實 如此,因為在基于反射而不是吸光的光屏蔽類型時,表面的成分是屏蔽性能的關鍵影響因 素,而不是容器的壁厚。
[0150] 2、通過包含在濃縮添加劑中的HIPS提供的優勢:
[0151] -其是用于無機光屏蔽填充劑的良好載體:因為其允許無機光屏蔽填充劑的濃度 充分高以優化PET添加劑的成本,并且由于其非吸濕性質、其非晶態特性以及其相對高的 Tg,其簡化了添加處理。
[0152] -當結合PET時,一旦HIPS包含的濃縮添加劑與其混合,其提供了改善容器的塑料 結構。
[0153] 以下給出HIPS的有利貢獻的細節,將其相比于其他聚合物,并且解釋選擇標準。
[0154] 1、非吸濕聚合物基底:如果添加劑在混合之前不被干燥的話,本發明描述的添加 劑百分比(5%至20%之間)充分高的用于吸濕聚合物基底,將并入足夠濕度至PET基體從 而降解該基體,在不同安裝下以及在不同情況下需要對用于基底PET的這些執行干燥,因 為如果一起執行的話,PET+添加劑的混合將由于不同密度而導致產生分離,和/或由于材 料具有不同的熱行為而導致產生結塊(PET在大約170度溫度下干燥,該溫度足夠高以超 過軟化和/或許多聚合物的熔化溫度,從而導致材料上不可能實現穩定的處理以及同質成 分。濃縮物的該預干燥以及分離將涉及要大量投資常規工廠通常不具有的裝備,使得應用 更貴,導致安裝和處理的很大困難。"非吸濕"聚合物被認為是最大吸濕能力小于其重量的 0. 1%,因而由濃縮物的基底聚合物潛在可能最大并入的濕度小于總質量(PET+添加劑)中 有0. 01 %水,因為在更高百分比的濕度時PET在塑化過程期間將在其熔化相水解惡化。
[0155] 在本發明的描述中,引用的成分是并入最多10%的HIPS,這具有最大吸濕能力 0.07% (小于0.1%)。假定該最大10% HIPS并且假定其是完全濕飽和的,應用時引用的 水的最大可能百分比將是〇. 007%。因而,如果HIPS用作包含礦物填充劑的濃縮物的聚合 物基底的話,能夠很好地避免干燥。
[0156] 例如,如果PET本身用作濃縮物的聚合物基底,要記住的是其具有的最大吸濕能 力大于0. 4%,使用相同標準的最大濃度(10% )PET添加至基底PET,假定吸濕飽和(這在 缺乏干燥時是正常的),并入總質量中的水的比例將是0. 04%,這極大超出避免水解退化 的可接受比例,并且將打斷聚合物鏈以及引起不可控的粘性降低。
[0157] 2、非晶態結構:該屬性提供了與濃縮物的聚合物基底中不存在結晶區域相關的三 個優勢:
[0158] ?非晶態聚合物不具有固定的熔化點。這在當前進行的情況下是非常重要的,考慮 到將基底PET和濃縮添加劑混合是在安裝熱點處執行的,更具體來說是在基底PET從干燥 機離開的出口,在材料塑化之前,溫度通常高于150°C,該溫度高于一些材料(諸如聚烯烴 以及其他半晶態塑料)的熔化點。如果濃縮物的基底材料在混合的時候熔化,其將與PET 形成面團質量,這將使得材料不能進入塑化系統,因而導致該處理不是切實可行的。如果我 們通過選擇不熔化的材料(諸如HIPS)來避免上述情況,將足以具有合適的Tg以及具有足 夠魯棒性以避免上述問題的結構,使得該處理在PET的正常作業條件下切實可行。
[0159] ?此外,PET預制坯及瓶在具有高礦物填充劑含量的情況下具有很大的結晶趨勢, 在Ti02的情況下也是如此,PET坯及瓶中發生的一個主要問題是,坯中的結晶區域會阻止 吹塑,這增加了由于非質量的損失并且妨礙了處理。結晶化由于其產生不透明發白區的事 實所以能夠易于在透明坯中看到,在不透明坯中保持完全隱藏,不檢測直到坯被吹塑,當吹 塑容器時該問題變得更嚴重。如果我們添加的是,PET當其伴隨Ti02或者其他無機填充劑 時將甚至更快地結晶,考慮到Ti02或者其他無機填充劑充當成核劑以及結晶促進劑,從而 確保更加非晶態的基底成分,這是關鍵優勢。附圖示出了 DSC光譜,比較PET以及PET與其 他聚合物(包括HIPS)的不同混合物,其中當HIPS添加的比例在本發明描述的范圍內時, 能夠清楚地看到朝向更加非晶態結構的強趨勢。
[0160] 以下表格(表格5)示出了容器的收縮的百分比%,容器具有相同的填充劑(9%的 Ti02)以及具有不同聚合物與PET的混合物;該參數(收縮% )是非常重要的,因為與PET 不同的縮減僅由混合物呈現,將意味著相比已經公知用于PET的公式來說需要改變用于計 算模具的尺寸的公式。
