CN117120689A - 用于对包含模制浆状物的中空容器进行涂覆的方法 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及一种用于在包含模制浆状物的中空容器(100)上提供屏障涂覆部的方法。该方法包括在使粉末涂覆部固化和/或熔化之前将聚合物粉末涂覆部提供到容器(100)的内表面(105a)和外表面的至少一部分上。本发明还涉及一种通过该方法形成的中空容器(100)。

Description

用于对包含模制浆状物的中空容器进行涂覆的方法

技术领域

本公开总体上涉及一种用于在包含模制浆状物的中空容器上提供屏障涂覆部的方法。该方法包括在使粉末涂覆部固化和/或熔化之前将聚合物粉末涂覆部提供到容器的内表面和外表面的至少一部分上。本发明还涉及一种通过该方法形成的中空容器。

背景技术

塑料容器、包装托盘和瓶状件广泛用于储存食品，诸如流动食物和饮料。塑料制品可以容易地模制、拉伸并以相对较低的成本生产。然而，塑料的使用与环境问题相关。为了减轻环境负担，人们尝试用诸如模制浆状物等可再生材料代替塑料容器和瓶状件。

成形浆状物产品诸如纸容器和瓶状件可以通过将浆状物(例如造纸用浆状物)馈送到对开模具中并且随后用热和/或压力使浆状物脱水来形成，如例如WO16055072中所公开的。

尽管纸张被认为是一种可持续的包装材料，但与传统塑料相比，纸张具有许多缺点。纸张通常更容易渗透气体、油脂和湿气。长时间暴露于湿气(通常是饮料储存期间的情况)可能会导致纸容器内壁的劣化。

为此，纸容器的内壁可以涂覆有屏障涂覆部，以保护容器免于由于液体和潮湿暴露而劣化。屏障涂覆部还可用于控制容器的湿度、密封性能、香气等。

屏障涂覆部通常包含聚合物诸如聚烯烃聚合物，并且可以以各种方式施加至内容器壁，例如通过挤出涂覆或作为液体涂覆部施加。

为了减少挥发性有机化合物(VOC)和涂覆部废物的排放，粉末涂覆部近年来受到关注。

粉末涂覆部是一种干燥、细碎的固体材料，通常用于导电金属基底。粉末涂覆部的沉积通常通过静电力实现。例如，粉末可以通过电晕放电而带电，然后喷涂到接地的基底上。因此，将粉末层施加到基底上，随后将其加热，使得粉末熔化并在基底上形成连续的膜。

然而，由于这种基底固有的不导电特性，将粉末涂覆部沉积到模制浆状物基底上具有挑战性。涂覆部不受静电引力的辅助，这可能导致粉末与基底的附着力差以及粉末沉积不均匀。

如果待涂覆的产品成形为中空容器，例如瓶状件，则沉积粉末涂覆部的复杂性会增加。在这种情况下，还可能需要涂覆容器的上部外部部分，即围绕容器的开口的部分。该部分产品通常在饮用或从容器倒出期间反复暴露于潮湿和液体。

因此，需要提供一种用于将粉末涂覆部施加到用于储存可流动食物或饮料的模制浆状物容器的简化方法，其中主要暴露于潮湿和液体的容器的表面设有保护性且耐用的屏障涂覆部。

发明内容

鉴于上述情况，需要一种用于在包含模制浆状物的中空容器上提供粉末涂覆部的改进且简化的方法，该方法产生保护容器的最暴露部分的液体且潮湿的屏障涂覆部。

根据第一方面，提供了一种用于在包含模制浆状物的中空容器上提供屏障涂覆部的方法，该方法包括：

a)提供包含模制浆状物的中空容器，其中，中空容器包括主要部分和上部部分；中空容器沿着纵向中心线延伸，其中，上部部分的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的5％至30％，并且其中，主要部分的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的70％至95％，其中，中空容器包括底表面和从底表面延伸至中空容器的开口的侧壁；侧壁和底表面限定出中空容器的外表面和内表面，

b)通过能够在聚合物粉末的沉积之前或期间使聚合物粉末带电的喷涂装置，将聚合物粉末沉积到中空容器的内表面上，其中，中空容器的至少主要部分在聚合物粉末沉积期间接地，

c)通过喷涂装置将聚合物粉末沉积到中空容器的上部部分的至少一部分的外表面上，

d)在步骤b)和步骤c)之后，在使聚合物粉末熔化和/或固化的条件下用热或辐射处理中空容器。

本公开基于以下认识：中空容器的内表面和外表面的一部分两者可以在用热或辐射处理之前被涂覆；即在形成连续屏障涂覆部之前。因此，容器的最“脆弱”的部分；即在使用期间主要暴露于潮湿和液体的部分可以在一个步骤中涂覆，并且该方法中仅需要一个加热或辐射步骤。

将粉末涂覆部沉积到中空容器的这些部分上与复杂的可加工性相关。首先，因为模制浆状物基底本身是不导电的。第二，因为上部部分的内部容器表面和外表面的涂覆通常不能在一个步骤中进行。在大多数应用中，通常需要首先提供内部粉末涂覆部，然后使粉末涂覆部熔化和/或固化，并在单独的步骤中提供外部涂覆部，随后在第二步骤中使外部涂覆部熔化和/或固化。

