TW499383B - Orientation blown container and molding method therefor - Google Patents

Description

499383 五、發明說明（1) 1 發明所屬技術領域 本發明是有關將經射出成型的瓶胚，做縱軸與橫軸之 延伸氣孔處理，將主要部分成型一薄壁的塑膠延伸氣孔 器以及其成型方法。 發明所欲解決的課題 就將窄瓶口和寬瓶口等包裝用塑膠容器如寳特瓶等， 經由延伸氣孔成型的成型方法來說，有將預先成型並庫 著的有底之瓶胚，加熱至比玻璃轉移點還高的溫度而軟 後，將容器延伸氣孔處理的冷式管狀塑料法〔c〇ld parison〕；以及將經射出成型後，柔軟的有底之瓶胚， 在具有比玻璃轉移點還高的保有熱當中，直接將容卷 氣孔處理的熱式管狀塑料法〔h〇t paris〇n〕。 ° f ，冷式管&塑料法是將室〉显的版μ，以外部熱加熱而軟 化後，=胚的溫度是平均而一致的，經延伸氣孔成型處理 後的容器，其壁部切面的結晶密度亦是平均而一致的， 以得到容易做耐熱處理的容器。 熱式官狀塑料法因為是利用在保有熱將瓶胚軟化的卷 中’-定要完成延伸氣孔成型的處理，所以瓶胚溫度很ς 易不平均了致，而結晶密度也比冷式管狀塑料法的較低， 在強度上並沒有特別差，但是耐熱處理是一困難點。 本發明是從上述事項思考後得到’其目的是從結晶密 度上’ 士延伸氣孔容器的壁部切面，令其多層 <匕，讓表層 、發明說明（2) 伸氣孔容器，並提供一新式的成贺方法。 解決課題所採用的方法 根據上述目的本發明之延伸氟孔容器乃是將有底之瓶 胚，做縱軸與橫軸之延伸氣孔處據後，成型一薄壁的塑膠 容器； 從結晶密度上來看上述容器的壁部切面，其具有高密 度之内外側表層； 較上述表層密度低之核心層； 呈斜率變化之結晶密度且介於兩層之間的中間層構成 了多層構造。 在容器的壁部切面，上述核心層的範圍會隨著瓶胚之 壁部切面的壁厚之增減而比例的變動；以及 與上述核心層的範圍大小無關，上述的中間層，其結晶密 度呈斜率變化。 〃 另外本發明之延伸氣孔容器是以聚對苯二甲酸乙二酯 所製成； 上述内外表層的結晶密度約丨· 4左右以上； 上述核心層的結晶密度較表層為低，約丨.32〜丨36之 間；以及 · · 介於兩層之間的中間層，其結晶密度從約丨· 4左右以 上’呈斜率變化越來越低到約丨· 3 2〜1 · 3 6之門 成型方法乃是，將有底之瓶“射出成形 至定向排列溫度以下1用其與冷卻溫度和 時間的關聯性’上述瓶胚的㈣内外表層會成型半硬化皮

499383 五、發明說明（3) 一 ------ 層； y 保持上述半硬化皮層的型態，將瓶胚自模具中取出 後’瓶胚的壁部中央之溫度是屬於非結晶溫度^圍或是其 附近； 在瓶胚的外側之表面溫度上昇中，半硬化皮層相當地 抗拉力時，做延伸氣孔成型處理； 從結晶密度上來看上述壁部切面，會成型具有高密度 之内外侧表層； 較表層密度低之核心層·，以及 呈斜率變化之結晶密度且介於兩層之間的中間層成型 了多層構造的容器。 曰 一另外在上述成型方法中，上述瓶胚是以聚對苯二曱酸 乙二酯〔PET〕所製成；以及 在上述瓶胚之外侧表面溫度上昇中為9 5 t〜丨丨5它， 中央的溫度是125°c〜14〇。(：的範圍，在這約3〇°c左右 的溫度差當中，將上述瓶胚做延伸氣孔成型處理。 發明的實施形態 ^在圖中’ 1是熱可塑性塑膠例如以聚對苯二曱酸乙二 6日〔PET〕等等所製成有底之瓶胚，具有瓶口部丨丨以及相 連的本體部12和底部13，可以將已溶融的塑膠，在模具上 射出充填而成型。 、，2是將上述瓶胚丨做延伸氣孔成型處理後，所做出來的 寬瓶口容器。利用瓶胚丨的瓶口部丨丨，成型瓶口部2丨、從 升瓦口部下侧延伸氣孔處理後，成型薄壁的本體部22以及底

