光澤容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光澤容器以及用于制造所述容器的方法，所述光澤容器包括具有熱塑 性材料和添加劑的層。
【背景技術(shù)】
[0002] 由熱塑性材料制得的容器已被用于包裝各種各樣的消費(fèi)品，諸如化妝品、香波、洗 滌劑和食品。對(duì)于該類(lèi)容器，具有光澤外觀是尤其吸引消費(fèi)者的。傳統(tǒng)上通過(guò)添加珠光劑 而提供的光澤效果或珠光般光澤效果或金屬光澤效果可能隱含著高級(jí)產(chǎn)品之意。
[0003] 已知具有相對(duì)高透射率的熱塑性材料，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)更易于 能夠?qū)崿F(xiàn)光澤效果。不受理論的束縛，此類(lèi)較高透射率的熱塑性材料允許更多的光透過(guò)，由 此可應(yīng)用于更多的、調(diào)節(jié)其中的光反射和折射的方法中以實(shí)現(xiàn)光澤效果，例如通過(guò)加入添 加劑，或通過(guò)對(duì)材料本身改性。
[0004] 但是，對(duì)于具有相對(duì)低透射率的熱塑性材料，難以實(shí)現(xiàn)光澤外觀。這主要是由于這 些材料，例如聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)和聚苯乙烯（PS)，固有地吸收和/或反射更多的撞 擊它們表面的入射光，并因此使更少的光被透射入內(nèi)而造成光干涉效果（其是光澤效果的 特征）。因此，此類(lèi)材料通常不提供期待的光澤效果。此外，這些較低透射率的材料通常通 過(guò)擠出吹塑（EBM)制造。相比于通常用于制造PET容器的注射拉伸吹塑（ISBM)，EBM通常 導(dǎo)致更不光滑的表面，并由此進(jìn)一步增大實(shí)現(xiàn)光澤效果的難度。選擇具有特定重量分布的 熱塑性材料（例如茂金屬PE)也可改進(jìn)光澤度，但往往這些材料比更日用的材料更為昂貴。
[0005] 因此，存在提供光澤容器的需求，所述光澤容器由此前不可用的更寬范圍的熱塑 性材料，尤其由具有較低的透光率的那些熱塑性材料制成。
[0006] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于擴(kuò)展光澤效果以用于更寬范圍的工藝、方法和條件，例如EBM。
[0007] 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供一種光澤容器，其能夠便易且有效地回收，或至少改進(jìn) 光澤容器的可回收性。
[0008] 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供不摻入或最小化昂貴成分，例如茂金屬熱塑性材料、珠 光劑的光澤容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在一方面，本發(fā)明涉及包括層的光澤容器，其中所述層包含：
[0010] a)按所述層的重量計(jì)約86%至約99. 99%的熱塑性材料，其具有約53%至約80% 總光透射率值，其中所述熱塑性材料選自聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)、聚苯乙烯（PS)及它們 的組合；以及
[0011] b)按所述層的重量計(jì)約0. 01%至約5%的添加劑，其中所述添加劑選自醇、油、硅 氧烷流體、水及它們的組合，
[0012] 其中，所述熱塑性材料和添加劑具有約0. 5cal1/2cm3/2至約20cal1/2cm3/2的溶解度 參數(shù)差值，并具有約〇. 1至約1. 5的折射率差值，并且其中所述容器是經(jīng)吹塑的。優(yōu)選地， 所述熱塑性材料和添加劑在所述層中形成微層結(jié)構(gòu)。
[0013] 在本發(fā)明中，申請(qǐng)人相信約53%的總光透射率值對(duì)于提供期待的光澤效果的容器 構(gòu)成關(guān)鍵原因。圖1示出了涉及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)的透射率和光澤度之間的相 關(guān)性。測(cè)試了具有不同透射率的容器的光澤度值（通過(guò)容器具有不同的熱塑性材料和/或 添加劑實(shí)現(xiàn)不同的透射率。圖1中的三條曲線表示通過(guò)吹塑工藝制造的具有不同拉伸率的 容器）。如圖1中所示，具有約53%的總光透射率值的容器證實(shí)了最佳的光澤效果。通過(guò) 類(lèi)比，申請(qǐng)人相信對(duì)于例如聚乙烯（PE)和聚丙烯（PP)的材料同樣如此。