根据本公开的方法形成的中空容器在上部部分的一部分的内表面和外表面被涂覆后仅需要一个步骤的热处理或辐射处理。因此，提供了时间和成本的显着节省以及更简化的方法。

聚合物粉末颗粒通过喷涂装置而带电，并且由于其负(或正)电荷，粉末将寻找具有更多正(或负)电荷的接地表面。因此，粉末颗粒将粘附到容器表面。在随后的加热或辐射步骤期间，所施加的聚合物粉末涂覆部将熔化并固化，从而提供均匀且耐用的保护性屏障涂覆部。

在示例性实施方式中，中空容器在聚合物粉末沉积步骤期间具有3％至15％、例如5％至10％的水分含量。

上述范围内的水分含量允许施加均匀的聚合物粉末涂覆部。如果水分含量太高，中空容器的表面可能会排斥聚合物粉末，从而产生不均匀的涂覆部。如果水分含量太低，则聚合物粉末可能无法适当地粘附到中空容器的表面。

在示例性实施方式中，该方法的聚合物粉末沉积步骤b)在包含导电材料的模制装置中进行；模制装置被构造成围住中空容器的主要部分的至少一部分。

通常，模制装置被构造成围住中空容器的整个主要部分。

因此，中空容器的大部分在聚合物粉末沉积步骤期间带电，并且均匀的粉末涂覆部将施加到中空容器的内表面上。

模制装置可以包括任何导电材料。

如果导电材料是例如金属，则在聚合物粉末沉积步骤期间可能需要更高的水分含量，诸如在8％至15％的范围内的水分含量。

在示例性实施方式中，模制装置包括可成形的导电材料。

发明人发现，可成形的导电材料的利用具有增强的适应或符合中空容器形状的能力。这样，聚合物粉末沉积步骤可以在较低的水分含量范围内进行，例如在3％至10％、例如5％至10％的范围内进行。此外，还实现了均匀的涂覆部厚度。

在示例性实施方式中，该方法还包括以下步骤：a’)将中空容器调节成处于30％至100％的环境相对湿度处，在步骤a)之后，提供包含模制浆状物的中空容器。

在使用可成形的导电材料的实施方式中，调节通常在处于30％至100％、例如30％至75％的环境相对湿度处进行。

在该方法的聚合物粉末沉积步骤b)在包含金属作为导电材料的模制装置中进行的实施方式中，中空容器的调节优选在60％至100％、例如从75％到95％的环境相对湿度下进行。

在聚合物粉末沉积步骤；即该方法的步骤b)和c)之前，将中空容器调节在上述范围内的环境相对湿度允许在使粉末涂覆部固化或熔化的步骤之前提供均质且均匀的涂覆部。

中空容器的水分含量对中空容器在至少上部部分的内表面和外表面两者上涂覆的能力有影响。

上述范围内的水分含量允许上部部分的至少一部分能够在不连接至接地导电表面的情况下被涂覆；即，在粉末沉积期间仅需要将中空容器的一部分连接到接地导电表面。通常，由于浆状物本质上是不导电的，因此需要存在接地导电表面以使粉末粘附到浆状物容器。然而，当水分含量在上述范围内时，这不是必需的。

中空容器的水分含量可以根据容器的尺寸并且根据容器的用途选择性地操纵和控制。例如，在一些情况下，可能需要对容器的上部部分的大部分进行涂覆，而在其他情况下，可能期望仅较小的部分。通过在调节期间对水分含量和/或相对湿度水平进行调整，可以实现针对具体情况的调整。

此外，上述范围内的水分含量允许同时或以连续的顺序完成聚合物粉末在容器壁的内表面和外表面上的沉积。因此，在该方法的步骤b)和c)之间不需要熔化和/或固化步骤。

在示例性实施方式中，聚合物粉末沉积步骤b)和c)同时进行。

这可以通过将喷涂装置，即喷涂装置的稍部布置成靠近中空容器的开口并且沿着容器的纵向中心线来实现。这样，带电的聚合物粉末颗粒流被引导成朝向容器壁的内表面，同时还至少部分地对容器的上部部分的外表面进行覆盖。

聚合物粉末沉积步骤c)可以通过将喷涂装置布置在距中空容器的开口10mm至250mm、优选40mm至150mm的距离d1处来进行。

如果需要，喷涂装置的稍部通常沿着纵向中心线布置，使得聚合物粉末颗粒流可以覆盖上部部分的整个表面。

因此，喷涂装置可以在第一聚合物粉末沉积步骤b)中插入到开口中，或者在喷涂期间布置在开口附近。带电的聚合物粉末颗粒将被电吸引至中空容器的内表面，并被允许粘附至中空容器的内表面。

随后，喷涂装置可以从容器开口移除并布置在距容器开口距离d1处。喷涂装置的喷嘴或稍部通常从容器的开口竖向地布置；即沿着容器的纵向中心线。这是为了确保将粉末覆盖在中空容器的上部部分的大表面上。

如上所述，聚合物粉末沉积步骤b)可以在包含导电材料的模制装置中进行。

在这样的实施方式中，模制装置可以包括至少第一可移除部分和第二可移除部分，其中，第一可移除部分被构造成围住中空容器的上部部分，并且其中，第二可移除部分被构造成围住中空容器的主要部分。

