RU2446945C2

RU2446945C2 - Контейнер со стенками из вспененного материала, имеющий серебристый внешний вид

Info

Publication number: RU2446945C2
Application number: RU2008137352/05A
Authority: RU
Inventors: Фрэнк Е. СЕМЕРСКИ (US); Фрэнк Е. СЕМЕРСКИ
Original assignee: Пластик Текнолоджиз, Инк.
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2012-04-10
Also published as: US20070218231A1; CN101427189A; RU2008137352A; KR20090020551A; ZA200808019B; US7790255B2

Abstract

Изобретение относится к полимерному контейнеру со стенками из вспененного материала. Контейнер, содержащий микропористый вспененный полимер и нереакционноспособный газ, содержащийся внутри ячеек микропористой пены, причем контейнер имеет серебристый внешний вид. Процесс изготовления контейнера содержит инжекционное формование полимерной преформы, имеющей включения нереакционноспособного газа в стенках; охлаждение заготовки до температуры ниже температуры размягчения полимера; повторный нагрев заготовки до температуры выше температуры размягчения полимера и формование раздувом заготовки для получения контейнера, который содержит микропористый вспененный полимер, включающий нереакционноспособный газ внутри ячеек микропористой пены. Изобретение позволяет изготавливать пластиковые непрозрачные контейнеры без добавления красителя. 6 н. и 13 з.п. ф-лы.

Description

Область техники.

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к полимерному контейнеру со стенками из вспененного материала, имеющему уникальный внешний вид. В частности, изобретение относится к контейнеру, содержащему микропористую пену, причем микроячейки пены содержат нереакционноспособный газ, такой как азот, и контейнер имеет серебристый внешний вид. Как часть настоящего изобретения рассматривается и способ изготовления контейнера со стенками из вспененного материала, имеющего серебристый внешний вид.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Двухосно ориентированные одно- и многослойные бутыли могут быть изготовлены из полимерных материалов, таких как, например, полиэтилентерефталат (ПЭТ), с использованием горячей обработки заготовки, в котором одно- или многослойную заготовку нагревают до желаемой температуры ориентации и вытягивают и выдувают ее в соответствии с окружающей полостью изложницы. Преформа может быть изготовлена любым обычным способом, таким как, например, экструзия заготовки, содержащей один или несколько слоев полимера, или инжекция последовательных слоев полимера на ранее отформованную инжекцией преформу. Обычно много слоев используют для контейнеров под напитки, чтобы создать барьер диффузии, которым обычно не обладают однослойные контейнеры.

[0003] В известных многослойных контейнерах слои полимеров обычно находятся в близком контакте друг с другом, что вызывает прохождение тепловой энергии через стенки контейнера. Из-за этого охлажденное содержимое контейнера быстро нагревается до температуры окружающей среды. Соответственно, такие контейнеры часто защищены, например, оболочкой из пенополистирола, чтобы улучшить теплоизоляционные свойства контейнера.

[0004] Желательно изготавливать улучшенные пластиковые непрозрачные контейнеры с уникальным свойствами по внешнему виду без добавления красителя. Желательно также и придать теплоизоляционные свойства улучшенному пластиковому контейнеру.

Желательно также изготовить улучшенный пластиковый контейнер, имеющий серебристый внешний вид без необходимости добавления красителя, который отрицательно влияет на характеристики повторного использования контейнера.

Краткое изложение сущности изобретения

[0005] Согласно настоящему изобретению контейнер со вспененными стенками, имеющий уникальный внешний вид, был открыт неожиданно. Контейнер содержит микропористый вспененный полимер, внутри ячеек микропористой пены содержится нереакционноспособный газ, причем контейнер имеет серебристый внешний вид без добавления красителя.

[0006] В качестве осуществления изобретения рассматривается и Способ изготовления контейнера со вспененными стенками, имеющего уникальный внешний вид. Способ содержит стадии инжекционного формования полимерной преформы заготовки, внутри стенок которой заключен нереакционноспособный газ, охлаждения преформы до температуры ниже температуры размягчения полимера, повторного нагрева заготовки до температуры выше температуры размягчения полимера и выдувного формования преформы с целью получения контейнера, содержащего микропористый вспененный полимер, содержащий нереакционноспособный газ внутри ячеек микропористой пены, причем контейнер имеет серебристый внешний вид.

[0007] Контейнер по настоящему изобретению особенно практичен для упаковки газированных напитков.

Подробное описание предпочтительного осуществления изобретения

[0008] Настоящее изобретение относится к контейнеру со вспененными стенками, имеющему уникальный внешний вид, содержащему микропористый вспененный полимер и нереакционноспособный газ внутри ячеек микропористой пены, причем контейнер имеет серебристый внешний вид.

