擠出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯型坯、容器，以及方法
【專利摘要】擠出PET型坯包括包含PET的第一擠出聚合物，以及包含PET的第二擠出聚合物。在實(shí)施例中，所述第一擠出聚合物和所述第二擠出聚合物為共擠出的，并且所述第一擠出聚合物具有比所述第二擠出聚合物的特性粘度更高的特性粘度。還揭示了一個(gè)單層實(shí)施例。在實(shí)施例中，單層擠出PET容器由瓶級(jí)PET樹(shù)脂組成，所述瓶級(jí)PET樹(shù)脂已經(jīng)是固態(tài)的并且可以具有從約0.96到約1.4的IV。
【專利說(shuō)明】擠出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯型坯、容器，以及方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)主張2011年8月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/527，443和2012年I月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/590，652的優(yōu)先權(quán)，其整個(gè)揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大體上涉及能夠利用注拉吹塑(ISBM)級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)來(lái)生產(chǎn)包括瓶子和容器的物品的擠出吹塑(EBM)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]聚合物樹(shù)脂，包括PET，常被用于塑料包裝行業(yè)。因?yàn)槠淞己玫募庸ぬ匦?，并且因?yàn)镻ET被認(rèn)為是再循環(huán)環(huán)境友好的，所以PET被廣泛用于生產(chǎn)許多類(lèi)型的瓶子和容器(所述瓶子和容器可以在本文中統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為“容器”)。例如，在瓶行業(yè)中，瓶級(jí)PET通常具有約
0.65dL/g到0.87dL/g的樹(shù)脂特性粘度(IV)，并且通常結(jié)合ISBM加工而使用。
[0005]可擠出PET合成物或制劑(例如，可擠出PET共聚物)在包裝行業(yè)也是已知的。EBMPET可以是多個(gè)應(yīng)用所需要的，因?yàn)樗梢栽试S使用PET以形成通常由HDPE形成的物品，例如具有手柄的較大塑料容器。對(duì)于將適合于EBM工藝的PET，可能需要更高分子量PET，也即，具有更高IV (例如，約1.0dL/g或更大)的PET。然而，此類(lèi)共聚物通常是非晶形的，或緩慢結(jié)晶的，這會(huì)呈現(xiàn)出某些轉(zhuǎn)換和回收挑戰(zhàn)。盡管緩慢結(jié)晶的共聚物可以允許在EBM環(huán)境中更容易的加工，但所產(chǎn)生的容器會(huì)尤其呈現(xiàn)出可循環(huán)性挑戰(zhàn)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)材料還未結(jié)晶并且保持非晶形時(shí)，它可以在較低溫度熔化。此外，當(dāng)非晶形或緩慢結(jié)晶的樹(shù)脂被添加到PET再循環(huán)流體中時(shí)，樹(shù)脂尤其會(huì)導(dǎo)致不希望的粘著、熱凝聚，以及橋接(或端口堵塞)問(wèn)題。此類(lèi)問(wèn)題會(huì)使PET聚合物樹(shù)脂不適合于常規(guī)的再循環(huán)程序和工藝。使用伊士曼EB062材料的容器由于其呈現(xiàn)出此類(lèi)再循環(huán)和性能問(wèn)題而落入此類(lèi)別中，因?yàn)槔锰砑觿┬薷牧薖ET樹(shù)脂以增加熔體強(qiáng)度。
[0006]此外，如果瓶級(jí)PET和可擠出PET合成物被混合或合并，以便以分支PET共聚物的形式提供，那么所產(chǎn)生的樹(shù)脂組合可能不顯示出足夠需要的性能特征。也就是說(shuō)，通常從再循環(huán)立場(chǎng)考慮，擠出級(jí)PET的百分比越高，所產(chǎn)生產(chǎn)品的特征越是不合意的。
[0007]在擠出情況下，標(biāo)準(zhǔn)ISBM級(jí)PET的使用可以有助于處理一些前述可循環(huán)性問(wèn)題。然而，出于諸如上文所提到的原因，此類(lèi)樹(shù)脂由于多個(gè)挑戰(zhàn)大體上尚未成功商業(yè)化。此類(lèi)樹(shù)脂通常具有低IV，也即，通常從約0.65到0.87。因此，它們傾向于不能夠承載其自身重量并且/或者樹(shù)脂可能擠出得太快以致不能形成所需的可捕獲型坯。這對(duì)于大部分(如果不是所有)EBM工藝呈現(xiàn)出一個(gè)問(wèn)題，所述EBM工藝需要足夠的熔體強(qiáng)度以生產(chǎn)可接受型坯(無(wú)論它在梭式EBM系統(tǒng)、輪式EBM系統(tǒng)，還是任何其他系統(tǒng)中)。在沒(méi)有足夠熔體強(qiáng)度的情況下，型坯將不能正確地形成并且可能流動(dòng)得太快(“類(lèi)似于水”)以致不能被吹塑模具捕獲。另外地，在一些物品中，較低的IV可能提供較小的容器強(qiáng)度、更易因?qū)?yīng)力斷裂或破裂，以及不合意的視覺(jué)模糊或條紋。