喷涂装置施加带电场，使得聚合物粉末颗粒带电并被电吸引至中空容器的接地且导电的表面。在聚合物粉末沉积步骤b)期间，模制装置的第一可移除部分和第二可移除部分可以布置成围住中空容器的主要部分和上部部分两者。因此，在容器的内部部分的聚合物粉末沉积期间，容器的整个内表面带电。带电的聚合物粉末颗粒流被引导到中空容器的内表面并且将粘附到其上。通过在聚合物粉末沉积步骤b)期间确保有效接地并围住容器的主要部分和上部部分两者，接地表面携带的电荷将分布在内表面的整个区域上。因此，将在中空容器的内表面上施加均匀的粉末涂覆部。

在中空容器具有3％至15％、例如5％至15％范围内的水分含量的实施方式中，聚合物粉末沉积步骤b)可以在仅存在第二可移除部分的情况下进行。

因此，在步骤b)中，可以将喷涂装置诸如喷枪插入中空容器的开口中(或开口附近)，以便对容器的内表面进行涂覆。

在示例性实施方式中，第一可移除部分在聚合物粉末沉积步骤c)期间从模制装置移除。

在聚合物粉末沉积步骤b)之后，可以移除第一可移除部分(被构造成围住容器的上部部分)，并且可以从容器的内部或开口移除喷涂装置并布置在距容器一定距离处。然后可以完成容器的上部部分的至少一部分的喷涂。在该步骤(步骤c)期间，容器的上部部分不连接至接地导电表面。

因此，提供了一种用于提供内部屏障涂覆部和外部屏障涂覆部的简化方法。该方法仅需要一或两个喷涂序列以及在喷涂序列之后仅需要一次热处理或辐射处理。

此外，这是有利的，因为仅上部部分的外表面将被涂覆。优选地，容器的主要部分的外表面不包括任何屏障涂覆部；即，它没有包含聚合物粉末的屏障涂覆部。这是为了在容器的主要部分上产生更像纸张和“原始的感觉”。

在优选实施方式中，中空容器是瓶状件，其中，上部部分包括肩部部分和颈部部分，其中，颈部部分具有比主要部分小的横截面积，并且颈部部分被构造成围绕瓶状件的至少开口，并且其中，肩部部分布置成在主要部分与颈部部分之间渐缩。

在实施方式中，瓶状件的上部部分的至少颈部部分在聚合物粉末沉积步骤c)中被涂覆。

在瓶状件的情况下，颈部部分优选地被涂覆，因为当人们从瓶状件饮用或者当从瓶状件倒出可流动的食物或液体时，该部分暴露于潮湿物和液体。

在实施方式中，中空容器的整个上部部分在聚合物粉末沉积步骤c)中被涂覆。

在某些情况下，可能需要覆盖瓶状件的整个上部部分。在此类实施方式中，在聚合物粉末沉积(步骤b和c)期间可能需要中空容器的较高水分含量。

在本公开的方法的最后步骤d)中，在步骤b)和c)之后在熔化和/或固化聚合物粉末的条件下用热或辐射处理中空容器。

在实施方式中，固化步骤d)是通过将中空容器在120℃至220℃的温度下加热1分钟至30分钟来进行的。

因此，在容器的上部部分的内表面和外表面上提供了均匀的屏障涂覆部。

通过本公开的方法形成的屏障涂覆部的厚度可以在5μm至300μm、例如20μm至100μm的范围内。

根据本公开的另一方面，提供了一种通过前述方法形成的中空容器。

该中空容器包括主要部分和上部部分；中空容器沿着纵向中心线延伸，其中，上部部分的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的5％至30％，并且其中，主要部分的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的70％至95％，其中，中空容器包括底表面和从底表面延伸至中空容器的开口的侧壁；侧壁和底表面限定出中空容器的外表面和内表面，其中，中空容器包括在中空容器的内表面上和在中空容器的上部部分的至少一部分的外表面上的包含聚合物粉末的屏障涂覆部。

在实施方式中，中空容器是瓶状件。在这样的实施方式中，上部部分包括肩部部分和颈部部分，其中，颈部部分具有比主要部分小的横截面积，并且被构造成围绕瓶状件的至少开口，并且其中，肩部部分布置成在主要部分与颈部部分之间渐缩，其中，瓶状件包括在瓶状件的内表面上和在瓶状件的颈部部分的至少外表面上的包含聚合物粉末的屏障涂覆部。

屏障涂覆部的厚度可以在5μm至300μm、优选20μm至100μm的范围内。

因此，中空容器的防潮性能得到改善。

在实施方式中，瓶状件的主要部分的外表面没有包含聚合物粉末的屏障涂覆部。

这是为了在瓶状件的主要部分的外表面上实现“原始”纸状的外观。因此，仅瓶状件的暴露于潮湿和液体的部分设置有屏障涂覆部。

当研究所附权利要求和以下描述时，本公开的进一步特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合本公开的不同特征来创建除了下面描述的实施方式之外的实施方式。

附图说明

本公开的各个方面，包括其具体特征和优点，将从以下详细描述和附图中容易地理解，其中：

图1a示意性地示出了根据本公开的方法的示例性实施方式提供内部屏障涂覆部的步骤。

图1b示意性地示出了根据本公开的方法的示例性实施方式的在容器的上部部分上提供外部屏障涂覆部的步骤。

图2示意性地示出了包括根据图1a至图1b所示的方法形成的模制浆状物的瓶状件。

图3a示出了包含已根据本公开的方法涂覆的模制浆状物的瓶状件，其中该瓶状件已在90％的相对湿度下被调节。

图3b示出了经过热处理后的图3a的瓶状件。

具体实施方式

现在下文将参考附图对本公开进行更全面地描述，在附图中示出了本公开的当前优选实施方式。然而，本公开可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式；代替的是，这些实施方式被提供以用于获得彻底性和完整性，并且向技术人员充分地传达本公开的范围。在整个申请文件中，相同的附图标记指代相同的元件。