[0162] 表格 5
[0163] 如能夠看見的,HIPS不引入任何變化,而與PET不易混合(或者兼容)的其他聚合 物(諸如聚酰胺-6 (PA)、聚乙烯(PE)和基本上聚丙烯(PP))會引起比僅PET時大的縮減。
[0164] 3、玻璃化轉變溫度(Tg):這是熱塑性聚合物軟化到一定程度以獲得粘性行為的 溫度。在塑料制品中該溫度必須:
[0165] ?足夠高(超過PET的玻璃化轉變溫度)以保證在添加濃縮物時當與熱的PET混 合時充分穩定的固態結構,以避免已經提到的粘結問題,粘結會阻礙工業上合理的涂覆溶 液。
[0166] ?其必須足夠遠離PET的Tg,以便允許這些聚合物的共同模制,因為正如已經提示 的,添加劑的聚合物基底的基本功能是與PET -起形成容器的結構基底。優選的可吹塑成 型的且Tg被認為是遠離PET的Tg的聚合物的例子(因為其太低或者太高)是聚烯烴(Tg 低于(TC )或者是 PC(Tg>140°C )。
[0167] HIPS良好地符合這兩個要求,因為其Tg是大約90°C,高于PET的Tg,但接近PET 的Tg,并且低于吹塑處理中PET坯的正常加熱溫度,這將允許與PET的共同模制。
[0168] 4、耐沖擊性:這是尤其重要的,因為PET瓶的品質之一準備來說是它們不具有脆 性并且抵抗沖擊破裂;該品質必須不因并入填充劑或者添加劑而受負面改變;不幸地是, 在交易中廣泛公知的是,大量添加劑并入PET中將頻繁惡化材料的該優點。
[0169] 5、延伸能力:所有熱塑性材料具有拉伸極限,雖然它們之間具有非常重要的差別, 不對最終結構產生負面效果的話拉伸極限不能被超過,由于破裂、不期望的結晶、脆裂或者 改變外觀。考慮到為了通過吹塑形成瓶,必須使用坯或者使用擠出型坯來拉伸材料,并且考 慮到在吹塑具有添加劑或者材料的混合物的情形下,延伸能力變得關鍵,因為過度拉伸會 導致結構中的分層以及異質性,非常重要的是要選擇作為填充劑中的濃縮添加劑的基底的 聚合物,其不會惡化基底PET的拉伸能力特性。一些聚合物(諸如PS)以及一些半晶態PA 雖然它們具有先前提到的品質中其他良好的品質,但是由于它們的低耐沖擊和拉伸能力會 妨礙坯吹塑。HIPS具有的拉伸能力(根據標準IS0527-2測試)高達PET的四倍(>60vs. PET的15)。因而,如已經使用坯在強制處理條件下在真實瓶吹塑測試中證實的,HIPS相當 大地改善了 PET的拉伸能力。
[0170] 6、易混合性:在聚合物的不同族的混合物之間存在不同程度的兼容性,不能夠明 顯地描述兼容的這些以及不兼容的這些之間的兼容性的程度;但是,存在一致的兩個標準 能夠用來以可測量的方式評估聚合物之間的易混合性。這兩個標準是:混合物不透明的程 度,以及比色圖上的熱轉換分裂,諸如微差示掃描量熱法(DSC)。這些標準是我們選擇用來 評價該方面的標準,使得從該方面來說,提到除了 PET (PET是與其本身自然兼容的)之外的 聚合物,我們將標定更適合的這些,它們顯示最大程度的相似性,這導致混合物中較低的不 透明以及混合物的DSC不具有熱轉變分裂。較大兼容將是優選的以避免在實施時的混合以 及處理問題。
[0171] 以下表格(表格5)提供了不同塑料的比較,包括前述屬性以及其他屬性,其中所 提供的不同屬性分級為從-2 (最差分數)至+2 (最好分數)的值,根據的選擇基礎是HIPS 作為最適合充當包含光屏蔽填充劑的濃縮添加劑的聚合物基底的聚合物。
[0173] 表格 6
[0174] 表格中的評價標準和解釋
[0175] 每個所比較的熱塑性是相對于每個構思估計的,所有熱塑性是在生產中空部件和 容器的常用的潛在候選,分數在-2 (最差分數)和+2 (最佳分數)之間。所評估的任何方 面的負分數(小于〇)并不排除可使用性,因為它們所有都在一個方面或其他方面具有優勢 和缺陷。處理能力邏輯地涉及所評估的所有方面,除了成本;基于該原因,邏輯上來說,考慮 到已經提到的,分數差〃平衡〃,它們所有都是能夠處理的,具有不同程度的困難,沒有一個 在所有方面都是良好的。