[0014] 不受理論的束縛，相信光澤效果由入射光和反射光之間的光干涉效果造成。約 53%的總光透射率值是臨界點(diǎn)，其最佳地平衡了入射光、透射光、吸收光、反射光、折射光等 的量，從而提供期待的光澤效果。因此，為了實(shí)現(xiàn)約53%或至少接近53%的總光透射率值， 對(duì)于總光透射率值大于該臨界點(diǎn)的那些未改性的熱塑性材料，需要降低熱塑性材料的透射 率的方法。
[0015] 將添加劑加入熱塑性材料中并在其間形成微層結(jié)構(gòu)是本發(fā)明為了降低熱塑性材 料的透射率而采用的方法。具體地，申請(qǐng)人出人意料地發(fā)現(xiàn)通過(guò)選擇與未改性的熱塑性材 料相比，具有明顯不同的溶解度參數(shù)值和折射率值的添加劑，可得到熱塑性材料較低的透 射率。具體地，如果所述熱塑性材料和添加劑具有約〇. 5cal1/2cm3/2至約20cal1/2cm3/2的溶 解度參數(shù)差值、以及約〇. 1至約1. 5的折射率差值，則總光透射率值可降低至期待的約53% 的值，由此實(shí)現(xiàn)期待的光澤效果。不受理論的束縛，所需的溶解度參數(shù)差值確保熱塑性材料 和添加劑是不可混溶的，并且可形成微層結(jié)構(gòu)（即添加劑的微區(qū)可散布在熱塑性材料的微 層之間）。需要熱塑性材料和添加劑之間相對(duì)大的折射率差值使得允許更多的光在熱塑性 材料中反射和折射，由此降低熱塑性材料的透射率。
[0016] 經(jīng)過(guò)選擇合適的添加劑，在吹塑工藝過(guò)程中出現(xiàn)熱塑性材料的微層結(jié)構(gòu)和散布于 其間的添加劑的微區(qū)的形成。當(dāng)材料是熱的時(shí)，優(yōu)選不將添加劑加入熱塑性材料中。相反 地，優(yōu)選在環(huán)境溫度下加入添加劑以使添加劑和熱塑性材料之間的化學(xué)鍵合最小化。例如， 將熱塑性材料的薄片與添加劑混合以形成摻加物。不受理論的束縛，正是添加劑和熱塑性 材料之間的不可混溶性產(chǎn)生光澤效果。在吹塑工藝過(guò)程中，在熱塑性材料和添加劑的摻加 物受到與模具表面相對(duì)的氣壓而膨脹的步驟中，出現(xiàn)熱塑性材料的拉伸。形成熱塑性材料 的微層結(jié)構(gòu)與散布的、不可混溶的添加劑的區(qū)。光澤效果通過(guò)以下產(chǎn)生：光進(jìn)入該微層結(jié) 構(gòu)，并在撞擊熱塑性材料的微層和添加劑的微區(qū)時(shí)在該結(jié)構(gòu)內(nèi)反射和折射，由此產(chǎn)生光干 涉效果。正是光干涉效果提供光澤外觀。
[0017] 另一方面，本發(fā)明涉及用于制造光澤容器的方法，所述方法包括以下步驟：
[0018] a)將上述熱塑性材料和上述添加劑混合而形成吹塑共混物；以及
[0019] b)在模具中對(duì)步驟a)中得到的吹塑共混物吹氣以形成光澤容器。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是透射率和光澤度之間相關(guān)性的示意圖。
[0021] 圖2A是2500倍放大倍率的掃描電鏡（SEM)圖像，示出了在實(shí)例8的容器中形成 的微層結(jié)構(gòu)。
[0022] 圖2B是30000倍放大倍率的SEM圖像，示出了實(shí)例8的容器中在熱塑性材料中散 布的添加劑的微區(qū)。
[0023] 圖3是比較例9的容器的2500倍放大倍率的SEM圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0024]
[0025] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"光澤（的）"是指珠光般光澤效果或金屬光澤效果。以下描述 對(duì)于容器光澤度（即光澤效果）的測(cè)試方法。
[0026] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"透射率"是指透射光與入射光的百分比。表征材料的透射率的 一個(gè)方法是參數(shù)"總光透射率（Tt) "。Tt根據(jù)ASTMD-1003 "對(duì)于透明塑料的濁度和光透 射率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法"進(jìn)行測(cè)試。將〇. 8_厚的樣品和鎢燈光源用于本文的Tt測(cè)量。