在图1a至图1b中，概念性地示出了用于在包含模制浆状物的中空容器上提供屏障涂覆部的方法。图2示出了通过本公开的方法形成的中空容器，即瓶状件。

本公开的方法包括：

a)提供包含模制浆状物的中空容器100，其中，中空容器包括主要部分101和上部部分102；中空容器沿着纵向中心线103延伸，其中上部部分102的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的5％至30％，并且其中主要部分101的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的70％至95％，并且其中，中空容器包括底表面104和从底表面延伸至中空容器的开口的侧壁105；侧壁105和底表面104限定出中空容器的外表面和内表面105a，

b)通过能够在聚合物粉末的沉积之前或期间使聚合物粉末带电的喷涂装置107，将聚合物粉末沉积到中空容器100的内表面105a上，其中，中空容器100的至少主要部分101在聚合物粉末沉积期间接地，

c)通过喷涂装置107将聚合物粉末沉积到中空容器100的上部部分102的至少一部分的外表面上，

d)在步骤b)和步骤c)之后，在使聚合物粉末熔化和/或固化的条件下用热或辐射来处理中空容器以形成屏障涂覆部。

如本文所用，术语“中空容器”是指任何类型的容器，诸如罐、托盘、杯子、碗或瓶状件。在附图所示的实施方式中，中空容器是瓶状件。在实施方式中，中空容器具有关于纵向中心线的旋转对称性。例如，中空容器的形状通常为筒形。

如本文所用，术语“模制浆状物”是指经过成形、按压和干燥的浆状物或浆状物混合物。模制浆状物可以例如由纸或木纤维制成。例如，浆状物可以是通过机械或化学将木本植物还原为其组成部分然后悬浮在流体例如水中而产生的纤维的材料。

中空容器的“内表面”由容器的侧壁和底表面限定。内表面也可称为内壁。

“外表面”由容器的侧壁和底表面限定。外表面也可以称为外壁。

用于对中空容器进行涂覆的聚合物粉末没有限制。例如，粉末可以包含选自聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯及其共聚物、聚酰胺和聚酯及其共聚物的热塑性聚合物。聚合物粉末还可以包含水溶性合成聚合物，诸如聚乙烯醇或多糖，诸如纤维素。粉末颗粒通常具有1μm至200μm、例如5μm至100μm、例如10μm至50μm范围内的平均尺寸。这些范围允许均匀的涂覆，并且还允许通过喷涂装置实现使聚合物粉末颗粒带电。

上部部分102的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的5％至30％，优选地10％至20％。上部部分的纵向延伸在图2中用e1表示。

主要部分101的纵向延伸对应于中空容器的最大纵向延伸的70％至95％，优选地80％至90％。主要部分101的纵向延伸在图2中用e2表示。

包含模制浆状物的中空容器可以通过本领域技术人员已知的方式提供。例如，中空容器可以通过将浆状物混合物沉积到模具例如对开模具中、启动按压工具、例如模具的内部腔室内的不渗透气球状物使得浆状物呈现气球状物的形状，从而形成中空容器的内壁和外壁来提供。然后可以将模制浆状物排出，从而除去过量的水。用于提供中空容器的过程例如描述于WO16055073中。用于提供包含模制浆状物的中空容器的其他方式也是可想到的。

然后可以将中空容器从对开模具中取出，并且可以在将粉末涂覆部施加到容器内壁和外壁上之前对中空容器进行调节。

在替代实施方式中，提供包含模制浆状物的中空容器的步骤在用于在该方法的步骤b)和c)中提供内部和外部涂覆部的相同模制装置中实现。

如图1a至图1b所示，用于聚合物粉末涂覆的喷涂装置107是喷枪。该方法决不限于使用喷枪，而是可以使用能够在粉末的沉积之前或期间使粉末带电的任何喷涂装置。通常通过电晕充电使粉末带电；即，粉末颗粒穿过喷枪稍部或喷嘴处的带电电晕场，这对每个聚合物粉末颗粒施加负(或正)电荷。这允许粉末颗粒牢固地粘附至中空容器的接地且导电的部分并粘在其上。

如图1a至图1b所示，喷涂装置107包括插入中空容器中，即插入瓶状件中的喷嘴107a。

在聚合物粉末沉积步骤期间，中空容器可以具有3％至15％、例如5％至10％的水分含量。

“水分含量”是指表示为模制浆状物容器总重量的百分比的模制浆状物容器中所含的水量。水分含量通常在约20℃的温度下测量。

当水分含量在上述范围内时，聚合物粉末粘附至中空容器的内表面和外表面的倾向增强。

聚合物粉末沉积步骤b)可以在包含导电材料的模制装置108中进行；模制装置108被构造成围住中空容器的主要部分的至少一部分。

在图1a至图1b所示的方法中，聚合物粉末沉积步骤b)在包含导电材料的模制装置108中进行；模制装置108包括至少第一可移除部分108a和第二可移除部分108b，其中第一可移除部分108a被构造成围住容器的上部部分102，并且其中至少第二可移除部分108b被构造成围住容器的主要部分101。

