等,只要它们不损害树脂的熔融特性即可。
3.注射成形。
本发明中,作为拉伸成形体的前体的预制品通过使用上述浸渗有非活性气体的丙烯系树脂的熔融物来成形。根据期望的拉伸成形的形态,预制品可以为试验管形状(当通过吹塑成形制造瓶时)或者片状(当通过模塞助压成形制造杯状容器时)。
重要的是通过注射成形形成此类形状的预制品;即,此类形状的预制品不能通过挤出成形来形成。即,树脂以熔融状态成形。将挤出成形体通过模头挤出并且放置在成形期间不能防止发泡发生的开放系统中。结果,生成显著粗大的发泡孔(气泡),使得难以避免成形体的外观特性的显著降低。另一方面,注射成形适用于浸渗有气体的树脂熔融物注射填充至注射模具的模腔内(密闭空间)而成形的密闭系统。因此,尽管丙烯系树脂在成形期间以熔融状态放置,但在系统内保持高压时可有效防止发泡发生。
在注射成形步骤中,重要的是浸渗有非活性气体的树脂熔融物在保压的同时注射填充至成形模具的模腔内。通过采用上述手段,抑制成形模具内发生发泡,并且在随后的发泡步骤中控制发泡孔的尺寸。
此处,在保压的同时注射填充,是为了补偿将预定量的树脂熔融物注射至成形模具的模腔内之后由热收缩和树脂的结晶化导致的体积收缩而继续注射。这起到将成形模具内的树脂熔融物加压并且有效抑制发泡发生的作用。
此处,在进行如上所述的注射成形时,如果使用的烯烃系树脂具有低的MFR,则模具内的流动性变差,并且尽管通过利用保压使模具内的树脂熔融物加压,但也变得难以抑制发泡。即,树脂的流动阻力大使得压力损失增大,成形模具内的全部树脂不能在压力下有效保持,并且发泡发生。另一方面,如果MFR过高,则在随后的吹塑步骤中损害拉伸的适合性并且拉伸成形体具有劣化的性质。因此,本发明中,将理解有必要使用如已经所述的具有位于1-80g/10min,特别是5-50g/10min,并且最期望10-50g/10min的范围内的MFR的烯烃系树脂。
在进行根据本发明的注射成形时,成形模具的模腔内保持高压(称为反压)并且在该状态下,将浸渗有气体的树脂熔融物在施加保压的同时注射填充至成形模具的模腔内。然后将树脂熔融物在模腔内冷却固化并且成形为预定形状的预制品。即,通过利用反压和保压,在注射成形时有效抑制发泡。该方法与本申请人提到的用于聚酯的方法基本相同。
成形模具的模腔内填充的树脂熔融物可通过施加保压来防止发泡。这是因为树脂压力抑制溶解的非活性气体膨胀,从而防止发泡。
另一方面,当树脂熔融物流经模具的模腔时,不能通过保压来防止发泡。例如,随着浸渗有气体的树脂熔融物填充至保持大气压的模具内,在流经模具内的树脂熔融物的前端部分,浸渗于树脂熔融物内的气体由于模具内空间的压力差而膨胀,并且气泡破裂。即,树脂熔融物在前端气泡破裂的状态下流经模具内。该状态转印至模具表面上。随着树脂熔融物在模具表面上冷却固化,破裂的气泡固定在作为成形体的预制品的表面上并且形成所谓的螺旋纹(swirl marks)。螺旋纹在通过后述拉伸成形获得的成形体的表面上反映为粗糙。
然而,此处,此类螺旋纹的发生可通过将浸渗有气体的树脂熔融物注入其中保持加压状态的模具内来有效防止。这是因为在树脂熔融物流经模具的同时,模具内的压力起到有效抑制气泡破裂的作用。
因此,使得可有效抑制注射成形期间的发泡,以获得具有非常平滑的表面的预制品,因此,获得具有良好外观特性的拉伸成形体。
参照示出上述注射过程的图6,全体表示为20的注射模具有保持冷却的壳模具23和芯模具25,它们形成将用从注射喷嘴29注射的树脂熔融物填充的模腔27。模腔27经由排气口与气体口30连通。
模腔27对应于待成形的预制品的形状。在图示实施方案中,模腔27对应于图5所示的容器用的预制品50。
即,将浸渗有非活性气体的烯烃系树脂熔融物从注射喷嘴29注射并填充至模腔27内,在模腔27内将树脂熔融物冷却固化;即,树脂熔融物以模腔27的形状成形。在如上所述注射树脂熔融物时,氮气、二氧化碳气体或空气从气体口30供给至模腔27内以保持模腔27内的高压。由于浸渗有气体的树脂熔融物填充至其中保持高压的模腔27内,使得有效抑制当熔融树脂流经模腔27时气泡的破裂,从而防止螺旋纹的发生,并因此获得具有高平滑表面的预制品。此处,推测模具模腔27为高平滑度表面,因为其依赖镜面加工等加工而成形。然而,不要求此类平滑度的部分(例如,对应于容器的底部等的那些部分),根据需要可基于例如喷砂处理等预先粗糙化。
随着树脂熔融物连续注射填充,模腔27内的气体通过气体口30排出。即使在气体排出后,树脂熔融物还继续注射以产生保压。保压起到有效抑制模腔27内的发泡的作用。
通过上述方法获得的预制品由于保压使得有效抑制注射填充树脂熔融物后的发泡。因此,尽管浸渗起到发泡剂作用的气体,但预制品具有高透明性。例如,由预制品形成的厚度为3mm的成形品具有对波长为500nm的可见光线不小于50%的光透过率的特征。