[0008]因此，存在對(duì)EBM方法和系統(tǒng)的需要以由擠出級(jí)PET合成物或制劑生產(chǎn)商業(yè)上可接受的瓶子和/或容器，所述瓶子和/或容器與再循環(huán)流相容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明揭示了擠出PET型坯、容器，以及生產(chǎn)此類(lèi)型坯和容器的方法。在實(shí)施例中，第一擠出聚合物和第二擠出聚合物為共擠出的，第一擠出聚合物包含PET，第二擠出聚合物包含PET，并且第一擠出聚合物的特性粘度比第二擠出聚合物的特性粘度更高。共擠出的型坯隨后可以被吹塑以形成容器。
[0010]在實(shí)施例中，第一擠出聚合物(也即，較高IV聚合物)可以包含具有從約0.96起或更大的IV的PET。如果需要，第一擠出聚合物可以具有從約1.0到1.4的IV，并且可以(例如)由固態(tài)標(biāo)準(zhǔn)瓶級(jí)PET產(chǎn)生并且可能缺乏擴(kuò)鏈劑。第二擠出聚合物(也即，較低IV聚合物)也可以包含PET，并且可以具有約0.85或更小的IV。如果需要，第二擠出聚合物可以具有從約0.8到0.85的IV。另外地，第二擠出聚合物可以進(jìn)一步包含消費(fèi)后回收的(PCR)PET以及再磨研PET，并且/或者可以任選地包括著色劑和/或阻擋層。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]現(xiàn)將參考附圖通過(guò)舉例描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0012]圖1為大體上顯示了多層擠出吹塑容器的實(shí)施例的部分脫落視圖；
[0013]圖2為大體上顯示了模塑容器的壁的部分截面視圖；
[0014]圖3為中間物品的一個(gè)實(shí)施例的壁的部分截面視圖；以及
[0015]圖4為另一實(shí)施例的壁的部分截面視圖，所述實(shí)施例與單層物品相關(guān)聯(lián)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的實(shí)例描述在本文中并且圖示在附圖中。雖然將結(jié)合實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)理解，所述實(shí)施例無(wú)意使本發(fā)明限于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意欲涵蓋可包括在如所附權(quán)利要求書(shū)界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代方案、修改和等效物。
[0017]僅作為實(shí)例而非限制性地，圖1大體上顯示出了部分脫落視圖，所述視圖大體上圖示了多層擠出吹塑容器10的一個(gè)實(shí)施例。圖2描繪了大體上顯示了容器10的壁(確認(rèn)為部分A)的一部分的部分截面視圖。在所圖示的實(shí)施例中，最內(nèi)的三個(gè)層12、14、16可以在第一加工階段形成并且可以提供中間物品20，所述第一加工階段可以涉及材料的共擠出或多層擠出。在所圖示的實(shí)施例中，第四/最外層18被包括。如果被包括，那么可任選的最外層18可以由與其他層類(lèi)似或不同的塑料材料組成，并且如果需要，可以包含涂層。圖3中大體上圖示了中間物品的壁部分的一個(gè)實(shí)施例。盡管結(jié)合中間物品20揭示了三層，并且結(jié)合容器10揭示了四層，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠認(rèn)識(shí)到，可以提供更多的層(或甚至相對(duì)于中間物品20更少的層)，并且這些層可以具有不同的配置和厚度(包括關(guān)于給定層的不同厚度和相關(guān)的層間厚度變化)。圖4大體上圖示了單層物品或容器的壁部分的一個(gè)實(shí)施例。物品或容器大體上由單個(gè)層(大體上圖示為層14)組成。[0018]在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了 一種方法，其中兩種或兩種以上的聚合物被共擠出以形成型坯，所述型坯隨后可以被吹塑成瓶或容器。在一實(shí)施例中，可以提供兩種不同的聚合物。第一聚合物可以包含PET并且可以具有相對(duì)較高的IV，例如，0.96或更大(或，舉例來(lái)說(shuō)，從約1.0到約1.4)。第一聚合物可以(例如且不限于)由固態(tài)標(biāo)準(zhǔn)瓶級(jí)PET產(chǎn)生并且可能缺乏擴(kuò)鏈劑。第二聚合物也可以包含PET并且可以具有相對(duì)較低的IV，舉例來(lái)說(shuō)，小于約0.85 (或，例如從約0.8到約0.87)。第二聚合物，也即，具有相對(duì)較低IV的聚合物，可以包含消費(fèi)后回收的(PCR) PET和/或再磨研PET。此外，對(duì)于一些實(shí)施例，第二聚合物可以另外包括一種或多種著色劑。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，第一聚合物可以具有(例如)約0.97的IV，而第二聚合物可以具有(例如)0.76的IV。具有相對(duì)較高IV的層可以用于應(yīng)付較高的熔體溫度并且提供強(qiáng)度，并且可以另外有助于防止遷移。
