注射成型的容器的制造方法
【專利說明】注射成型的容器
[0001 ] 本申請是分案申請，其原申請的國際申請?zhí)枮镻CT/GB2009/000874，國際申請日為2009年4月I日，中國國家申請?zhí)枮?00980111986.7，進入中國國家階段的進入日為2010年9月30日，發(fā)明名稱為“注射成型的容器”。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種制造水溶性容器、特別是可用于將織物護理、表面護理或餐具洗滌組合物傳送至水性環(huán)境中的容器的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]洗滌組合物可以通過傳送盤傳送至洗滌機中，也可以直接放置在洗滌機中。所述組合物可以是粉末、液體或團塊的形式。液體和粉末組合物的缺點是容易溢出。粉末組合物的另一缺點是產(chǎn)生可被吸入的粉塵。使用洗滌組合物的團塊時，這些問題得到了克服或緩解。洗滌組合物的團塊通常是獨立包裝的。在去掉團塊的包裝以使用時，還是可能產(chǎn)生一些粉塵。另外，去掉團塊的包裝對于消費者而言也是不方便的。此外，使用者幾乎不可能避免團塊與其皮膚之間接觸，這導致使用者需要在開動機器后洗手。所有所述方法都涉及組合物與皮膚接觸的風險，在所有情況下都需要使用者在開動洗滌機后洗手。在此情形下，應該想到許多組合物含有有助于清潔作用的酶。使用者即使能夠忍受洗滌后留在衣服上的酶殘留物，可能也不愿容忍含酶的濃縮洗滌組合物與皮膚之間的接觸。
[0004]這些考慮適用于包括織物護理、表面護理和餐具洗滌在內(nèi)的領(lǐng)域。
[0005]已知可將危險性或刺激性的化學組合物包裝在如膜等水溶性或水分散性材料中。為將包裝的內(nèi)容物溶解或分散在水中，可以簡單地將包裝加入水中。
[0006]例如，WO 89/12587公開了一種包裝，所述包裝包含水溶性/分散性材料的封套，所述封套包含柔性壁和水溶性/分散性熱密封物。該包裝可以容有如除害劑、殺真菌劑、殺蟲劑或除草劑等有機液體。WO 93/08095公開了水溶性包裝，所述包裝包含包裝在水溶性或水分散性材料片中的有毒組合物，如除害劑組合物。
[0007]CA-A-1, 112，534公開了一種由膜形式的水溶性材料制得的小包，其中包有自動餐具洗滌機清潔劑組合物的漿料。水溶性材料可以是例如聚乙烯醇、聚氧化乙烯或甲基纖維素。
[0008]已知可通過使水溶性材料熱成型來形成水溶性容器。例如，WO 92/17382公開了一種容有農(nóng)用化學品的包裝，所述包裝包含非平面的水溶性或水分散性材料的第一片材，和層疊且通過水溶性/分散性密封物密封在所述第一片材上的水溶性/分散性材料的第二片材。
[0009]然而，上述包裝方法具有許多缺點。
[0010]第一個缺點是它們不具有特別吸引人的外觀。在諸如家庭環(huán)境中使用的容器等領(lǐng)域，物品極需具有吸引人的外觀。水溶性膜的封套中所容有的液體可能具有無定形的不吸引人的外觀。
[0011]第二個缺點在于，包裝中難以形成能夠同時包圍兩種不相容的組分又使它們彼此分開的兩個以上獨立的隔室。雖然WO 93/08095中已經(jīng)描述了在柔性袋中將不相容的材料分開的布置，但是所提出的方法非常復雜，目前難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。因此，其不能用于生產(chǎn)大量的容器。
[0012]第三個缺點在于，對于容器中所容有的組合物的釋放曲線只能進行有限的控制。例如，當組合物容納在兩個平面的水溶性膜之間或者容納在熱成型的包裝中時，組合物只是在膜溶解或分散在水中時被簡單地釋放。雖然可以在某種程度上控制內(nèi)容物開始釋放的時機，但是由于整個膜在幾乎同一時間溶解或分散，因此不能控制內(nèi)容物的釋放速率。另夕卜，如果沒有仔細控制熱成型，則在熱成型時在材料被拉至模具中的點處膜材料可能會無意中變薄。這可能會過早釋放包裝中的內(nèi)容物。
[0013]第四個缺點在于，容器不能以特別快的速率生產(chǎn)。對于通過熱密封平面的膜或通過熱成型生產(chǎn)的容器，容器必須立即被填充和密封。所有這些程序必須連續(xù)進行。這意味著，不能獲得適合大量銷售商品(如家用產(chǎn)品)的快速的生產(chǎn)能力。例如，標準熱成型機每分鐘只能生產(chǎn)約400?800個容器。
[0014]克服這些缺點的一個方法是使用注射成型來形成水溶性容器。利用注射成型有助于生產(chǎn)富有吸引力的多隔室水溶性/分散性容器，其中，各隔室中所容有的組合物的釋放曲線可以獨立改變。利用注射成型來形成制品是公知的，例如可參見JP07171868、GB1266560, US 2002/162940。利用注射成型有助于容易地以低成本生產(chǎn)富有吸引力的制品O
[0015]但是，利用注射成型來形成容器并非沒有其自身的相關(guān)問題。
[0016]用于形成容器的水溶性材料(例如聚乙烯醇、聚氧化乙烯或甲基纖維素)在熔融狀態(tài)具有高粘度。因此，注射成型壓力必須要高，這意味著模具和成型裝置必須設(shè)計為能夠在所述高壓下工作。這種高壓機器非常昂貴，并且操作起來也很困難。
[0017]此外，即使在所需的高注射壓力下，容器形成用材料的流動性也依然很差。因此，模具必須較淺，以使注射材料的路徑較短。如果注射材料的路徑過長，則制得的容器在從模具中取出時可能會出現(xiàn)不完整的容器壁。為消除這一問題，模具中的流路必須較寬，以實現(xiàn)充分的材料流動。