在图1a至图1b所示的实施方式中，模制装置108还包括第三可移除部分108c。第一可移除部分108a被构造成围住中空容器的上部部分102，并且第二可移除部分108b和第三可移除部分108c被构造成围住中空容器的主要部分101。

在本文中，术语“围住”意味着可移除模具部分围绕并接触中空容器部分，从而实现均匀接地且导电的表面。在实施方式中，相应的可移除模具部分具有与中空容器部分的形状匹配的形状。

模制装置108被构造成围住中空容器100以确保在聚合物粉末沉积期间接地并与导电表面接触。

模制装置108可以例如包括金属，诸如铝。

在替代实施方式中，模制装置包括可成形的导电材料。

术语“可成形”是指模制装置的导电材料在施加中等负载时具有符合或适应中空容器的形状的能力。例如，可成形的导电材料可以是导电热塑性弹性体共聚酯(TPC-ESD)、包括例如聚氨酯的导电泡沫、导电毡诸如聚酯织物、或导电橡胶。可成形的导电材料还可以涂覆有金属。

发明人发现，通过利用可成形的模制装置，可以获得更均匀的涂覆部厚度。此外，聚合物粉末的沉积较少依赖于中空容器的水分含量。通过利用可成形的导电材料，在聚合物粉末沉积的步骤(步骤b和c)期间可以利用3％至10％范围内的水分含量。

在模制装置108包括金属的实施方式中，在聚合物粉末沉积步骤(步骤b和c)期间通常使用8％至15％、例如10％至15％范围内的水分含量。

该方法还可以包括以下步骤：

a’)在提供包含模制浆状物的中空容器的步骤a)之后，将中空容器调节成处于30％至100％、优选30％至70％的环境相对湿度处。

在模制装置包括金属作为导电材料的实施方式中，该方法还可以包括以下步骤：

a’)在提供包含模制浆状物的中空容器的步骤a)之后，将中空容器调节处于60％至100％、例如75％至95％的环境相对湿度处。

聚合物粉末沉积步骤b)通常在调节步骤a’)之后直接进行，以在粉末涂覆期间保持中空容器的水分含量。

在60％至100％、例如75％至95％的环境相对湿度下，调节时间可以是至少2小时，例如至少10小时，优选至少15小时。调节通常在室温下进行。

如图1a所示，在聚合物粉末沉积步骤b)期间，容器的主要部分101和上部部分102被模制装置108围住。

内部粉末涂覆部可以通过对中空容器的内部连续喷涂约1秒至20秒、例如2秒至10秒来提供。带电粒子从喷嘴107a吹向容器的内壁105a。通过围住容器的主要部分和上部部分的模制装置108实现均匀电场。因此，实现了覆盖容器内壁的基本上所有部分的平坦且均匀的屏障涂覆部。

图1b示出了在容器100的上部部分102的外表面上提供外部涂覆部的步骤。在此步骤中，第一可移除部分108a从模制装置108移除。

喷涂装置107的稍部布置在距容器的开口10mm至250mm、优选40mm至150mm的轴向距离d1处。通常，通过将喷涂装置107的稍部或喷嘴布置在相对于容器的开口中心的竖向的位置；即沿着纵向中心线的位置来实现喷涂。

中空容器优选为瓶状件。如图2所示，瓶状件包括底表面104和从底表面104延伸至瓶状件的开口106的侧壁105；侧壁105限定出瓶状件的主要部分101和上部部分102。瓶状件可以具有关于纵向中心线103的旋转对称性。瓶状件通常具有基本上筒形的形状。

上部部分102包括肩部部分102a和颈部部分102b，其中颈部部分102b具有比主要部分101小的横截面积并且被构造成围绕瓶状件的至少开口106，并且其中肩部部分102a布置成在主要部分与颈部部分之间渐缩。

肩部部分通常在主要部分与颈部部分之间以约5度至75度、例如20度至60度的角度渐缩。

在图2所示的实施方式中，颈部部分102b带有螺纹。带螺纹的颈部部分在各种瓶状件应用中可能是有益的，但本公开不限于带螺纹的颈部部分。

瓶状件的颈部部分102b是最受潮湿和液体影响的部分。该部分在该方法的步骤c)中被涂覆。颈部部分具有比瓶状件的上部部分102的其余部分更小的横截面积。

在颈部部分102b带有螺纹的实施方式中，螺纹部分通常具有梯形构造；即，能够将盖拧到其上的“螺纹轮廓部”。

中空容器的主要部分101和上部部分102(包括颈部部分和肩部部分)是一体成型的。

在提供外部涂覆部的步骤(步骤c)中，上部部分的至少颈部部分102b被涂覆。

在聚合物粉末沉积步骤b)和c)之后，中空容器在熔化和/或固化聚合物粉末的条件下经受热和/或辐射处理。

当聚合物粉末暴露于高温或辐射例如紫外线辐射时，沉积的聚合物粉末涂覆部软化、熔化和/或固化并提供连续的屏障涂覆部。

因此，获得了均匀的、没有针孔的屏障涂覆部。

根据聚合物颗粒的特性和所需的屏障涂覆部厚度，热处理步骤可以变化。

在实施方式中，中空容器在100℃至300℃的温度下经受热处理。热处理时间可以在1分钟至30分钟之间。

或者，可以用紫外(UV)光处理粉末涂覆部，这通常允许粉末涂覆部快速熔化和固化。

在示例性实施方式中，通过在120℃至220℃的温度处对中空容器加热1分钟至30分钟来进行固化步骤d)。

例如，固化步骤可以通过将中空容器在150℃至200℃、优选170℃至190℃的温度下加热5分钟至20分钟、优选6分钟至15分钟来进行。

本公开的方法允许在热(或辐射)处理之前对内表面和外表面两者进行涂覆。因此，该方法仅需要一个固化或熔化步骤。这是有利的，因为与例如在相应的涂覆步骤b)和c)之后必须执行加热的情况相比，该方法被显着简化并且节省时间。

