專利名稱：包覆模制容器的制造方法、包覆模制容器和預制坯、以及回收包覆模制容器的方法
技術領域：
本發明總的涉及模制的聚合物容器，更具體地，涉及用于制造包
覆模制(overmolded)容器的方法，該方法可提高容器的某些性能， 譬如表面紋理和手感、色彩和其他視覺設計變量、絕熱性以及其他功 能。
背景技術：
基于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯由于其良好的機械性 能和隔離性能，已經廣泛用作容器的材料。然而，由PET制成的容器 通常具有堅硬且光滑的表面。這些表面難于握持，容器可能從使用者 的手中滑出，并導致容器內含物發生溢出。如果將在低溫條件(譬如 冰箱)儲藏過的裝滿東西的容器產品(譬如，包含飲料的瓶子)在室 溫下取出使用以致水分凝結在容器外側，通常會更容易失手。因此， 非常期望對PET容器和其他熱塑性聚合物容器的握持性能 (grippability )進行改善，尤其是對于那些在冷凝物形成于容器外側 的狀態下頻繁使用的容器產品。在此使用的術語"可握持性"和"握 持性能"表示容器表面能夠牢固握持而不會滑出的性能。
由于PET已經在飲料和生活消費品領域獲得日益增長的運用，商 標擁有者被迫找出方法(尤其是通過包裝創新)來區別他們的產品。 創新設計特征的例子包括在容器上使用不同的紋理和著色的容器。雖 然許多這種營銷創新在概念上引人入勝，但它們的執行從生產、成本 或環境考慮來說并不實際，或者容器可能擁有某些使設計在其他方面 不適當的特性。例如，著色的容器會嚴重破壞PET回收物流，因為它 們不能容易地與其余PET物流分離。此外，制作帶紋理的容器需要紋 飾模具。這種模具通常非常昂貴，并一旦產生模具之后難于改變紋理。 因此，在本領域期望能夠使PET包裝產品變得獨特、而不會對PET回收物流產生有害影響或是過度增加成本。
包覆模制或多組份模制已經在注射模制領域獲得廣泛使用。包覆模制主要被定義為這樣一種過程通過注射模制法使用兩種或多種熱塑性樹脂來制造成品元件。包覆模制已經在電纜領域使用了多年，并日益影響到工業和生活用品領域。在這些領域中，許多運用將柔軟觸感材料與剛性部件相接合。柔軟觸感材料可提供改進的美觀、更好的觸感性能以及改進的握持性能。接合軟質和剛性材料最為廣泛使用的方法是使用包覆模制。傳統上，將軟質材料直接包覆模制到剛性材料上以產生成品部件。期望提供一種方法來將柔軟觸感材料運用于譬如飲料容器的剛性容器。
因此在包裝領域存在以下需求產生一種易于著色且具備可控制的握持功能、絕緣功能和/或其他功能的容器；以及獲得上述設計特征而不會對PET或其他熱塑性回收物流產生負面影響。此外，在包裝領 域還存在以節省成本的方式來生產上述容器的需求。

發明內容
現提供一種用于制造包覆模制容器的方法以及包覆模制容器。該包覆模制容器可有利地提供增強的視覺和觸覺特性，并允許新穎的包裝設計、改進的握持性能和熱絕緣性。這種制造方法以成本節省的方式實現上述容器優點，而不會影響材料回收物流或是使得影響最小化。
按照一個方面，上述制造容器的方法包括下列步驟提供用于容器的預制坯，該預制坯包括熱塑性聚合物；將彈性的包覆模制材料至少包覆模制在預制坯的一部分上，由此形成包覆模制預制坯；以及對包覆模制預制坯進行吹塑模制，由此形成包覆模制容器。在一個優選實施例中，所述包覆模制容器是飲料容器。