[0009] Другое осуществление настоящего изобретения относится к Способу изготовления контейнера со вспененными стенками, имеющего уникальный внешний вид, включающему инжекционное формование полимерной преформы, содержащей в стенках нереакционноспособный газ, охлаждение заготовки до температуры ниже температуры размягчения полимера, повторный нагрев заготовки до температуры выше температуры размягчения полимера и выдувное формование преформы для получения контейнера, содержащего микропористый вспененный полимер, имеющий нереакционноспособный газ внутри ячеек микропористой пены, причем контейнер имеет серебристый внешний вид.

[0010] Подходящими полимерами, из которых можно изготовить контейнер, но не обязательно этим ограничиваться, являются полиэтилентерефталат (ПЭТ) и другие полиэфиры, полипропилен, сложные эфиры акрилонитрильной кислоты, винилхлориды, полиолефины, полиамиды и т.п., а также их производные, смеси и сополимеры. Для промышленных целей подходящим полимером является ПЭТ.

[0011] Полимерную крошку расплавляют в обычном шнековом пластицирующем экструдере, чтобы получить гомогенный поток горячего расплава полимера на выходе экструдера. Обычно температура потока расплава полимера, выходящего из экструдера, находится в диапазоне от 225 до примерно 325°С. Каждый специалист в этой области осознает, что температура потока расплава полимера определяется различными факторами, включая вид используемой полимерной крошки, энергию, подаваемую к шнеку экструдера, и др. В качестве примера проводили обычную экструзию ПЭТ при температуре от примерно 260 до примерно 290°С. Нереакционноспособный газ впрыскивали под давлением в зоне смешивания экструдера, чтобы в итоге вызвать включения газа в микроячейках пустот в полимерном материале. Под используемым здесь термином «нереакционноспособный газ» понимают газ, который в основном инертен в отношении полимера. Предпочтительными нереакционноспособными газами являются двуокись углерода, азот и аргон, а также их смеси друг с другом или с другими газами.

[0012] Согласно настоящему изобретению экструдат инжекционным способом формуют для получения полимерной преформы, стенки которой содержат включения нереакционноспособного газа. Способы и аппаратура для инжекционного формования полимерной заготовки хорошо известны специалистам.

[0013] Хорошо известно, что плотность аморфного ПЭТ составляет 1,335 г/куб.см. Известно также и то, что плотность ПЭТ в фазе расплава составляет примерно 1,200 г/куб.см. Поэтому, если полость литья заготовки полностью заполнена расплавленным ПЭТ и ему дают остыть, полученная заготовка не будет иметь надлежащего веса и будет обладать рядом серьезных недостатков, таких как раковины. В прежних литературных источниках об инжекционном формовании говорится о том, что для компенсации разницы плотностей аморфного и расплавленного ПЭТ необходимо добавлять небольшое количество полимерного материала после заполнения полости и по мере остывания материала. Это называют уплотняющим давлением. Поэтому на фазе уплотняющего давления цикла инжекционного формования следует добавить примерно на десять процентов материала больше, чтобы обеспечить получение правильно наполненной и сформованной преформы. Фаза уплотняющего давления процесса инжекционного формования аналогично используется и для других, отличных от ПЭТ, полимерных материалов.

[0014] Однако согласно настоящему изобретению, полимерная преформа формируется инжекцией и одновременно вспенивается при использовании нереакционноспособного газа. Газ вовлекается в материал во время фазы инжекции. В отличие от инжекционного формования, выполняемого в соответствии с существующим уровнем техники, при котором во время проведения операции уплотняющего давления вводят дополнительное количество полимерного материала, в настоящем изобретении применяют минимальное уплотняющее давление. Пока полимерный материал находится в расплавленном состоянии, парциальное давление нереакционноспособного газа достаточно для выхода растворенного газа из полимера в газовую фазу, в которой происходит образование микропористой пенистой структуры. Поэтому преформа, изготовленная по способу настоящего изобретения, весит меньше при той же форме и геометрии, чем полимерные заготовки, полученные обычным способом инжекционного формования, применяющим уплотняющее давление.

[0015] Микроячейки могут содержать один или более газов, обычно используемых в способах получения микропористых пенистых структур. В одном коммерчески приемлемом варианте осуществления нереакционноспособный газ содержит двуокись углерода в концентрации минимум 10 вес.% от общего веса нереакционноспособного газа. Такой уровень концентрации двуокиси углерода обеспечивает соответствующее парциальное давление для замедления диффузии в окружающую атмосферу двуокиси углерода из газированного напитка в контейнере по настоящему изобретению. Микропористая пена имеет тенденцию действовать как эффективный теплоизолятор, чтобы замедлить прохождение тепловой энергии из атмосферы к охлажденному газированному напитку внутри контейнера.