499383 五、發明說明（4) 部2 3 ’上述壁部切面是具有結晶密度高的内外側表層2 a ; 較上述表層2 a低密度的核心層2 b ;以及 呈斜率變化之結晶密度且介於兩層（2a，2b)之間的中 間層成型了多層構造的壁部切面。 攸运樣的結晶播度上’將壁部切面多層化處理的容器 2，利用熱管狀塑料法，透過延伸氣孔成型處理，可以容 易地製造。但是為了構成内外侧表層2a的結晶密度，高密 度化’和核心層2 b的結晶密度，低密度化。必須將瓶胚1 於射出成形時，急速冷凍至定向排列溫度以下，利用其與 冷卻溫度和時間的關聯性，上述瓶胚1的壁部内外 成型半硬化皮層13，lb。 I円卜表層曰 此半硬化皮層la ’是瓶胚1在射出成型時，溶融塑膠 和凹孔面接觸時，所生成的皮層。因此半硬化皮層u的厚 度，可以利用其與冷卻溫度和時間的關聯性來控制。溶融 塑膠會在先前生成的皮層上流動，而被填充於凹孔中在上 述過权中，皮層會增加厚度，同時牵引流動的溶融塑膠， 流動到某4，並定向排列生成。此流動定向排列並不限定 於瓶胚1的表面成型的半硬化皮層1 a，此流動定向排列被 推測於延伸時，丨向排列並緊鄰的表層2a的結^化度^ Μ屮料為聚對苯二甲酸乙二醋時’當上述瓶胚1於 卢 ，’、，模具的冷卻溫度最好設定在1 5 °C左右。另外 i:ra= 之内/卜侧有玻璃轉移點以上的溫度而半硬化 根據上述半硬化皮層1 a，瓶胚1的形態可

499383 五、發明說明（5) 以充分保持而必須限制其時間。 此冷部時間隨著被延伸氣孔的本體部丨丨的壁部厚 有不同，以傾向來說，和厚度成比例來設定冷卻 ： 如5〜1 0秒）。如果冷卻時間比厚度短的話，會生成薄 面半硬化皮層la，到延伸氣孔時間内，依據保有熱而 化，由於半硬化皮層13不能充分得到瓶胚表層的抗拉 或是相反地時間過長的話，半硬化皮層la生成需要 产 以上，發生不適合延伸氣孔的情形。 又 但疋，就成型容器的形態而言，就算瓶胚丨的壁部 =相同的，為了讓上述容器順利地延伸氣孔成型，而於 。呆有適合的熱量，有時也會設定不同的冷卻時間。、 仙經！!出成型後的瓶胚1，以-般的方法，保持著瓶口 畜技仗凹！1模具和核心模具取出，就如此中空的狀態， 内。移送到氣孔模具’在關閉模具後，言史置在氣孔凹孔 述中戶的ί子，瓶口11從氣孔核心閉塞之後，從上 =的導引縱向延伸，另外從氣孔核心橫向 會成Ϊΐ1的瓶口部11會成為瓶口部U那般，而本體部22 曰战為薄壁的容器2。 有··透過此延伸氣孔處理，會得到容器2，其壁部切面具 結晶密度為高密度的内外側表層2a ;以及 中間層^街度的核〜層2b之間，呈斜率變化之結晶密度的