在进行如上所述的注射成形时,保压的程度(保压压力和持续时间)根据非活性气体的浸渗量和树脂的温度来设定使得可有效抑制发泡,一般地,设定为减重率为不大于3%。如由下式给出的,预制品的减重率可通过实验来求得。
减重率=[(M0–M1)/M0]x100
其中M0为通过借助设定为不发生如缩痕(sink marks)等成形缺陷的条件的注射获得的没有浸渗非活性气体的预制品的重量,和M1为通过浸渗非活性气体获得的浸渗气体的预制品的重量。
即,减重率随着保压压力增大而降低。此外,减重率随着保压时间的延长而降低。本发明中,最期望,设定保压条件使得减重率接近0%。
模腔27内的压力没有特别地限定,但一般保持在不小于1.0MPa的范围内。期望将树脂熔融物注射填充至保持如上所述的压力的模腔27内。如果压力过小,则当树脂熔融物流动时不能有效抑制气泡的破裂,使螺旋纹发生并且形成低程度的平滑度的表面。
4.放出气体。
本发明中,将如上所述制备的并且还浸渗有非活性气体的未发泡预制品从模腔27中取出并且使其发泡。此处,发泡前,浸渗于预制品中的气体从表面部分地放出。放出气体时,在表面形成不包含发泡孔的表皮层。此外,放出气体时,形成气体的浓度在预制品的厚度中心高并且在表面附近气体的浓度低的浓度分布。即,在具有最高气体浓度的预制品的厚度中心,气泡核在低温下生成,引发作为孔簇的形成要素的银纹的形成。具有低气体浓度的预制品表面附近,气泡核在高温下生成并且成长为球状,从而生成当如下所述拉伸时变为密闭孔的球状发泡孔。在不存在气体的表面中,没有气泡核生成并且表皮层保持非发泡。
为了从预制品放出气体,从模腔27中取出的预制品可以在大气压下放置给定的时间。然而,可通过将预制品保持在烘箱等的高温(然而,不超过预制品开始发泡的温度)下来促进气体的放出。
5.发泡。
如上所述放出气体后,使形成没有气体的表皮层的预制品进入发泡步骤。
在发泡步骤中,非发泡预制品通过使用油浴或红外线加热器来加热从而发泡。此外,如果预制品具有像试验管状的中空形状,则将例如铁芯插入其中,从而通过利用高频加热从预制品的内部使其加热发泡。
在图5所示的容器预制品50的情况下,将成形部53选择性地加热使得口部51不发泡。当然,可使成形部53的选择加热部分部分地形成成形部53。
由于加热,预制品在其残存非活性气体的内部发泡。参照图7,形成球形状或接近球形的形状的微细发泡孔以及作为沿预制品的厚度方向的中心部分孔簇的要素的银纹。
在该情况下,预制品从模腔27中取出后,预制品的表皮层的厚度可根据直到加热发泡的时间和加热发泡时间来调节。即,直到开始加热发泡的时间越长,从预制品表面放出的气体量越大并且非发泡预制品的表皮层的厚度越大。然而,加热发泡时间越长,成长的发泡孔越大,因此,预制品的表皮层的厚度越小。
例如,期望调节直到加热发泡的时间和加热发泡时间,使得非发泡预制品的表皮层的厚度为至少不小于5μm,特别是不小于10μm。即,将预制品的表皮层的厚度设定在上述范围内时,使得将本发明发泡拉伸成形体的非发泡表皮层的厚度设定在适当的范围内。
本发明使用使得气体与如PET等聚酯相比扩散速度非常高并且通过拉伸的树脂的硬化更少的烯烃系树脂。因此,气泡核可在相当大的速度下成长。因此,发泡的加热时间需要相当短,并且根据预制品的尺寸(厚度)和气体的浸渗量一般为约20秒至约2分钟。
当然,发泡的加热温度必须不高于烯烃系树脂的熔点(DSC熔融曲线的最高强度峰温度)。然而,其具体温度范围根据用其形成预制品的烯烃系树脂的种类、浸渗于预制品中的非活性气体的量(残存气体量)和发泡形态而不同。
例如,为了通过生成很多银纹获得主要包含孔簇的发泡结构,将烯烃系树脂在低于晶体开始熔融的温度的温度下加热(在维持结晶结构的状态下生成气泡核),并且在该状态下,如下所述进行拉伸步骤。另一方面,为了获得主要包含密闭孔的发泡结构,将烯烃系树脂在高于晶体开始熔融的温度的温度下加热(以在破坏结晶结构的状态下生成气泡核)以生成许多球形状发泡孔,并且在该状态下,如下所述进行拉伸步骤。
此外,本发明中,可以使密闭孔和孔簇维持适度的平衡而共存。例如,可利用当从外部加热预制品时,在表面侧温度最高并且沿厚度方向的中心部分温度最低的温度分布。即,将预制品的表皮层在不低于但接近于晶体开始熔融的温度的温度下加热,使得在接近表皮层的部分,形成作为密闭孔的要素的球形状发泡孔,并且在芯部,生成作为孔簇的要素的银纹。即,即使将表皮层在不低于晶体开始熔融的温度的温度下加热,芯部的温度也较低。因此,晶体残存于芯部中并且生成作为孔簇的要素的银纹。