以相同的喷涂序列提供内部涂覆部和外部涂覆部的步骤，即在对聚合物粉末涂覆部加热或辐射之前，可以与中空容器的水分含量相关。如果水分含量较高，则在聚合物粉末沉积期间可以对中空容器的上部部分的外表面进行涂覆而不连接至接地导电表面。根据模制装置中用作导电材料的材料，水分含量可以变化。

本公开的方法不限于特定的浆状物，而是可以使用任何浆状物。

在示例性实施方式中，模制浆状物由第一浆状物和第二浆状物的混合物形成，其中

-第一浆状物包含按干重计65％至90％、诸如70％至84％的第一浆状物，其具有低于48、优选低于40、更优选低于30的根据ISO5267-1的Schopper-Riegler(SR)数；以及

-第二浆状物包含按干重计10％至35％、诸如16％至30％的第二浆状物，其具有为60-90、优选70-90、更优选77-90的根据ISO5267-1的Schopper-Riegler(SR)数。

这种浆状物混合物允许增强容器壁的强度并且还影响浆状物在模具中脱水的速度。因此，提供中空容器的步骤可以以更快且更稳健的方式实现。

第一浆状物可以是未精炼的或仅适度精炼的。

第二浆状物通常具有比第一浆状物更高的精炼度。因此，第一浆状物中的平均纤维长度大于第二浆状物中的平均纤维长度。

第一浆状物和/或第二浆状物可以包括“市场浆状物”；即在一个地点生产的浆状物，干燥后运至另一地点进行进一步加工。

优选地，第一浆状物和/或第二浆状物的按干重计至少50％、例如至少75％、例如至少90％是软木浆状物。这种浆状物混合物允许提供更坚固的容器壁。

通过根据本公开的方法形成的屏障涂覆部的厚度可以在5μm至300μm、例如10μm至200μm、例如20μm至100μm的范围内。

屏障涂覆部的厚度是指固化的屏障涂覆部的厚度；即，在使聚合物粉末熔化和/或固化的条件下用热或辐射处理中空容器之后的涂覆部的厚度。

另一方面，提供了一种根据上文描述的方法形成的中空容器。

参见图2，中空容器包括主要部分101和上部部分102。中空容器沿着纵向中心线103延伸，其中上部部分102的纵向延伸对应于中空容器100的最大纵向延伸的5％至30％，并且其中主要部分101的纵向延伸对应于中空容器100的最大纵向延伸的70％至95％，其中中空容器包括底表面104和从底表面104延伸到中空容器的开口106的侧壁105；侧壁105和底表面104限定出中空容器的外表面和内表面105a，其中，中空容器包括在中空容器的内表面105a上和在中空容器的上部部分102的至少一部分的外表面上的包含聚合物粉末的屏障涂覆部。

优选地，中空容器为瓶状件；上部部分102包括肩部部分102a和颈部部分102b；其中颈部部分具有比主要部分更小的横截面积，并且被构造成围绕瓶状件的至少开口106，并且其中肩部部分被布置成在主要部分与颈部部分之间渐缩；其中，瓶状件在瓶状件的内表面105a上和在瓶状件的颈部部分102b的至少外表面上包括含有聚合物粉末的屏障涂覆部。

瓶状件的主要部分101的外表面优选地不包括任何屏障涂覆部。换句话说，瓶状件的主要部分的外表面没有包含聚合物粉末的屏障涂覆部。因此，瓶状件外表面的主要部分将具有类似纸张的外观，没有光泽。

示例1：包含模制浆状物的瓶状件的内表面和外表面的粉末涂覆部

测试的目的是在使涂覆部经历热处理之前在瓶状件的内表面和上部部分的外表面，即瓶状件的颈部部分施加聚合物粉末涂覆部。

测试中使用了三个纸质瓶状件。每个瓶状件都包含由化学浆状物和机械浆状物的混合物形成的浆状物。

将瓶状件安装在铝模制装置中，如图1a至图1b所示的倒挂。铝模制装置包括三个可移除部分。用于沉积粉末涂覆部的喷枪是NordsonEncoreHD自动粉末涂覆枪。所使用的聚合物粉末是粒度分布为0μm-80um的HDPE粉末。

将喷枪喷嘴插入每个瓶状件中、距瓶状件的底表面约10mm。喷涂序列持续约5秒至7秒，并且在将喷枪移出瓶状件的同时连续进行。

此后，将模制装置的对瓶状件的上部部分进行覆盖的部分移除，盖住螺丝孔，并通过将喷枪保持在距离瓶状件开口约100mm处再次对瓶状件进行喷涂(见图1b)。报告了粉末在瓶状件外部颈部和肩部；即瓶状件的上部部分上的粘附和覆盖。