第10頁 五、發明說明（6) 度範圍或是其 中，外側有少 做延伸氣孔成 瓶胚1的壁部令央之溫度是在非結晶溫 附近、’，必須在瓶胚！的外侧之表面溫度上昇 量的半硬化皮層而有充分的抗拉力的時候， 型的處理。 、 上述瓶胚1是以聚對苯二甲酸乙二酯 氣孔成型處理是，在瓶胚之外侧表面溫声衣/時’延伸 〜°C，。壁部中央的溫度是125 t〜14二的^ ’，為95 C 在這約3 0 〇C左右的溫度差當中 、& ，最好 型處理。表面溫度比95。。低，壁部中央二：：：氣孔成 溫的範，，表層2a和核心層以的結晶密度南 :成的中間層2C則是很難生成。因此強押已延 的本體部的話，外側表層有很多剝離，座屈強; 另外隨著自模具取出後所經 熱’壁部中央和表面 、幻时间禪放出内部 -^ ^ ^ # r ±皿又的〉服度差會變成比25 t還低， 小，上述兩者之間的密度呈斜率二：的：曰:在度差也會變 晶密度也會變成平均化。’、交化之情形就不存在，結 依據下述實施例的成刮你 之瓶胚1來看，自模且取出’、’所成型的厚度為4· 4醜 上昇，軟化程度是意外取地^速的半宽硬化/曰層1a，隨著溫度 30 °C的溫度差，自模且跑山、' 弟一圖疋推測在有25 °C〜 氣孔處理後所成型的；器2出:厚的户6:内，測量瓶胚1在延伸 示為依據拉曼(raman)分光，：結晶密度’第-圖所 尤去測置容器2的壁板（panei)部 499383 五、發明說明（7) A、肩部B、本體部C、底部D等部位之結果。 此自模具取出後的6秒，可以說是4 · 4臟之瓶胚丨的放 置蚪間’上述的放置時間是假設壁厚的厚度不同時，對瓶 胚1的内部熱量有顯著的影響，所得到的，另外厚度以 外’根據瓶胚成形時的冷卻度會影響生成的半硬化皮層i a 的成長程度’所以透過控制冷卻時間得到應設定的放置時 】就上述容器2的壁部厚度而言，壁板（panel)部Λ是 s 時’橫向延伸倍率是最小，底部〇是〇· 4刪、肩部β =妁/t ^、本體部c是0· 5腿時，橫向延伸倍率是最大，而 干均厚度是0.65mm。 但是， 厚度差，密 厚度範圍， 的厚度範圍 2 b ° k f二圖的結晶密度之曲線，如上述的壁部有 又疋上幵的表層2a ’不管在哪裡都有〇·2 mm的 另外’欲度呈斜率變化的中間層2 c也是〇 · 2腿 ’所以去除空的中央部，判定成型了核心層 密度是^、在谷器2的任何一個測量部位，表層2a的結晶 2 b，冰二:#為1 · 4以上’被認為呈非結晶狀態的核心層 部位的對I八二晶密度為1 · 3 2以上的結晶化度，就各測量 部切面的L ^ & 較表層2a密度為低的核心層2b，隨著壁 核心層2b的二^增減呈比例的變動，上述中間層2c不會被 於某範圍。、靶園大小所限制，結晶密度呈斜率變化的存在 因此，交哭士 "本體部全體的厚度就如上述容器2的一部