[0020]在方法和系統(tǒng)的實(shí)施例中，第一(較高IV)和第二 (較低IV)聚合物可以被擠出并且合并(例如，通過(guò)擠出頭)以形成具有多(例如，二)層的型坯。在一個(gè)實(shí)施例中，較高IV層的橫截面厚度(沿著側(cè)壁并且垂直于型坯的中心線)可以為總型坯厚度的約20% (0.20)，并且較低IV層的厚度可以為總型坯厚度的約80%(0.80)。此外，根據(jù)所產(chǎn)生的瓶或容器所需承裝的內(nèi)容物，較高IV層和較低IV層可以對(duì)于哪層為內(nèi)部共擠出層和哪層為外部共擠出層進(jìn)行互換。
[0021]根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的瓶子和容器的實(shí)施例可以包含結(jié)晶狀PET、可以顯示出商業(yè)上可接受的清晰度，并且可以在標(biāo)準(zhǔn)PET再循環(huán)流中完全可再循環(huán)(也即，標(biāo)記為“I號(hào)”)。
[0022]在實(shí)施例中，非固態(tài)的可擠出PET可以具有約0.96或更小的“復(fù)合材料” IV，以便能夠向下擠出。然而，本發(fā)明并不限于在重力方向上擠出的設(shè)備，并且其他已知技術(shù)也可以被米用。
[0023]此外，所揭示的方法和系統(tǒng)可以應(yīng)用于在一個(gè)共擠出層、或在具有兩個(gè)或兩個(gè)以上擠出層的多層實(shí)施例中形成的型坯。此外，在實(shí)施例中，一個(gè)層可以充當(dāng)載體層，而其他層可以給予一個(gè)或多個(gè)其他結(jié)構(gòu)或特征。此類(lèi)其他結(jié)構(gòu)或特征可以包括PCR的使用、著色(例如，外部顏色)，或成本優(yōu)化(例如，包括相對(duì)較不昂貴(“廢料”)的中間層)。非限制性地，在一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)較高IV聚合物可以充當(dāng)骨架，而另一層可以包括28%或更多的PCR。此外，非限制性地，所產(chǎn)生的瓶子或容器的一些實(shí)施例可以包含按重量計(jì)在約10%到50%之間的PCR含量。在其他實(shí)施例中，PCR含量可以具有按重量計(jì)約20%到30%的性質(zhì)。此外，如果需要，可以另外包括80%或更多(甚至多達(dá)100%) PCR的廢料層。本發(fā)明的實(shí)施例并不依靠擴(kuò)鏈劑，并且不是非晶形和固態(tài)樹(shù)脂的組合。也就是說(shuō)，可擠出聚合物可以在固態(tài)條件下提供，并且不是非晶形的。
[0024]兩層的潛在益處是可以利用載體樹(shù)脂的能力。還可能對(duì)一個(gè)或兩個(gè)層著色以提供不同的視覺(jué)效果，不論該層或這些層是單獨(dú)還是以各種組合著色。此外，如果滲透為潛在的問(wèn)題，那么一個(gè)或多個(gè)阻擋層可以用來(lái)與型坯/物品的一個(gè)或多個(gè)層結(jié)合。
[0025]與所揭示的概念相關(guān)聯(lián)的型坯可以利用已知加工技術(shù)的各種形式和設(shè)備來(lái)加工。對(duì)于一些實(shí)施例，可以使用“梭”式系統(tǒng)。利用梭式設(shè)備，具有多個(gè)出口的頭可以在共同的點(diǎn)處提供型坯，并且一個(gè)或多個(gè)模具可以在型坯下適當(dāng)?shù)奈恢锰幰苿?dòng)或穿梭。如果空間為一個(gè)問(wèn)題和/或如果生產(chǎn)將變得更加“按需求”而較少關(guān)注高容量和速度，那么此系統(tǒng)可以較好地起作用。可替代地，當(dāng)需要具有可能的較高速度和輸出的更加“連續(xù)”的過(guò)程時(shí)，可以采用各種已知的旋轉(zhuǎn)或“輪式”擠出技術(shù)。在實(shí)施例中，輪式擠出裝置和設(shè)備可以如所需經(jīng)配置以在各個(gè)方向上擠出，例如，朝上，或?qū)τ谝恍?yīng)用可能更加合乎需要地，朝下。