测试中使用了三个不同的瓶状件。将两个瓶状件在23℃、90％RH(水分含量约14％)下调节过夜，一个瓶状件在23℃、50％RH(水分含量约7％)下调节过夜。

在90％相对湿度(RH)下调节的瓶状件具有非常好的覆盖范围和完整的上部部分；即瓶状件的颈部部分呈现出均匀的外部涂覆部。结果如图3a和图3b所示。图3a示出了瓶状件300上部部分上的外部涂覆部103。瓶状件300的主要部分101在外壁上没有任何涂覆部。图3a示出了固化后的瓶状件300。

对于在50％RH下固化的瓶状件，实现瓶状件的上部部分的外表面的较小的粉末覆盖范围。

示例2：利用包含可成形的导电材料的模制装置进行粉末沉积——密封区域上的涂覆部厚度

该测试的目的是通过使用可成形的模制装置，以比示例1中更低的水分含量在瓶状件的内表面和外表面上施加聚合物粉末涂覆部。模制装置由导电热塑性弹性体共聚酯制成瓶状件形状。当瓶状件被放置在模制装置中时，约15mm的颈部区域未被覆盖，即不与模制材料直接接触，使得可以对瓶状件的外表面和顶表面两者进行涂覆。

用于沉积粉末涂覆部的喷枪是NordsonEncoreHD自动粉末涂覆枪。所使用的聚合物粉末是粒度分布为0μm至100μm的HDPE粉末。

将瓶状件安装在接地的可成型的成形装置中，倒挂。喷枪喷嘴定位成距瓶状件入口约40mm。当喷嘴移向瓶状件颈部/瓶状件入口时粉末喷涂开始。喷嘴继续喷涂，同时行进至距瓶状件底部内表面约10mm处停止喷涂。然后喷嘴返回到其起始位置，距瓶状件入口约40mm，并静止地喷涂瓶状件未覆盖的颈部区域。总喷涂时间为4秒。

测试期间总共使用了九个纸质瓶状件。其中五个瓶状件具有的水分含量为8.5％(在约20℃的温度下测量)，四个瓶状件具有的水分含量为5.2％(在约20℃的温度下测量)。

根据上述程序对瓶状件进行喷涂，然后立即测量涂覆部重量。对于水分含量为8.5％的瓶状件，平均涂覆部重量为3.06g(标准偏差为0.07g)。对于水分含量为5.2％的瓶状件，平均涂覆部重量为3.24g(标准偏差为0.16g)。

测量涂覆部重量后，将瓶状件放入180℃的烘箱中10分钟。然后使用光学显微镜测量围绕密封区域的圆周部的涂覆部的厚度。

水分含量为8.5％的瓶状件的密封区域的平均涂覆部厚度为103.6μm(标准偏差为29.7μm)。五个瓶状件的密封区域总共测量了219个位置。水分含量为5.2％的瓶状件的密封区域的平均涂覆部厚度为95.3μm(标准偏差为28.5μm)。四个瓶状件的密封区域总共测量了173个位置。

示例3：利用包含可成形的导电材料的模制装置进行粉末沉积——瓶状件内表面上的涂覆部厚度

该测试的目的是通过使用可成形的模制装置和优化的喷涂序列，在瓶状件的内表面上施加更均匀的聚合物粉末涂覆部。与示例2一样，模制装置由导电热塑性弹性体共聚酯制成瓶状件形状，其中约15mm的颈部部分未被覆盖。

对于这些试验，喷枪喷嘴最初定位在距瓶状件底部内表面10mm至15mm的位置。当喷嘴开始向下移向瓶状件颈部/瓶状件入口时，粉末喷涂开始。喷嘴继续喷涂，同时行进至瓶状件入口外约40mm处停止喷涂。然后喷嘴保持静止在该位置并喷涂瓶状件颈部和螺纹部。总喷涂时间为5s。

测试中共使用了四个瓶状件，水分含量均为5.2％(在约20℃的温度处测得)。平均涂覆部重量为3.48g(标准偏差为0.09g)。

喷涂后直接测量涂覆部重量，并且将瓶状件放入180℃的烘箱中10分钟。然后使用光学显微镜通过将瓶状件分成两半并观察切割表面上的涂覆部层来测量内表面上的涂覆部层的厚度。

瓶状件中的平均涂覆部厚度为169.2μm(标准偏差为49.9μm)。在沿着所有四个瓶状件的完整切割表面的不同位置处进行的测量总数为720次。

示例4：防潮性能

该测试的目的是评估用包含可成形的导电材料的模制装置和如示例2所述的喷涂序列涂覆的瓶状件的防潮性能。

测试期间总共使用了四个纸质瓶状件。纸质瓶状件在50％的相对湿度(23℃)下调节。对于所有瓶状件，瓶状件的水分含量(当施加聚合物粉末时)为约7％。平均涂覆部重量为3.4g(标准偏差为0.1g)。测量涂覆部重量后，将瓶状件放入180℃的烘箱中6分钟，使粉末熔化并形成连续的薄膜。然后用Permatran测量瓶状件的防潮性能。测试期间，瓶状件颈部用环氧树脂密封到钢板上。测得的平均WVTR(23℃，50％RH)为0.006g/天，平均WVTR(38℃，90％RH)为0.04g/天。

因此，所有四个瓶状件都表现出优异的防潮性能。

本公开的所有方面的术语、定义和实施方式经必要修改后适用于本公开的其他方面。

尽管已经参考本公开的具体示例性实施方式描述了本公开，但是许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