[0176] 1、吸水性:對于這些的負估計是吸水能力大于0. 1% (它們在混合以及塑化之前 將需要干燥),用于這些的正估計具有的吸水能力小于〇. 1% ;使用定量分配標準(PE以及 PP是至少吸濕的,PA是最吸濕的)來評估(-)值和(+)值之間;
[0177] 2、非晶態性質:(+)的這些是"本身"非晶態的,(_)的這些是〃本身〃半晶態;但 是,還標定了當與PET混合時它們引起的較大或者較小的非晶態性質;
[0178] 3、Tg :對于Tg等于或者接近PET的那些來說是0 ;對于Tg低于PET的那些來說 是-1 ;對于Tg大于PET的那些來說是+1 ;
[0179] 4、Tm :對于不具有Tm(非晶態)的那些來說是+1 ;對于雖然它們是半晶態但是具 有的Tm大于PET的結晶溫度(約等于干燥溫度)的那些來說是0 ;對于除了具有Tm,所述 溫度低于PET結晶以及干燥(this情況下PE)的那些來說是-1。
[0180] 5、處理能力:在經驗測試中已經考慮了生產容器涉及的所有處理(干燥要求、抗 靜電以及混合、在熔化狀態下的擠出以及塑化、注射、模制以及吹塑。)。
[0181] 6、分裂強度:用充滿水的I. 0升容器執行受控的掉落測試,高度2. 5m,25個總瓶子 中,評估了破碎瓶子的數量。+2,沒有瓶破碎;_1,2個或者更少個瓶破碎;_2,3個或更多個 瓶破碎。
[0182] 7、延伸率:標準測試(0572-2或者ASTM638)指示出注塑的測試標本在破裂之前能 夠承受的拉伸的百分比,給出了材料的拉伸能力的概念。低于PET(根據IS0, 15%)的這 些是不可接受的,給予的分數是-2 (僅在PS的情形下,具有2%,在該方面非常差)。高于 PET的值被認為是正的,在15%至100%之間的話給予的分數是+1,當超過188%時給予的 分數是+2 (在PE的情況下如此,在該方面是最好的)。
[0183] 8、易混合性:作為PET和剩余材料之間的固體性的程度的構思,聚酯獲得了最高 分數,其他取決于由DSC曲線(熱轉變分裂)和混合物的不透明所示的易混合性的程度,使 得越不透明以及缺少分裂,分數更高。見附圖。
[0184] 9、成本:重要的方面,將影響包含光屏蔽填充劑和聚合物的濃縮添加劑的方案的 經濟以及商用可行性,光屏蔽填充劑散布在聚合物中。
[0185] 結果:與為提出的本發明的目的所描述的標準一致,HIPS是最佳的,所比較的其 他塑料與其相比具有明顯的差距。該估計僅對于所旨在的目的是有效的,不以任何方式涉 及塑料在其他應用方面的適當性。
【具體實施方式】
[0186] 單層不透明容器是本發明的主題,其包含熱塑性基體,熱塑性基體使得容器能夠 被成型,并且其形狀和物理結構構成為使得該塑料基體包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET) 和高沖擊聚苯乙烯(HIPS);并且容器還包含履行光屏蔽功能的至少兩種不透明的無機填 充劑,使得所述無機填充劑包含二氧化鈦(Ti02)和金屬鋁(Al)。
[0187] 本發明的實施方式包括的方法是,將包含HIPS、Ti02和Al的濃縮添加劑添加至 PET中,濃縮添加劑的重量相比最終成分的總重量的比例在7 %至20 %之間。該操作類似于 依靠容易獲得的定量單元將顏色劑或者其他添加劑并入主批次形式的PET中的通常操作, 除了不同在于,相對于例如為了對PET加色所需的添加劑的比例(通常在1%至2%之間) 來說,在我們的情況下,添加劑的比例是相對非常高的。實施我們的發明需要高百分比定量 分配是由于需要高比例的無機屏蔽填充劑來實現所描述的容器所需的光屏蔽水平(始終 超過90 % ;通常超過95 %,可高達99. 9 %或者幾乎絕對)。成功執行定量分配濃縮物用于 其與PET混合,優選將濃縮添加劑添加到這樣的位點,即PET離開干燥去濕單元的出口與材 料進入腔室的入口之間的位點,用于在注塑預制坯之前進行混合、塑化以及擠出熔化質量。
[0188] 此外,如描述的,由于高水平添加,建議的是尋找適當的塑料介質,使得既保證添 加填充劑的操作,又在容器中形成合適的結構基底。如我們的例子先前可見的,已經發現相 比其他可行材料,HIPS可作為特別合適的材料。
[0189] 適當選擇以及結合無機光屏蔽填充劑也是方案成功的重要因素。Ti02是高屏蔽材 料;其是公知的以及可買得起的