根据预制品中的气体浓度调节发泡条件(发泡的加热时间)使得在如上所述形成的发泡预制品的发泡区域中发泡倍率为期望1.05-2.0倍,特别是1.05-1.5倍,更特别是1.1-1.3倍。由此最终获得的发泡拉伸容器的发泡倍率可以调节在预定范围内。即,如果发泡倍率变为不必要地大,则球状发泡孔或银纹成长而进入预制品的表皮层中。这使得难以形成没有发泡孔(或银纹)的预制品的表皮层并且使最终获得的发泡拉伸容器的外观特性劣化。此外,如果气体浓度过低,则气泡生成温度上升。结果,没有银纹形成并且拉伸容器内没有孔簇形成。此外,这损害如轻量性、绝热性、刚性和遮光性等由发泡导致的优势。因此,期望预制品的发泡倍率设定在上述范围内。
在发泡为上述发泡倍率的预制品中,球形状发泡孔呈现约5至约200μm的平均直径(圆当量直径)和约104至约1010个孔/cm3的球形状发泡孔的密度。
此外,本发明中,如果用于形成预制品的烯烃系树脂满足上述条件(B),熔融曲线的最高强度峰温度变低(低于150℃),并且熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间的差变大(不小于50℃)。因此,上述发泡加热温度和发泡时间可容易地调节。例如,如果发泡加热温度位于熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间(例如,110℃至140℃),并且接近熔融开始温度(Ti),则形成很多银纹。如果发泡加热温度远离熔融开始温度(Ti),则形成很多独立的球形状的发泡孔。
6.拉伸成形。
本发明中,使通过加热软化并且形成球状发泡孔或银纹的发泡预制品进行拉伸成形的步骤以获得期望的发泡拉伸成形体(例如,上述瓶60)。在该情况下,期望通过加热发泡的预制品直接进行拉伸成形步骤以获得期望的发泡拉伸成形体。即,通过利用用于发泡的热进行拉伸成形,从而在不增加步骤数且提供降低成本的优势的情况下获得发泡拉伸成形体。
通过在不低于使用的烯烃系树脂的熔融开始温度(Ti)但低于熔点处的最高强度峰温度(Tm)的温度下加热预制品进行拉伸成形。如果超过熔融开始温度(Ti),则树脂开始软化并且可拉伸吹塑成形。然而,如果晶体熔融并且温度超过熔融峰(Tm),则树脂变得粘稠并且变得脆化使得不再适合拉伸。
根据本发明,如果使用的烯烃系树脂满足上述条件(A)和(B),则获得预制品可在发泡温度的范围内拉伸成形的优势。即,如果烯烃系树脂的熔融峰宽度(Tf-Ti)小,则发泡温度与拉伸温度不匹配,并且为了拉伸,预制品必须进一步加热。这使得预制品的发泡孔过度成长,并且在拉伸成形期间,使得变得大于没有球形状发泡孔或银纹的表皮层的厚度,损害获得的拉伸成形体的外观特性。然而,如果拉伸成形在发泡温度的范围内进行,则上述不便可有效避免。
通过使用如上所述满足条件(A)和(B)的烯烃系树脂,在发泡温度下加热的预制品可简单地拉伸成形,从生产性的观点提供非常大的优势。
在如上所述加热发泡随后进行拉伸成形时,通过本发明人进行的实验(参照实验例9和图8)证明根据上述放气的程度(即,根据预制品内残存的气体浓度)存在拉伸成形的最佳温度范围。因此,虽然依赖于使用的烯烃系树脂的结晶度和气体扩散系数,但期望一般地,拉伸成形温度y(℃)满足下式,
y<-33x+132
其中x为残存气体浓度(重量%),
即,如果拉伸成形温度y高并且不满足上述条件,则通过拉伸获得的拉伸成形体倾向于显示差的外观特性。
根据本发明,在上述温度下进行拉伸成形时,与发泡预制品的壁一起拉伸球状发泡孔或银纹,随着其外壁面与模具接触,拉伸成形体冷却固化,并且随着将它们沿面方向拉伸呈现扁平形状的密闭发泡孔和孔簇以它们的形状固定。
拉伸成形可根据期望的拉伸成形体的形态通过如吹塑成形或模塞助压成形等已知方法来进行。例如,如图3所示,在表面侧形成沿延伸方向具有长直径的扁平形状的发泡孔,在沿厚度方向的中心部生成由沿延伸方向连结而成的10个以上的发泡孔构成的孔簇,并且在不包含扁平状发泡孔或孔簇的表面上形成非发泡的表皮层。
例如,为了获得图5的瓶60,通过借助吹入空气等吹塑成形来拉伸发泡预制品50的成形部53,使得沿双轴方向,即轴方向(高度方向)和圆周方向的拉伸倍率为约2至约4倍,特别是使得主体部63的厚度为约150至约400μm,在主体部63的表面上形成厚度约5至约100μm的非发泡表皮层。
扁平形状的发泡孔(密闭孔)沿最大拉伸方向的长度,长厚比(沿最大拉伸方向的长度/厚度)和表皮层的厚度由于上述球形状的发泡孔的平均孔径和拉伸倍率而位于合适的范围内。
此外,以上描述了孔簇的生成量可根据发泡温度来调节。例如,发泡温度越低,孔簇的生成比率越大。随着发泡温度变得低于晶体开始熔融温度,主要生成孔簇并且生成相当少的量的扁平形状的密闭孔。相反,随着加热发泡温度变得高于晶体开始熔融温度,抑制孔簇生成量。
<发泡拉伸成形体>
在如上所述获得的发泡拉伸成形体(例如,图5的瓶60)中,根据上述发泡预制品的发泡倍率,发泡倍率位于约1.01至约2.0倍,特别是约1.01至约1.5倍,并且更特别地约1.05至约1.5倍的范围内。如果发泡倍率过大,发泡孔变得粗大使得外观特性降低。另一方面,如果发泡倍率过小,失去由于发泡导致的优势。