本领域技术人员在实践本公开时，通过研究附图、本公开和所附权利要求，可以理解并实现所公开的实施方式的变型。此外，在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”不排除复数。

Claims (17)

1.一种用于在包含模制浆状物的中空容器(100)上提供屏障涂覆部的方法；所述方法包括：

a)提供包含模制浆状物的中空容器(100)，其中，所述中空容器(100)包括主要部分(101)和上部部分(102)；所述中空容器沿着纵向中心线(103)延伸，其中，所述上部部分(102)的纵向延伸对应于所述中空容器(100)的最大纵向延伸的5％至30％，并且其中，所述主要部分(101)的纵向延伸对应于所述中空容器(100)的最大纵向延伸的70％至95％，其中，所述中空容器包括底表面(104)和从所述底表面(104)延伸至所述中空容器的开口(106)的侧壁(105)；所述侧壁(105)和所述底表面(104)限定出所述中空容器的外表面和内表面(105a)；

b)通过能够在聚合物粉末的沉积之前或期间使所述聚合物粉末带电的喷涂装置(107)，将所述聚合物粉末沉积到所述中空容器(100)的所述内表面(105a)上，其中，所述中空容器(100)的至少所述主要部分(101)在所述聚合物粉末沉积期间接地，

c)通过所述喷涂装置(107)将聚合物粉末沉积到所述中空容器(100)的所述上部部分(102)的至少一部分的外表面上，

d)在步骤b)和步骤c)之后，在使所述聚合物粉末熔化和/或固化的条件下用热或辐射来处理所述中空容器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述聚合物粉末沉积步骤期间，所述中空容器的水分含量为3％至15％，例如5％至10％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述聚合物粉末沉积步骤b)在包含导电材料的模制装置(108)中进行；所述模制装置(108)被构造成围住所述中空容器的所述主要部分(101)的至少一部分。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述模制装置包括可成形的导电材料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

a’)将所述中空容器调节成处于30％至100％的环境相对湿度处，在步骤a)之后提供包含模制浆状物的所述中空容器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物粉末沉积步骤b)和c)同时进行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物粉末沉积步骤c)通过将所述喷涂装置(107)布置在距所述容器的所述开口(106)10mm至250mm、优选40mm至150mm的距离d1处来进行。

8.根据权利要求3或从属于权利要求3时的权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述模制装置(108)包括至少第一可移除部分(108a)和第二可移除部分(108b)，其中，所述第一可移除部分(108a)被构造成围住所述中空容器(100)的所述上部部分(102)，并且其中，所述第二可移除部分(108b)被构造成围住所述中空容器(100)的所述主要部分(101)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述聚合物粉末沉积步骤c)期间，将所述第一可移除部分(108a)从所述模制装置(108)移除。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述中空容器为瓶状件，其中，所述上部部分(102)包括肩部部分(102a)和颈部部分(102b)，其中，所述颈部部分具有比所述主要部分小的横截面积，并且所述颈部部分被构造成围绕所述瓶状件的至少所述开口(106)，并且其中，所述肩部部分(102a)布置成在所述主要部分(101)与所述颈部部分(102b)之间渐缩。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述聚合物粉末沉积步骤c)中对所述上部部分(102)的至少所述颈部部分(102b)进行涂覆。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，在所述聚合物粉末沉积步骤c)中对所述中空容器(100)的整个上部部分(102)进行涂覆。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过将所述中空容器(100)在120℃至220℃的温度处加热1分钟至30分钟来进行所述步骤d)。

14.一种通过根据权利要求1至13中的任一项所述的方法形成的中空容器(100)，其中，所述中空容器包括主要部分(101)和上部部分(102)；所述中空容器沿着纵向中心线(103)延伸，其中，所述上部部分(102)的纵向延伸对应于所述中空容器(100)的最大纵向延伸的5％至30％，并且其中，所述主要部分(101)的纵向延伸对应于所述中空容器(100)的最大纵向延伸的70％至95％，其中，所述中空容器包括底表面(104)和从所述底表面(104)延伸至所述中空容器的开口(106)的侧壁(105)；所述侧壁(105)和所述底表面(104)限定出所述中空容器的外表面和内表面(105a)，其中，所述中空容器包括在所述中空容器的所述内表面(105a)上和在所述中空容器的所述上部部分(102)的至少一部分的外表面上的包含聚合物粉末的屏障涂覆部。

15.根据权利要求14所述的中空容器，其中，所述中空容器为瓶状件；所述上部部分(102)包括肩部部分(102a)和颈部部分(102b)，其中，所述颈部部分具有比所述主要部分小的横截面积，并且所述颈部部分被构造成围绕所述瓶状件的至少所述开口(106)，并且其中，所述肩部部分布置成在所述主要部分和所述颈部部分之间渐缩，其中，所述瓶状件包括在所述瓶状件的内表面(105a)上和在所述瓶状件的所述颈部部分(102b)的至少所述外表面上的包含聚合物粉末的屏障涂覆部。

16.根据权利要求14或15所述的中空容器，其中，所述屏障涂覆部的厚度在5μm至300μm、优选20μm至100μm的范围内。

17.根据权利要求15或16所述的中空容器，其中，所述瓶状件的所述主要部分(101)的外表面没有包含聚合物粉末的屏障涂覆部。