上述預制坯可以由多種熱塑性聚合物制成。在一個實施例中，熱塑性聚合物包括一種或多種聚酯。在一個優選實施例中，熱塑性聚合物是或包括聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚物。
上述包覆模制材料被選擇為可以在適當溫度和壓力下通過吹塑模制工藝進行加工，這樣包覆模制材料能夠與預制坯相符地延展，并呈
現為最終所得的吹塑模制容器的形狀。在一個實施例中，包覆模制材 料包括熱塑性彈性體。合適的包覆模制材料的例子包括聚烯烴彈性體、 聚烯烴塑性體、改性的聚烯烴彈性體、改性的聚烯烴塑性體、熱塑性 聚氨酯彈性體及其組合。
在一個實施例中，包覆模制材料具備小于1.00g/cc的密度，這樣 可以譬如通過水浮沉工藝(其依賴于熱塑性聚合物與包覆模制材料之 間的密度差)方便對熱塑性聚合物進行最終的回收。
作為選擇，包覆模制材料可以包括一種或多種添加劑。可能的添 加劑的例子包括著色劑、UV阻斷劑、潤滑劑、增滑劑、加工助劑、 氧化穩定劑、熱穩定劑及其組合。
在一個實施例中，包覆模制材料覆蓋包覆模制容器外表面的大部分。
按照另一方面，提供了一種吹塑模制容器。在一個實施例中，該 容器包括具有外表面和內部空間的容器主體，其中容器主體通過對 熱塑性聚合物的預制坯進行吹塑而形成；以及與容器主體外表面的至 少一部分相符地固定的包覆模制層。
在一個實施例中，所述容器是瓶子。在一個實施例中，該瓶子是 圓柱形的并包括具備外螺紋的瓶頸，所述外螺紋布置在開口端瓶口與 壓蓋凸緣之間。在一個實施例中，包覆模制層包括包覆模制材料，其 覆蓋底端和側壁且其邊沿終止在壓蓋凸緣處。在另一實施例中，包覆 模制層覆蓋底端、側壁和壓蓋凸緣。
按照另一方面，提供了一種封裝飲料。在一個實施例中，該封裝 飲料包括具有外表面和內部空間的容器主體，其中容器主體通過對熱 塑性聚合物的預制坯進行吹塑而形成；與容器主體外表面的至少一部 分相符地固定的包覆模制層；以及裝在容器內部空間中的飲料。
在一個具體實施例中，提供了一種飲料容器，其包括至少由PET 共聚物形成的吹塑模制瓶；包括乙烯a-烯烴樹脂或其他聚烯烴彈性體 或塑性體的包覆模制層，其中該包覆模制層相符地固定到所述瓶的外 表面的至少一部分上；以及裝在瓶中的飲料。
按照又一方面，提供了一種用于回收包覆模制容器的方法。在一個實施例中，該方法包括下列步驟將上述容器分割成多個碎塊；以 及使用物理分離工藝將所述包覆模制層的碎塊從容器主體的碎塊分 離。在一個示例中，所述物理分離工藝包括空氣分離工藝或浮沉工藝。


圖1概略性顯示了用于制造包覆模制容器的 一個實施例的工藝流
程；
圖2是用于容器的熱塑性聚合物預制坯的一個實施例的橫截面視
圖3是用于容器的熱塑性聚合物包覆模制預制坯的一個實施例的 橫截面視圖4是包覆模制容器的一個實施例的平面圖(圖4A)和橫截面視 圖(圖4B),其中包覆模制材料僅僅覆蓋了容器主體的一部分；
圖5是包覆模制容器的一個實施例的平面圖(圖5A)和橫截面視 圖(圖5B)，其中包覆模制材料覆蓋了容器主體并終止于壓蓋凸緣之 下；
圖6是包覆模制容器的一個實施例的橫截面視圖，其中包覆模制
材料覆蓋了容器的主體并延伸到壓蓋凸緣處；
圖7是處于包覆模制容器中的封裝飲料的一個實施例的平面圖，
該包覆模制容器的一部分表面上具有刻點；
圖8是工藝流程圖，顯示了用于回收熱塑性包覆模制容器的流程
的一個實施例；