[0016] По завершении стадии инжекционного формования преформу охлаждают до температуры ниже температуры размягчения полимера. Например, температура размягчения ПЭТ составляет примерно 70°С. Поэтому содержащийся нереакционноспособный газ остается в стенках полимерной преформы. Эта стадия охлаждения кондиционирует полимер и сохраняет его желательные свойства для успешного изготовления контейнера выдувным формованием. Эта стадия охлаждения полезна также и при использовании таких полимеров, как полиэфиры, которые нельзя сформовать раздувом непосредственно на выходе экструдера. Эта стадия охлаждения может быть проведена любым обычным способом, используемым в формовании полимеров, таком как, например, прохождение потока охлаждающего газа по поверхности преформы или охлаждение ее в форме за счет охлаждения формы.

[0017] Затем преформу повторно нагревают до температуры выше температуры размягчения полимера. Эта стадия нагрева может быть осуществлена хорошо известными средствами, например, воздействием потока горячего газа на преформу, воздействием пламени, воздействием инфракрасной энергии, прохождением преформи через обычную печь или т.п. Для последующего проведения выдувного формования ПЭТ обычно повторно нагревают до температуры, которая на 20-25°С выше температуры его размягчения. Если ПЭТ нагревают значительно выше его температуры стеклования или выдерживают при температуре, которая выше его температуры размягчения, в течение слишком долгого периода времени, то в материале ПЭТ происходит нежелательная кристаллизация и он становится белым. Аналогично, если преформу нагревают до температуры, выше которой механические свойства материала преодолеваются повышающимся давлением нереакционноспособного газа в микроячейках, то происходит нежелательное расширение микроячеек, что приводит к деформации преформы.

[0018] И наконец, осуществляют выдувное формование преформы, чтобы получить контейнер, содержащий микропористый пенистый полимер, в котором нереакционноспособный газ содержится в ячейках микропористой пены. Способы и аппаратура для формования из полимерной преформы контейнера хорошо известны.

[0019] Полимерный контейнер со вспененными стенками, сформованный раздувом, полученным таким способом, имеет серебристый внешний вид; он выглядит так, как будто сделан из металла. Изготовленный выдувным формированием контейнер имеет серебристый цвет и может иметь номера по Цветовым Справочникам Pantone «Color Formula Guide» в диапазоне от примерно 420 до 425, 877, 8001, 8400 и 8420. Не желая быть связанным какой-либо частной теорией причины наличия серебристого внешнего вида у изготовленного контейнера, предположили, что по мере заполнения полимером полости заготовки благодаря перепаду давления между растворенным газом и относительно низким давлением в полости заготовки происходит образование пузырьков газа во фронте потока полимера. Пузырьки, образующиеся во фронте потока полимерного материала, при его введении в полость преформы последовательно осаждаются на внутренней и внешней поверхностях заготовки.

[0020] Из приведенного описания каждый специалист в данной области может легко убедиться в важнейших характеристиках изобретения и, не выходя за его суть и рамки, может провести различные изменения и модификации для того, чтобы применить изобретение к различным условиям и вариантам использования.

Claims

1. Контейнер, изготовленный выдувным формованием, содержащий:
микропористый вспененный полимер, полученный без химического выдувного агента и пригодный для выдувного формования, имеющий ячейки микропористой пены, включающий полиэтилентерефталат;
и нереакционноспособный газ, содержащийся внутри ячеек микропористой пены, включающий один или несколько из газов: двуокись углерода, азот или аргон, при этом цвет контейнера, изготовленного выдувным формованием, по цветовому справочнику Pantone «Color Formula Guide» имеет значения 420, 421, 422, 423, 424, 425, 877, 8001, 8400, или 8420 без использования красителя.

2. Изготовленный выдувным формованием контейнер по п.1, в котором ячейки микропористой пены располагаются на внешней и внутренней сторонах контейнера, что приводит к появлению серебристого внешнего вида.

3. Контейнер, изготовленный выдувным формованием, содержащий:
микропористый вспененный полиэтилентерефталат, полученный без химического выдувного агента и пригодный для выдувного формования, имеющий ячейки микропористой пены;
и нереакционноспособный газ, включающий азот, содержащийся внутри ячеек микропористой пены,
при этом цвет контейнера, изготовленного выдувным формованием, по цветовому справочнику Pantone «Color Formula Guide» имеет значение 877 без использования красителя.