在内部分布有扁平状的发泡孔和孔簇的发泡区域(瓶60的主体部63)的表层部上,形成不小于5μm,特别是5-200μm,并且最期望5-100μm的厚度的不存在发泡孔的表皮层,使得可确保高度的表面平滑性。其外表面和内表面形成表面粗糙度Ra(JIS-B-0601-1994)为不大于10μm,特别是不大于5μm的平滑表面。因此,本发明的发泡拉伸成形体具有非常优异的外观特性和印刷适合性。
此外,尽管发泡倍率低,但上述发泡结构显示高度的遮光性。例如,作为瓶的成形体具有不大于30%的对可见光的遮光率。特别是,生成很多孔簇的发泡结构在不大于1.5倍的发泡倍率的情况下具有不大于25%的对可见光的遮光率。
此外,生成很多孔簇的发泡结构有助于改进刚性。例如,瓶的主体部,尽管发泡倍率不大于1.5倍,但显示提高为大至不小于1.5倍的弯曲强度,即,不小于1500Pa的弯曲强度。
如上所述,根据本发明,通过浸渗非活性气体、注射成形、发泡、放出残存气体和拉伸成形的步骤获得烯烃系树脂的单层结构的发泡拉伸成形体。尽管其单层结构,但烯烃系树脂的发泡拉伸成形体有效抑制发泡孔变得粗大。例如,发泡拉伸成形体具有以下优势:适度的发泡倍率、高度的表面平滑性、有效防止由发泡导致的外观特性降低和获得由于发泡导致的轻量化、绝热性、遮光性以及改进的刚性。
本发明的发泡拉伸成形体有效防止由发泡导致的外观特性降低,显示例如优异的表面平滑性和改进的印刷适性,并且在容器并且特别是瓶领域非常有用。
实施例
现在,将通过实验例描述本发明的优异效果。
在以下实验中,通过下述方法进行测量。
DSC测量:
通过使用由Perkin Elmer Co.制造的Diamond DSC作为测量装置,在10℃/min的升温速度的条件下测量树脂粒料。
表面粗糙度:
通过使用Surfcom 2000SD3(由Tokyo Seimitsu Co.制造)作为粗糙度测量装置,根据JIS B-0601-1994进行测量。
瓶的刚性:
将刚性作为压缩强度比来评价。
压缩强度比为发泡瓶的压缩强度与相同重量和相同形状的非发泡瓶的压缩强度的比。
通过使用万能试验机,将瓶的主体部在圆筒部的中央压缩并且当压缩了1mm时,测量荷重以计算刚性。
<实验例1>
作为烯烃系树脂,准备无规聚丙烯J246M(由Prime Polymer Co.制造,MFR=30)。
将上述无规聚丙烯(MFR=30)供给至注射成形机中,并且将氮气以0.40重量%的量从加热筒的中途供给,从而与无规聚丙烯捏合并溶解于其中。
将树脂熔融物注入通过使用反压设备将压力升高至5MPa的模具内,并且调节其中的保压(60MPa的保压,19秒的注射保压时间)使得没有发泡发生,接着冷却固化。
结果,获得重量为12.3g、浸渗气体且呈现实质非发泡状态的试验管形状的容器预制品。
获得的预制品与没有添加发泡气体的情况相比减重率为0%。
使用的无规聚丙烯的DSC曲线如图8所示。测量熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为94℃、140℃和163℃,并且熔融峰宽度(Tf-Ti)为61℃。
将获得的预制品在20℃下贮存6小时。测量贮存前后的预制品的重量,并且计算预制品内残存的氮气为0.22重量%。
通过使用红外线加热器,预制品通过以调节的方式加热除口部以外的主体部使得预制品主体部表面的温度为115℃来发泡,并且容易地吹塑成形。结果,获得容量为约400ml、高度为195mm(圆筒部135mm)和最大直径(圆筒部)为60mm的圆筒形发泡瓶。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含在其整个主体部分散的气泡。瓶具有平滑表面,表面粗糙度(Ra)为1.7μm和瓶的主体部的发泡倍率为1.25倍。
图3示出当通过使用SEM观察瓶主体部的截面时的结果。在瓶主体部的截面中,沿圆周方向横跨地形成集合角柱状孔的孔簇。得知扁平状的密闭孔与孔簇一起也生成于表层部侧。从图像估计,沿延伸方向孔簇内不小于100个发泡孔连结而成,外面侧的表皮层的厚度为70μm,并且在500nm的波长下总的光线透过量为14%。压缩强度比为2.0,即,获得良好的强度。
<实验例2>
除了将0.50重量%的量的氮气通过注射成形机的加热筒供给以外,以与实验例1相同的方式使瓶成形。
吹塑成形前的预制品内残存0.28重量%的量的氮气,并且预制品主体部的表面已通过红外线加热器在117℃的温度下加热。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面粗糙度(Ra)为1.9μm和瓶主体部的发泡倍率为1.29倍。
从瓶主体部的截面的SEM图像,认识到沿圆周方向横跨形成集合角柱状孔的孔簇,并且同时,扁平状的在表层部侧也生成密闭孔。从图像估计,沿延伸方向孔簇内不小于100个发泡孔连结而成,外面侧的表皮层的厚度为12μm,并且在500nm的波长下总的光线透过量为12%。压缩强度比为2.0,即,获得良好的强度。