[0026]本發(fā)明的另一實(shí)施例包含由已經(jīng)為固態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)瓶級(jí)PET樹(shù)脂制成的單層擠出PET容器。標(biāo)準(zhǔn)瓶級(jí)PET樹(shù)脂可以具有從約0.65到約0.87的IV。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況下，此類(lèi)PET樹(shù)脂可以為固態(tài)的以將其IV增加至從約0.96到約1.4，并且對(duì)于一些實(shí)施例，約1.1。此類(lèi)樹(shù)脂可能缺乏擴(kuò)鏈劑或其他類(lèi)似添加劑或改性劑。(例如)結(jié)合朝下擠出輪式工藝的此類(lèi)樹(shù)脂的擠出吹塑可以生產(chǎn)具有良好的清晰度和材料分配(所述材料分配可以導(dǎo)致改進(jìn)的容器強(qiáng)度和性能)的可再循環(huán)(例如，標(biāo)記為#1)PET容器。如本文所引用的“良好清晰度”可以描述大體上不含條紋和/或模糊的容器。根據(jù)本發(fā)明的教示所生產(chǎn)的容器可以產(chǎn)生非常適合于經(jīng)受跌落試驗(yàn)的容器，包括常規(guī)的三英尺跌落試驗(yàn)(所述試驗(yàn)可以為“冷卻的”或“未冷卻的”試驗(yàn))。也就是說(shuō)，在限制試驗(yàn)的情況下，相當(dāng)大數(shù)目(例如，超過(guò)50%)的測(cè)試容器經(jīng)過(guò)了三英尺跌落試驗(yàn)。在實(shí)施例中，結(jié)合此類(lèi)樹(shù)脂的EBM加工，可能需要維持大體上一致的模具溫度。
[0027]已經(jīng)出于說(shuō)明和描述的目的呈現(xiàn)出對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例的前述描述。這些描述并不意在覆蓋所有范疇或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式，且依照以上教示，各種修改和變化都是可能的。實(shí)施例經(jīng)挑選和描述以便說(shuō)明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，以由此使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明及具有適合于所預(yù)期的特定用途的各種修改的各種實(shí)施例。本發(fā)明的范圍既定由所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種擠出PET型坯，其包含: 包含PET的第一擠出聚合物；以及 包含PET的第二擠出聚合物； 其中所述第一聚合物和所述第二聚合物為共擠出的，所述第一擠出聚合物和所述第二擠出聚合物處于固態(tài)，并且所述第一擠出聚合物具有比所述第二擠出聚合物的特性粘度更高的特性粘度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第一擠出聚合物具有至少0.96的特性粘度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第一擠出聚合物具有從約1.0到約1.4的特性粘度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第二擠出聚合物具有小于0.85的特性粘度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第二擠出聚合物具有從約0.80到約0.87的特性粘度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第二擠出聚合物包含消費(fèi)后回收的(PCR)PET或再磨研PET。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第二擠出聚合物包括著色劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第一擠出聚合物的橫截面厚度至少約為總型坯厚度的0.20。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其中所述第二擠出聚合物的橫截面厚度小于總型坯厚度的約0.80。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯，其包括一個(gè)或多個(gè)額外擠出聚合物層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的型坯，其中所述一個(gè)或多個(gè)額外擠出聚合物層包含再循環(huán)或再磨研材料。
12.一種由根據(jù)權(quán)利要求1所述的型坯形成的容器。
13.一種擠出PET型坯，其包含: 包含PET的擠出單層聚合物； 其中所述擠出單層聚合物處于固態(tài)，并且所述擠出單層聚合物具有從約0.96到約1.4的特性粘度并且缺乏擴(kuò)鏈劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的型坯，其中所述特性粘度為約1.1。
15.一種由根據(jù)權(quán)利要求13所述的型坯形成的容器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容器，其中所述容器大體上不含條紋和模糊。
【文檔編號(hào)】B29C49/22GK103747940SQ201280041202
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月25日
【發(fā)明者】W·C·揚(yáng), H·S·霍爾特, G·摩斯, M·C·基茨米勒 申請(qǐng)人:普拉斯蒂派克包裝公司