麵 第12頁 499383 五、發明說明（8) " '— --- 分所表示的，被延伸氣孔成型為在任一部位的厚度都是同 樣的，從上述各部位都是同樣的結晶密度分部判 了多層構造的容器。 第三圖是一個比較例，在瓶胚丨自模具取出後丨〇秒， =伸氣孔處理後，所得到的容器2的結晶密度分布，據此 量出各測量部位的結晶密度，雖然有某程度的上 是全體的平均是在1· 36〜丨· 38之間的範圍。 一 另外第四圖也是一個比較例，在自模具取出後丨5秒 ，延伸氣孔處理後，所得到的容器2的結晶密度分布， 此又經過5秒後，再做延伸氣孔處理，其結晶密度大致上 都沒有變動，可以知道各測量部位的結晶密度，是更平均 化了。 這是伴隨著經過的時間，由於内部熱的關係，瓶胚表 層的溫度在上升而軟化，相反地内部的溫度由於放埶而下 降，由於瓶胚全體的溫度呈均衡之狀態，所以在做延伸氣 孔處理時，瓶胚全體的抗拉力是呈均等之狀態，而兩表層 2a和核心層間沒有密度差的結果，所以可推論結晶化 是也會變成全體的平均化。 此結晶密度雖然可以說是與透過冷式管狀塑料法 〔cold parison〕延伸氣孔處理而成型的容器之結晶密度 大致同等，但是由於在這段時間内的溫度是慢慢地變冷的 條件下，來進行延伸氣孔處理的結晶化過程的關係，所以 很容易產生厚度變化和歪斜的現象。 總而言之，自模具取出10秒以後的延伸氣孔處理由 499383 五、發明說明（9) 於半硬化皮層la的溫度上升，所以在瓶胚成塑時不會產生 流動定向排列的現象，另外，由於抗拉力的下降，延伸後 的結晶化度也變小了。在容器2的表層2a和核心層2b的結 晶密度成為全體的平均化，而原來在兩層之間呈斜率變化 之結晶密度的中間層也就沒有生成的空間了。 在第二圖中，表層2a的結晶密度在1.4以上，可以說 就以聚對苯二曱酸乙二酯〔PET〕所製成的容器而言，乃 是超高的密度，就其本身而言，有某種程度上的耐熱性， 但是’由於將上述那樣的表層2 a強制地延伸，就會殘存很 多歪斜的成型。 相對於此，低密度的核心層2b在延伸氣孔處理時，乃 是非結晶狀態，抗拉力極小的瓶胚中央部，乃是伴隨著半 硬化皮層la延伸成型為容器2的表層2a而成型，在上述延 伸過程中，由於是在低溫下生成結晶化，所以容器2的核 心層2 b在延伸成型後，沒有歪斜呈現同等的狀態。 因此在不同的結晶密度之表層2 a和核心層2 b之間，存 在著呈斜率變化之結晶密度的中間層2c，而構成了具有多 層構造的壁部切面之容器2，對成型歪斜的表層2a的衝擊 力會減弱，而對沒有或稍微成型歪斜的核心層2b而言，乃 是強化了其内部緩衝，另外由於存在著中間層2c將兩層緊 密的結合，所以也強化了落下強度。 另外透過對表層2a的歪斜成型緩緩地加熱處理，可以 改善其耐熱性。這緩緩地加熱處理是在氣孔模具内而其溫 度是設定在116 °C左右，通常的做法是在延伸氣孔成型

五、發明說明（10) 後，可以不 將成型後的 另外就 變成低密度 離的現象。 之間，存在 壁部切面， 剝離就很難 後的容器， 的改善。 上述實 是否可以適 不限定在寬 聚對苯二甲 的容器的成 均可以適用 實施例 (1) 瓶胚 成型材料 尺寸 延伸 (2) 成型條 射出模 射出時 打開模具，而是以氣孔壓放置1 5秒，然後 容，2壓接到凹孔面，簡單地處理加熱。 壁。卩切面而言’結晶密度從高密度極端地急速 的組織，在其急速變化的部位，很容易產生剝 2若是在高密度的表層2a到低密度的核心層2b 著呈斜率變化之結晶密度的中間層2c而構成的 就結晶密度而言，由於多層狀態，所以要產生 了。就上述而論，透過本發明，延伸氣孔處理 會比現在的容器在強度上和耐熱性上獲得顯著 施形態雖然是關於寬瓶口的容器，而沒有提及 用於窄瓶口的瓶子，但是總而言之，本發明並 瓶口的容器。另外關於成型材料也不限定只有 酸乙二酯〔PET〕，只要是被用以做為包裝用 型材料，具有其他的結晶性的熱可塑性塑膠， 聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕 口徑 Φ59ππη 本體徑（中央部）Φ59ιμ 部的長度 63 mm 厚度 4.4 mm 件（射出成型）

具溫度（空調）15 °C 樹脂溫度 254 °C 間 12 · 0秒 冷卻時間 7 · 0秒

499383 五、發明說明（11) (3)成型條件（延伸氣孔） 116 °C 24kgf/cm2 1· 95 倍 Φ 9 5 mm 0. 5 8 mm 1. 3 4 8 mm 自模具取出後 6. 0秒 模具溫度 瓶胚表面溫度 9 6. 2 °C 氣孔壓 瓶胚中心溫度 1 2 5。(：〜1 4 0 t： 氣孔時間 1 5. 0秒 延伸倍率（縱） 2· 53倍 （橫） (4 )成型品（寬瓶口容器） 尺寸 口徑（與瓶胚相同） 本體徑 平均厚度（瓶口部和底面部除外）