<实验例3>
除了将注射成形预制品贮存24小时以外,以与实验例2相同的方式使瓶成形。
吹塑成形前的预制品内残存0.09重量%的量的氮气,并且预制品主体部的表面已通过红外线加热器在115℃的温度下加热。获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面粗糙度(Ra)为0.39μm和瓶主体部的发泡倍率为1.19倍。
从瓶主体部的截面的SEM图像,认识到孔几乎相互独立地配置,并且没有观察到由一起连结而成的10个以上的孔组成的孔簇。外面侧的表皮层的厚度为75μm,并且在500nm的波长下总的光线透过量为30%。压缩强度比为1.2。
<实验例4>
除了将0.30重量%的量的氮气通过注射成形机的加热筒供给,并且将预制品贮存4小时以外,以与实验例1相同的方式使瓶成形。
吹塑成形前的预制品内残存0.19重量%的量的氮气,并且预制品主体部的表面已通过红外线加热器在117℃的温度下加热。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面粗糙度(Ra)为2.3μm和瓶主体部的发泡倍率为1.6倍。
从瓶主体部的截面的SEM图像,认识到粗大孔几乎相互独立地配置并且没有观察到由一起连结而成的10个以上的孔组成的孔簇。外面侧的表皮层的厚度为80μm,并且在500nm的波长下总的光线透过量为25%。
<实验例5>
除了将1.1重量%的量的氮气通过注射成形机的加热筒供给,并且将预制品贮存10小时以外,以与实验例1相同的方式使瓶成形。
吹塑成形前的预制品内残存0.41重量%的量的氮气,并且预制品主体部的表面已通过红外线加热器在112℃的温度下加热。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面粗糙度(Ra)为0.35μm和瓶主体部的发泡倍率为1.26倍。
图9为瓶主体部的截面的SEM图像,并且从其观察到很多由一起连结而成的10个以上的孔组成的孔簇。
外面侧的表皮层的厚度为40μm,并且在500nm的波长下总的光线透过量为8%。
<孔簇的生成实验>
通过将用于实验例1的无规聚丙烯供给至注射成形机,将氮气从加热筒的中途供给,将氮气与无规聚丙烯一起捏合以使氮气溶解于其中,并且将聚丙烯的熔融物注入其中通过使用反压设备将压力升高至5Mpa的模具内来获得厚度为1.5mm的板。
板通过已预先加热的板容易地夹住并且加热15秒,从而观察开始发泡的温度和发泡孔的形状。表1示出通过变更氮气的供给量进行的试验的结果。随着氮气的量增多,观察到发泡温度降低并且在树脂开始熔融的温度(94℃)作为边界的情况下孔的形状从球状变更为银纹。
[表1]
<实验例6>
除了将烯烃系树脂变更为聚丙烯MG03B(由Nippon Polypro Co.制造,MFR=30)以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。
图8示出烯烃系树脂的DSC测量。熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为113℃、152℃和161℃,并且熔融峰宽度(Tf-Ti)为48℃。
获得的预制品的减重率为0%。
将获得的预制品在25℃下贮存6小时,然后,通过使用红外线加热器加热除口部以外的主体部并且容易地吹塑成形。为了在不导致破裂的情况下使预制品成形为瓶,将预制品的温度在其主体部的表面升高至128℃。然而,不小于1mm的粗大气泡在表皮层弹开,并且不能获得具有良好外观特性的发泡瓶。为了抑制表皮层发泡,将预制品主体部的表面温度降低至120℃。另一方面,在该情况下,树脂没有足够软化至成形为瓶的形状。因此,尽管调节加热条件也不能获得良好发泡的瓶。
<实验例7>
除了将烯烃系树脂变更为聚丙烯PM940M(由Sun Allomer Ltd.制造,MFR=30)以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。
通过DSC测量烯烃系树脂的熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为45℃、131℃和154℃,并且熔融峰宽度(Tf-Ti)为109℃。
获得的预制品的减重率为0%。
将获得的预制品在25℃下贮存4小时,然后,通过使用红外线加热器加热除口部以外的主体部,从而发泡并且容易地吹塑成形,以获得容量约400ml的发泡瓶。预制品主体部表面的加热温度为113℃。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面平滑,其表面粗糙度(Ra)为4.4μm和瓶主体部的发泡倍率为1.14倍。