圖9是(溫度與時間的)曲線圖，顯示了兩個示例的熱塑性包覆 模制容器與非PET容器絕熱性能之間的比較。
具體實施例方式
熱塑性包覆模制容器及其制造方法已經獲得發展。在優選實施例 中，制造該容器的方法包括下列步驟提供用于容器的預制坯，該預 制坯由熱塑性聚合物制成；將彈性的包覆模制材料包覆模制到預制坯 的至少一部分上，由此形成包覆模制預制坯；然后對包覆模制預制坯進行吹塑模制，由此形成包覆模制容器，該容器可以是飲料容器。這 種新的方法使得可以節省成本地生產廣泛多種具有柔軟觸感材料涂層 的容器，這可以提供增強的視覺和觸覺特性(譬如鮮明的色彩、柔軟 的觸覺)、新穎的包裝設計、改進的握持性能和/或熱絕緣性，除了這 些技術優點之外，這種容器還可以有利地進行回收而不會影響聚合物 材料回收物流或是使得影響最小化。
按照一個具體優點，相對柔軟的彈性包覆材料允許了包覆模制容 器的外表面能夠模制成在表面上具有精美細節、微小而銳利的高度變 化。這樣使得容器的外表面能夠譬如模制有復雜的紋飾表面、以及文
字和圖案。與此相反，像傳統PET共聚物這類的較硬材料通常不能吹
塑模制有上述銳利細節。
在此使用的術語"包括"、"包含"期望是開放而非限制的術語， 除非特意給予了說明。
制造包覆模制容器的方法
圖1中顯示了該流程的一個實施例。圖1顯示了用于制造熱塑性 包覆模制容器20的工序IO的步驟。首先，提供能夠進行包覆模制的 合適預制坯12。接著，譬如通過利用注射模制法將預制坯12與包覆 模制材料14進行包覆模制，由此形成包覆模制預制坯16。然后，包 覆模制預制坯16譬如利用延展吹塑模制工藝進行吹塑模制。
在優選實施例中，預制坯通過利用本領域公知的技術和設備由熱 塑性聚合物組份注射模制形成。在一個典型實施例中，通過將聚酯組 份注射模制為可吹塑的幾何形狀來形成容器預制坯。作為替換，預制 坯也可以通過其他的公知技術(譬如壓縮模制法)進行制造。
在優選實施例中，包覆模制材料通過利用本領域公知的技術和設
備由包覆模制材料注射模制形成。例如，包覆模制可以在形成預制坯 的相同模具中完成(譬如，利用兩次模制工藝或雙組份注射模制工藝)，
或者預制坯被傳送到用于包覆模制步驟的第二模具中(例如利用夾物
模制法)。在包覆模制工藝步驟的一個實施例中，合適的彈性體被熔融
然后注射模制到預制坯上，由此形成其原始坯體上具有彈性體層的包覆模制預制坯。取決于最終的包覆模制容器的具體設計考慮，包覆模 制材料的厚度及其所覆蓋的表面區域可以發生改變。
在一個替換實施例中，可以在單個步驟中形成包覆模制預制坯。 例如，可以采用本領域公知的共注射工藝，此時熱塑性聚合物和彈性 包覆模制材料被同時注射到用于預制坯和包覆模制結構的模具中。
在優選實施例中，包覆模制預制坯利用本領域的技術和設備通過 延展吹塑工藝而轉變成包覆模制容器。例如，該過程步驟包括利用與 非包覆模制的預制坯相類似的加熱廓線對包覆模制的預制坯進行加熱 (譬如在紅外線爐中)，然后利用壓縮空氣和拉伸桿將包覆模制的預制 坯延展吹塑模制為最終的容器形式。作為替換，也可以通過本領域技 術人員公知的單步吹塑模制法制得上述容器。
一 些吹塑模制參數可能需要進行調整以適應包覆模制材料層的存在；然而，這些調整都落在 常規熱塑性塑料(譬如PET)工藝條件的范圍內。