4. Способ изготовления контейнера, содержащий следующие стадии:
инжекционное формование полимерной преформы, внутри стенок которой заключен нереакционноспособный газ,
охлаждение преформы до температуры ниже температуры размягчения полимера,
повторное нагревание преформы до температуры выше температуры размягчения полимера, и
выдувное формование преформы для изготовления пластмассового контейнера, имеющего серебристый внешний вид без использования красителя, по существу, состоящего из микропористого вспененного полимера, содержащего нереакционноспособный газ, заключенный внутри ячеек микропористой пены;
и при этом серебристый внешний вид без использования красителя является таким, как будто пластмассовый контейнер сделан из металла, имеющего серебристый цвет.

5. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором во время операции инжекционного формования ячейки микропористой пены располагаются на внешней и внутренней поверхностях преформы, что приводит к появлению серебристого внешнего вида.

6. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором полимер содержит одно или более из следующих соединений: полиэфир, полипропилен, эфир акрилонитрильной кислоты, винилхлорид, полиолефин, полиамид или их производные или сополимеры.

7. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором полимер содержит полиэтилентерефталат.

8. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором нереакционноспособный газ включает один или более таких газов, как двуокись углерода, азот или аргон.

9. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором нереакционноспособный газ включает азот.

10. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором нереакционноспособный газ содержит азот в концентрации минимум 10 мас.%.

11. Способ изготовления контейнера по п.4, в котором цвет контейнера по цветовому справочнику Pantone «Color Formula Guide» имеет значения 420, 421, 422, 423, 424, 425, 877, 8001, 8400 или 8420.

12. Способ изготовления контейнера, содержащий следующие стадии:
инжекционное формование преформы, включающей полимер, включающий один или более из полимеров: полиэфир, полипропилен, эфир акрилонитрильной кислоты, винилхлорид, полиолефин, полиамид или их производные или сополимеры, при этом внутри стенок преформы заключен один или более таких газов, как двуокись углерода, азот или аргон;
охлаждение преформы до температуры ниже около 70°С;
повторное нагревание преформы до температуры выше около 70°С; и
выдувное формование преформы для изготовления пластмассового контейнера, имеющего серебристый внешний вид без использования красителя, включающего микропористый вспененный полимер, содержащий нереакционноспособный газ, заключенный внутри ячеек микропористой пены;
и при этом серебристый внешний вид без использования красителя является таким, как будто пластмассовый контейнер сделан из металла, имеющего серебристый цвет.

13. Способ изготовления контейнера по п.12, в котором полимер содержит полиэтилентерефталат.

14. Способ изготовления контейнера по п.12, в котором нереакционноспособный газ включает азот.

15. Способ изготовления контейнера по п.12, в котором нереакционноспособный газ содержит азот в концентрации минимум 10 мас.%.

16. Способ изготовления контейнера по п.12, в котором серебристый цвет контейнера по цветовому справочнику Pantone «Color Formula Guide» приблизительно соответствует значениям 420, 421, 422, 423, 424, 425 или 877.

17. Способ изготовления микропористой преформы, подходящей для выдувного формования пластмассового контейнера, содержащий следующие стадии:
инжекционное формование микропористой полимерной преформы, внутри стенок которой заключен нереакционноспособный газ,
охлаждение преформы до температуры ниже температуры размягчения полимера, и повторное нагревание преформы до температуры выше температуры стеклования полимера и ниже температуры, при которой возрастающее давление пузырьков газа в микропорах превышает способность материала полимерной преформы противостоять этому давлению и пузырьки в микропорах расширяются, приводя к искажению преформы,
при этом микропористая преформа включает полое тело, имеющее серебристый внешний вид без использования красителя,
и при этом серебристый внешний вид является таким, как будто преформа пластмассового контейнера сделана из металла, имеющего серебристый цвет.

18. Пластмассовый контейнер, изготовленный из микропористой преформы, изготовленной согласно способу по п.17, включающий операции:
выдувное формование повторно нагретой преформы для изготовления пластмассового контейнера, имеющего серебристый внешний вид без использования красителя, по существу, состоящего из микропористого вспененного полимера, содержащего нереакционноспособный газ, заключенный внутри ячеек микропористой пены;
и при этом серебристый внешний вид является таким, как будто преформа пластмассового контейнера сделана из металла, имеющего серебристый цвет.

19. Пластмассовый контейнер, изготовленный по п.18, изоляционные свойства которого пропорциональны процентному содержанию микропористой пены в преформе.