<实验例8>
除了将烯烃系树脂变更为聚烯烃J-71GR(由Prime Polymer Co.制造,MFR=11)并且将注射保压调节为70MPa以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。
通过DSC测量烯烃系树脂熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为113℃、147℃和157℃,并且熔融峰宽度(Tf-Ti)为44℃。
获得的预制品的减重率为0%。
将获得的预制品在25℃下贮存6小时,然后,通过使用红外线加热器加热除口部以外的主体部,从而发泡并且容易地吹塑成形,以获得容量约400ml的发泡瓶。预制品主体部表面的加热温度为122℃。获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。
瓶的表面平滑,其表面粗糙度(Ra)为9.0μm和瓶主体部的发泡倍率为1.27倍。
<实验例9>
通过将烯烃系树脂变更为聚丙烯B241(由Prime Polymer Co.制造,MFR=0.5),通过以与实验例1相同的方式将0.40重量%的量的氮气从加热筒的中途供给而进行注射成形。尽管通过注射施加100MPa的保压22秒,但不能防止预制品发泡。预制品的减重率为4%。预制品的整个主体部已白化并且不能进行随后的吹塑步骤。
<实验例10>
除了将烯烃系树脂变更为聚丙烯PM20V(由Sun Allomer,Ltd.制造,MFR=45)并且将注射保压调节至70MPa以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。
通过DSC测量聚丙烯的熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为90℃、146℃和159℃,并且熔融峰宽度(Tf-Ti)为69℃。
获得的预制品的减重率为0%。
将获得的预制品在25℃下贮存6小时,然后通过使用红外线加热器加热除口部以外的主体部,从而发泡并且容易地吹塑成形,以获得容量约400ml的发泡瓶。预制品主体部表面的加热温度为124℃。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面平滑,其表面粗糙度(Ra)为7.1μm和瓶主体部的发泡倍率为1.21倍。
<实验例11>
将80重量份无规聚丙烯J246M(由Prime Polymer Co.制造,MFR=30)与20重量份均聚丙烯PM900A(由Sun Allomer,Ltd.制造,MFR=30)干式配混。
除了使用上述聚丙烯的共混物作为烯烃系树脂以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。
通过DSC测量获得的共混物的熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为94℃、141℃和174℃。熔融峰宽度(Tf-Ti)为71℃以及MFR(230℃)为30。
获得的预制品的减重率为0%。
将获得的预制品在25℃下贮存6小时,然后,通过使用红外线加热器加热除口部以外的主体部,从而发泡并且容易地吹塑成形,以获得容量约400ml的发泡瓶。预制品主体部表面的加热温度为120℃。
获得的瓶在其口部呈现非发泡状态并且包含分散于其整个主体部的气泡。瓶的表面平滑,其表面粗糙度(Ra)为7.3μm和瓶主体部的发泡倍率为1.20倍。
<实验例12>
将50重量份无规聚丙烯J246M(由Prime Polymer Co.制造,MFR=30)与50重量份均聚丙烯PM900A(由Sun Allomer,Ltd.制造,MFR=30)干式配混。
除了使用上述聚丙烯的共混物以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。通过DSC测量共混物的熔融开始温度、最高强度峰温度和熔融终止温度分别为94℃、165℃和174℃。熔融峰宽度(Tf-Ti)为71℃和MFR(230℃)为30。
获得的预制品的减重率为0%。
将获得的预制品在25℃下贮存6小时,然后,通过使用红外线加热器加热除口部以外的主体部以发泡。试图由其成形为发泡瓶。然而,当在主体部的表面上的温度高达135℃下加热预制品时,不小于1mm的粗大气泡在表皮层弹开,并且不能获得具有良好外观表面的发泡瓶。
此外,为了抑制表皮层发泡,通过在主体部的表面上的温度不高于135℃下加热预制品来拉伸预制品。然而,树脂没有足够软化至成形为瓶形状。因此,尽管调节加热条件,但不能获得良好的发泡瓶。
<实验例13>