在一個具體實施例中，上述方法適用于制造充碳酸氣和無碳酸氣 軟飲料領域和食品領域中的包裝應用容器。形成這些容器的常規制造 方法包括注射模制容器預制坯，然后在單級或雙級吹塑模制制造系統 中由預制坯制得容器。這類方法對于本領域的技術人員是公知的。可 能的預制坯和容器結構的例子在美國專利5,888,598中得到公開，該公 開在此結合作為參考。這類方法易于適應包覆模制彈性層在容器預制 坯上的存在。在一個實施例中，如制造薄壁一次性PET飲料容器所用 的市售設備可以用于制造在此描述的包覆模制容器。在另 一實施例中， 也可以使用像制造常規厚壁可再裝PET容器所用的商業設備。
熱塑性聚合物和預制坯
預制坯可以由多種熱塑性聚合物制成。在一個實施例中，熱塑性 聚合物包括一種或多種聚酯。在一個實施例中，熱塑性聚合物包括聚 丙烯。在一個優選實施例中，熱塑性聚合物是或包括聚對苯二曱酸乙 二醇酯共聚物。在一個實施例中，上述聚合物適用于封裝帶碳酸氣或 不帶碳酸氣的的飲料以及氧敏感型的飲料或食品。合適的聚合物包括 PET共聚物、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚間苯二甲酸乙二酯、乙二醇改性的無定形PET共聚物(通常稱之為PETG)、 二價酸改性的 無定形PET等。PET共聚物由于在多種容器運用中得到使用而尤其 有用。在此使用的"PET共聚物"表示那些包含二元醇組份和二價酸 組份的化合物，所述二元醇組份具有由乙二醇構成的重復單元而所述 二價酸組份具有由對苯二酸構成的重復單元。合乎期望的是，在一些 實施例中，基于100摩爾％的二價酸組份和100摩爾％的二元醇組份 來說，PET共聚物具備小于20%的二價酸組份變體和/或小于10 %的 二元醇組份變體。這類PET共聚物是公知的。
作為選擇，也可以使用多層的預制坯。例如，預制坯可以如本領 域所公知地包括3層或5層的結構。在3層預制坯結構的一個實施例 中，中間層是阻擋層，產品接觸層和外層是聚酯層。在5層預制坯結 構的一個實施例中，內層和外層是純凈的聚酯層，第二和第四層是可 回收的PET層，而第三層是阻擋層。
在一個優選實施例中，預制坯包括圓柱形的注射模制預制坯，其 具有開口頂端和瓶頸。在一個實施例中，預制坯還包括錐形的肩部形 成部分、厚度基本相同的中間圓柱形部分，以及基部形成部分。在各 種實施例中，預制坯是無定形和基本透明的。
圖2中顯示了預制坯30的一個實施例。該預制坯30通過對PET 基樹脂注射模制形成，并包括其下端終止在壓蓋凸緣34處的帶螺紋瓶 頸32。在壓蓋凸緣34下面，存在大致圓柱形的部位35,該部位終止 在外徑逐漸增大的部位36處，由此提供遞增的壁厚。在部位36之下， 是拉長的主體部位38。
包覆模制材料和包覆模制過程
在優選實施例中，包覆模制步驟包括將彈性包覆模制材料與容器 預制坯一起注射模制或注射模制到其上。彈性包覆模制材料的選擇取 決于具體運用所期望的特定功能。例如，可以將包覆模制材料組份選 擇為獲得所需的紋理或柔軟手感、 一定的握持性能或其他功能。工藝 上的考慮和其他因素對此選擇也有影響。例如，不同包覆模制材料的 密度、延伸比、顏色、成本和可回收性可以不同，這取決于包覆模制容器的最終用途或設計約束。
譬如取決于所制造容器的具體設計，預制坯的表面被包覆模制材 料所覆蓋的量可以發生改變。在一個實施例中，包覆模制材料覆蓋住 包覆模制容器外表面的大部分。例如，包覆模制材料可以覆蓋預制坯
外部表面積的50%到95%。在其他實施例中，可以覆蓋小于50°/。的 外表面。