[0027] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"溶解度參數(shù)（S) "提供材料之間相互作用程度的數(shù)值估計(jì)。材 料之間的溶解度參數(shù)差值表示材料的可混溶性。例如，具有相似S值的材料可能是混溶 的，具有較大S差值的材料趨于更不混溶。本文使用Hildebrand溶解度參數(shù)以表征材料 的S。以下描述某些示例材料的Hildebrand5的計(jì)算方法和8數(shù)據(jù)。
[0028] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"折射率（RI) "是指真空中光的速度相對(duì)于另一介質(zhì)中光的速度 的比率。本文中使用RI(nD25)數(shù)據(jù)，其中nD25是指在25°C下測(cè)試的RI，并且D是指鈉光 的D線。以下描述某些示例材料的RI(nD25)的計(jì)算方法和RI(nD25)數(shù)據(jù)。
[0029] 如本文所用，本文術(shù)語(yǔ)"微層結(jié)構(gòu)"是指在容器的一個(gè)宏觀層中散布有添加劑微區(qū) 的層狀形式的熱塑性材料的微層。散布在熱塑性材料微層之間的添加劑微區(qū)可為整體連貫 片的形式，或者其可為許多不連續(xù)片的形式。微層結(jié)構(gòu)，特別是熱塑性材料的各微層之間的 空間和散布的添加劑的微區(qū)之間的空間處于納米尺度，優(yōu)選約1-5納米至約100-500納米。
[0030] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"層"是指形成容器的材料的宏觀尺度的層，其相對(duì)于在上述的 微層結(jié)構(gòu)中的納米尺度的微層。通常，宏觀尺度的層厚度為約0.Olmm至約1〇_，或約0. 1_ 至約5_，或約0. 2mm至約1_。
[0031] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"吹塑"是指一種制造工藝，通過(guò)該工藝形成含空腔的塑料容器， 優(yōu)選適于容納組合物。吹塑工藝通常開(kāi)始于將塑料熔化或熱軟化，并使其成型為具閉合管 狀的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)的一端處具有單一開(kāi)口，空氣可通入該結(jié)構(gòu)（即用于擠出吹塑（EBM)的 型坯或用于注射吹塑（IBM)的預(yù)成型件）。然后將熔融或加熱的塑料管狀結(jié)構(gòu)固定到模具 中，用加壓空氣對(duì)開(kāi)口吹氣?？諝鈮毫⑺芰贤瞥龌?吹出"以使之適形于模具的形狀。一 旦塑料已冷卻，就打開(kāi)模具并且頂出該成型容器。一般來(lái)說(shuō)，有三種主要類(lèi)型的吹塑：EBM、 IBM和注射拉伸吹塑（ISBM)。
[0032] 如本文所用，當(dāng)組合物"基本上不含"特定成分時(shí)，其表示所述組合物包含小于痕 量，或按所述組合物的重量計(jì)小于〇. 1 %，或小于〇. 01 %，或小于〇. 001 %的該特定成分。
[0033] 如本文所用，當(dāng)用于權(quán)利要求中時(shí)，冠詞"一個(gè)"和"一種"被理解為是指一種或多 種受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的或根據(jù)權(quán)利要求書(shū)所述的物質(zhì)。
[0034] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"包含"、"包括"、"含有"、"具有"的含義是非限制性的，即可加入 不影響結(jié)果的其它步驟和其它成分。以上術(shù)語(yǔ)涵蓋術(shù)語(yǔ)"由……組成"和"基本上由……組 成"。
[0035] 光澤容器
[0036] 所述光澤容器是吹塑的，并包括層，該層包括本文所述的熱塑性材料和添加劑。本 文術(shù)語(yǔ)"容器"是指適于容納組合物的包裝。所述容器中容納的組合物可以是各種各樣的 組合物，包括但不限于洗滌劑（例如衣物護(hù)理、餐具護(hù)理、皮膚和毛發(fā)護(hù)理）、飲料、粉末、紙