除了使用无规聚丙烯J246M(由Prime Polymer Co.制造,MFR=30)并且供给0.80重量%的量的氮气以外,以与实验例1相同的方式使预制品成形。
获得的预制品的减重率为0%。将获得的预制品贮存在25℃的室温下,并且通过测量预制品的重量来测量氮气的残存量。此外,检验其与当由于加热使得表皮开始显著发泡时的表面温度之间的关系。结果显示在表2和图10中。
结果表明当在图10的点线下侧的条件下拉伸时可获得具有良好外观特性的发泡瓶。
[表2]
附图标记说明
50:容器预制品
60:瓶
Claims (9)
1.一种烯烃系树脂制发泡拉伸成形体,其具有烯烃系树脂单层结构体且物理发泡的发泡倍率为1.01-2.0倍,其中在内部分布有发泡孔的区域中表面粗糙度Ra(JIS-B-0601-1994)为不大于10μm。
2.根据权利要求1所述的发泡拉伸成形体,其中,沿延伸方向的截面观察到,所述发泡孔形成数量不小于10的所述发泡孔沿延伸方向连结而成的孔簇。
3.根据权利要求1所述的发泡拉伸成形体,其中,所述烯烃系树脂具有1-80g/10min的MFR(230℃)。
4.根据权利要求3所述的发泡拉伸成形体,其中,所述烯烃系树脂满足以下条件(A)和(B):
(A)以不小于70重量%的量包含无规聚丙烯;和
(B)在通过DSC测量获得的熔融曲线中,最高强度峰温度为低于150℃,并且包含最高强度峰的熔融峰的熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间的差(Ti–Tf)为不低于50℃。
5.根据权利要求1所述的发泡拉伸成形体,其中,所述发泡拉伸成形体具有不大于1.5倍的发泡倍率和显示出可见光透过率不大于25%的遮光性。
6.根据权利要求1所述的发泡拉伸成形体,其中,所述发泡拉伸成形体具有容器的形状。
7.一种发泡拉伸成形体的制造方法,其特征在于,其包括以下步骤:
制备浸渗有非活性气体的烯烃系树脂的树脂熔融物;
将所述树脂熔融物在保压使其不发生发泡的条件下注射填充至注射模具内以进行注射成形;
从所述注射模具内取出成形的未发泡预制品;
使所述非活性气体从获得的未发泡预制品的表面放出;
加热所述未发泡预制品以发泡;和
使所述发泡预制品拉伸成形。
8.根据权利要求7所述的制造方法,其中,作为所述烯烃系树脂,使用具有1-80g/10min的范围内的MFR(230℃)的烯烃系树脂。
9.根据权利要求8所述的制造方法,其中,作为所述烯烃系树脂,使用满足以下条件(A)和(B)的烯烃系树脂:
(A)以不小于70重量%的量包含无规聚丙烯;和
(B)在通过DSC测量获得的熔融曲线中,最高强度峰温度为低于150℃,并且包含最高强度峰的熔融峰的熔融开始温度(Ti)与熔融终止温度(Tf)之间的差(Ti-Tf)为不低于50℃。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110167738A (zh) * | 2016-12-28 | 2019-08-23 | 坂东化学株式会社 | 食品用容器的制造方法 |
CN111556803A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-08-18 | 京洛株式会社 | 发泡成型体的制造方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6330302B2 (ja) * | 2012-12-07 | 2018-05-30 | 日本ポリプロ株式会社 | 繊維強化ポリプロピレン系樹脂組成物及びその成形体 |
JP6347718B2 (ja) * | 2014-10-15 | 2018-06-27 | 株式会社ジェイエスピー | 表皮材被覆発泡粒子成形体 |
JP6433754B2 (ja) * | 2014-10-24 | 2018-12-05 | 株式会社吉野工業所 | ポリプロピレン製プリフォーム |
KR20230079422A (ko) * | 2020-09-30 | 2023-06-07 | 바스프 에스이 | 성형 물품의 제조 방법 |
CN114196099B (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 苏州贝斯珂胶粘科技有限公司 | 一种聚烯烃系树脂发泡片材及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009084376A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Mitsui Chemicals Inc | ブロー成形体 |
CN101808807A (zh) * | 2007-10-02 | 2010-08-18 | 积水化学工业株式会社 | 热塑性树脂拉伸发泡片及其制造方法 |