[0018]常規(guī)(現(xiàn)有技術(shù))注射成型所存在的另一個問題是容器的熱應力。水溶性/分散性材料通常在高于其熔點的溫度下注射至室溫乃至更低溫度的模具中成型。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，注射成型時的驟冷會在容器中產(chǎn)生內(nèi)應力。這些應力可以使容器弱化，并使得難以在不導致?lián)p壞的情況下將容器從模具中取出。因此最常見的取出方法要求僅成型物品的邊緣受力脫離模具，以防止物品的殘留部分破裂:如果對成型物品的任何其它部分施力，則通常物品的邊緣部分會被損壞。
[0019]本發(fā)明尋求提供可克服某些或所有上述缺點的水溶性容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的第一方面提供了一種通過將熱塑性材料注射至模具中成型而形成水溶性容器的方法，所述容器包含注射成型的水溶性聚合物，其中存在織物護理、表面護理或餐具洗滌組合物，其中，對于所述注射成型過程或者在所述注射成型過程中模具被有源加熱，所述模具在整個所述注射成型過程中處于低于所述熱塑性材料的熔點的較高溫度。
[0021]本發(fā)明的第二方面提供了一種通過將熱塑性材料注射至模具中成型而形成水溶性容器的方法，所述容器包含注射成型的水溶性聚合物，其中存在織物護理、表面護理或餐具洗滌組合物，其中，在整個所述注射成型過程中所述模具被有源加熱至低于所述熱塑性材料熔點的較高的恒定溫度。
[0022]本發(fā)明還提供了一種包括使用如上述方法所生產(chǎn)的容器的器件洗滌方法，所述方法包括在洗滌過程開始之前將所述容器引入器件洗滌機中，在洗滌過程中所述容器被完全消耗。器件洗滌機可以是例如餐具洗滌機或洗衣機。
【具體實施方式】
[0023]此處所用的術(shù)語“有源加熱”是指利用除熔融熱塑性材料傳遞的熱以外的其它熱源加熱，和受熱的流路的后繼加熱。
[0024]不必在過程中的每一時刻都向該過程提供有源加熱，盡管也可以這樣做。可以間歇地提供有源加熱。
[0025]此處所用的術(shù)語“較高溫度”最廣范地表示了高于環(huán)境溫度的任何溫度，更優(yōu)選為高于40°C的溫度，最優(yōu)選為高于50°C，如高于60°C或者甚至高于70°C的溫度。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，在整個注射成型過程中模具都應該處于較高溫度，不過所述較高溫度可以隨過程發(fā)展而改變。然而，根據(jù)本發(fā)明的第一方面和依照本發(fā)明的第二方面，優(yōu)選的是所述較高溫度在整個過程中基本恒定。基本恒定是指在整個方法中，相對于目標溫度，模具具有±10°c、更優(yōu)選±5°C的溫度。因此優(yōu)選的是，制品在從模具中取出時處于較高溫度，然后冷卻至環(huán)境溫度。冷卻可以是被動的，即，使制品在靜止的環(huán)境空氣中冷卻；也可以是主動的，即，利用低于環(huán)境溫度的冷卻的空氣或其它冷卻介質(zhì)(本說明書中也稱為“淬冷”)和/或使用空氣或其它冷卻介質(zhì)流(其自身可以是被冷卻的，也可以處于環(huán)境溫度)。
[0027]優(yōu)選不對模具施加有源冷卻而使模具溫度在取出制品之前從所述較高溫度下降。
[0028]令人驚訝的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方法克服了通常與注射成型有關(guān)的缺點。
[0029]不希望受限于理論，提出了在被加熱的注射成型模具中，注射的聚合物的流動性得到改善。這具有許多有益效果。模具中的流路可以更薄，并且仍能實現(xiàn)可靠的壁形成。這具有重大益處，即，只需較少材料就能形成制品，明顯地節(jié)約了成本。
[0030]此外，還已發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的方法中，流道可以比現(xiàn)有技術(shù)中的流道更長(并且更薄)。因此模具可以更深，且仍具有可靠的壁形成。
[0031]模具中得到改善的材料流可用于降低注射壓力。這具有額外的益處，即，可減少注射成型機的磨損/使用較低工作壓力的注射成型機。作為另外一種選擇，可以使用粘性更大的材料。
[0032]另外，因為模具被加熱，因此降低了注射成型的材料所受到的熱沖擊。因此，降低了脆性和損壞。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，從模具中取出制品的風險也被降低，因為(通常仍然很軟的)部件顯示出較低的斷裂傾向，此外在取出之后所形成的制品可以得到進一步處置以提供最終形狀。
[0033]優(yōu)選的是，模具被加熱至高于被注射成型的材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。優(yōu)選的是，模具被加熱至比被成型的材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高至少10°C?70°C或80°C的溫度，最優(yōu)選比Tg高至少20°C?60°C或70°C。此定義中的Tg使用Perkin Elmer DSC7機器通過DSC(差示掃描量熱法)確定。采用10°C/分鐘的加熱速率。將樣品加熱至高于其熔點，并使其充分冷卻至低于其Tg，并再次加熱至高于其熔點。作為另外一種選擇或補充，可以參考標準測試ASTM D 34/8 (1999)(加熱速率為10°C /分鐘)。
[0034]優(yōu)選的是，將模具加熱至比熱塑性材料的熔融溫度低至少10°C?100°C的溫度，最優(yōu)選為比被注射成型的材料的熔