平均密度 厚度及結晶密度分布（請參照弟一圖） 測量法及使用機器 測量密度•定向排列度： 拉曼（raman)分光法JEOL ; 拉曼光譜顯微鏡· JRS-SYSTEM20 0 0 測量溫度： 紅外線溫度記錄器； TVS-2000Mk2 日本aopionics公司製 中央溫度的測量方法：

利用紅外線溫度記錄器測量壁部切面； 使用成型機：SB3-100LL-20 圖面的簡單說明 〔第圖〕表示關於本發明的延伸翁孔裳之形態及部分 切面和瓶胚的縱切面的說明圖。伸孔孔合器

〔第一圖〕在同上的延伸氣孔容器之各測量部位，直 和結晶密度的關聯圖。 〃 X '第三圖〕將瓶胚自模具取出1 0秒後，才延伸氣孔處理而 製，的容器，其厚度和結晶密度的關聯圖。 〔第四圖〕將瓶胚自模具取出1 5秒後，才延伸氣孔處理而 製程的容器’其厚度和結晶密度的關聯圖。 〔符號說明〕 1 瓶胚 1 a 半硬化皮層 11瓶胚的瓶口部 1 2瓶胚的本體部 1 3瓶胚的底部 2寬瓶口容器 2a表層 2 b核心層 2c中間層 21寬瓶口容器的瓶口部 22寬瓶口容器的本體部 2 3 I瓶口谷器的底部

第17頁 499383 圖式簡單說明 1 :瓶胚 la : 半 硬 化 皮 層 11 : 瓶 胚 的 瓶 Π 部 12 : 瓶 胚 的 本 體 部 13 : 瓶 胚 的 底 部 2 ： 寬瓶u ϊ容器 2a 表 層 2b 核 心 層 2c 中 間 層 21 寬 瓶 π 容 器 的 瓶 Π 部 22 寬 瓶 V 容 器 的 本 體 部 23 寬 瓶 V 容 器 的 底 部

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Claims (1)

1. 499383 六、申請專利範圍 1. 一延伸氣孔容器，其特徵有： 將有底之瓶胚，做縱軸與橫軸之延伸氣孔處理後，成型 一薄壁的塑膠容器； 從結晶密度上來看上述容器的壁部切面，其具有高密度 之内外側表層； 較表層密度低之核心層；以及 呈斜率變化之結晶密度且介於兩層之間的中間層而構成 了多層構造。 2 .如申請專利範圍第1項之延伸氣孔容器，其特徵有： 在容器的壁部切面，上述核心層的範圍會隨著瓶胚之壁 部切面的壁厚之增減而比例的變動；以及 上述的中間層，其結晶密度呈斜率變化而與上述核心層 的範圍大小無關。 3. 如申請專利範圍第1項之延伸氣孔容器，其特徵有： 上述塑膠容器是以聚對苯二曱酸乙二酯〔PET〕所製 成； 上述内外表層的結晶密度約1. 4以上； 上述核心層的結晶密度較表層為低，約1. 3 2〜1 · 3 6之 間；以及 介於兩層之間的中間層，其結晶密度從約1. 4以上，呈 斜率變化越來越低到約1. 3 2〜1 · 3 6之間。 4. 一種延伸氣孔容器之成型方法，其特徵有： 於射出成形時，將有底之瓶胚急速冷凍至一定向排列之 溫度以下，利用其與冷卻溫度和時間的關聯性，上述瓶胚

   第19頁 499383 六、申請專利範圍 的壁部内外表層會成型半硬化皮層； 保持上述半硬化皮層的形態，將瓶胚自根 瓶胚的壁部中本夕、、四声县屬於非#曰 + 、/、中取出後 近；丨中央之服度疋屬於非結晶溫度範園或是其附 在瓶胚的外侧之表面溫度上昇中，半硬化 地抗拉力時，而做延伸氣孔成型處理；以及…有田 就結晶密度而言，上述壁部切面會成型且 外侧表層、較表層密度低之核心層，以及；，密度之内 晶密度且介於兩層之間的中間層而成型^斜率變化之結 器。 j夕層構造的容 5 ·如申請專利範圍第4項之成型方法，龙 是以聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕所製成、·、徵為上述瓶胚 在上述瓶胚之外側表面溫度上昇係95 ，=及 圍，壁部中央的溫度是125 t〜140 : 15 °C的範 左右的溫度差當中，將上述瓶胚做延伸=成 第20頁