CN101980921A (zh) * | 2008-03-27 | 2011-02-23 | 东洋制罐株式会社 | 拉伸发泡塑料容器及其制造方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3641926B2 (ja) | 1998-01-30 | 2005-04-27 | 凸版印刷株式会社 | ポリプロピレン製容器 |
JP2001030285A (ja) | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Showa Denko Kk | ポリプロピレン発泡射出成形品及びその製造方法 |
JP2003286377A (ja) | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Mitsui Chemicals Inc | ポリプロピレン樹脂組成物および延伸ブロー容器 |
JP4818671B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-11-16 | 日生化学株式会社 | シュリンクラベル用発泡フィルム |
JP5414162B2 (ja) | 2006-09-12 | 2014-02-12 | 東洋製罐株式会社 | 遮光性プラスチック容器 |
AU2007295404B2 (en) | 2006-09-12 | 2010-10-28 | Mitsui Chemicals, Inc. | Polypropylene resin and blow molded container |
JP5018593B2 (ja) | 2008-03-27 | 2012-09-05 | 東洋製罐株式会社 | 発泡プラスチック容器 |
JP5584987B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2014-09-10 | 東洋製罐株式会社 | 非発泡ガス含浸成形体及び発泡プラスチック容器 |
JP5315113B2 (ja) | 2008-05-16 | 2013-10-16 | 日本ポリプロ株式会社 | ポリプロピレン系中空発泡成形体 |
JP5401442B2 (ja) | 2010-12-27 | 2014-01-29 | 日本ポリプロ株式会社 | 発泡成形体及びその製造方法 |
WO2013047262A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 東洋製罐株式会社 | 発泡延伸プラスチック容器及びその製造方法 |
-
2013
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009084376A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Mitsui Chemicals Inc | ブロー成形体 |
CN101808807A (zh) * | 2007-10-02 | 2010-08-18 | 积水化学工业株式会社 | 热塑性树脂拉伸发泡片及其制造方法 |
CN101980921A (zh) * | 2008-03-27 | 2011-02-23 | 东洋制罐株式会社 | 拉伸发泡塑料容器及其制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
拉奥等编著: "《塑料工程师设计数据手册》", 30 June 2003 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110167738A (zh) * | 2016-12-28 | 2019-08-23 | 坂东化学株式会社 | 食品用容器的制造方法 |
CN111556803A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-08-18 | 京洛株式会社 | 发泡成型体的制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150267019A1 (en) | 2015-09-24 |
CA2887993C (en) | 2017-01-03 |
MX362971B (es) | 2019-02-28 |
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CA2887993A1 (en) | 2014-05-01 |
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