在此使用的術語"彈性包覆模制材料"表示那些包含熱塑性彈性 體的組合物，所述熱塑性彈性體能夠在與預制坯和吹塑模制工藝相一 致的適當條件下被包覆模制。在優選實施例中，將包覆模制材料選擇 為可以在與吹塑模制工藝相一致的適當溫度和壓力下進行加工，這樣 包覆模制材料能夠與預制坯相符地延展，并呈現為最終所得的吹塑模 制容器的形狀。彈性包覆模制材料層可以通過穿過粗糙表面的機械式 聯鎖或穿過彈性體官能團的機械結合，與下層的熱塑性聚合物結構可 分離地固定。
彈性包覆模制材料被選擇為足夠柔軟以致在處理過程中以及在處 理之后呈現模具的形狀。下層的熱塑性聚合物在吹塑模制處理之后一 旦被冷卻，則足夠的硬以便將彈性包覆模制材料維持為它的延展、模 制后形狀。
在此使用的術語"熱塑性彈性體"包括彈性體、塑性體、改性的 彈性體和改型的塑性體，它們在本領域是公知的。合適熱塑性彈性體 的代表性例子(它們可以通過常規的注射模制設備來使用)包括聚烯 烴彈性體(譬如乙烯-丙烯橡膠)、聚烯烴塑性體、改性的聚烯烴彈性 體(譬如乙烯、丙烯和苯乙烯的三元共聚物)、改性的聚烯烴塑性體、 熱塑性聚氨酯彈性體、丙烯酸-烯烴共聚物彈性體、聚酯彈性體及其組 合。具體但非限制地，市售包覆模制材料的例子包括Dow Chemical Company的VERSIFYTM塑性體和AffinityTM彈性體；DSM的 SarlinkTM和VersalloyTM; GLS Corporation的DynaflexTM、 KratonTM和 VersaflexTM; Exxon Mobil的 SantopreneTM ， Uniprene; Tekbond; Elexar; Monprene; Teknor Apex的Tekron等。這些材料中的一些還在Batistini，Macromol.Symp.l00:137-42 ( 1995)
中得以描述。
在一個實施例中，期望的是熱塑性彈性體具備小于1.00g/cc的密 度。這樣可便于對熱塑性聚合物和/或包覆模制材料進行分離和回收。
在一個實施例中，包覆模制容器上的包覆模制材料層具備O.lmm 到5mm的厚度，優選從O，lmm到3mm。
期望的是，熱塑性彈性體具備Shore (肖氏)D 45以下、優選 Shore D 30以下的柔軟度/硬度。
在可選實施例中，包覆模制材料可以包括一種或多種添加劑。可 能的添加劑的例子包括顏料和其他著色劑、UV阻斷劑、潤滑劑或增 滑劑、加工助劑、抗氧化劑、抗菌劑、熱穩定劑及其組合，它們在本 領域是公知的。在一個實施例中，添加增滑劑以改善瓶與瓶之間在生 產線上(譬如，氣流式輸送器)所發生的摩擦。在其他實施例中，包 覆模制材料可以包括具備下列官能團的化合物，該官能團在需要時能 夠改善包覆模制層與下層的熱塑層之間的粘附。
此外顯而易見的是，如果需要，通過采用兩種或多種包覆模制組 份，包覆模制可以包括一次以上的包覆模制操作來形成包覆模制預制 坯。例如，兩種或多種不同類型或色彩的彈性樹脂可以覆蓋預制坯的 不同區域，這樣由此得到的吹塑模制容器具有不同外觀或觸感的部位。
圖3中顯示了包覆模制預制坯40的一個實施例。圖示的包覆模制 預制坯40包括圖2中所示的基體預制坯30，還包括處于部位36的一 部分和部位38上的彈性包覆模制材料42。在其他實施例中(未顯示)， 取決于容器產品設計上的考慮，包覆模制材料42可以形成為(包覆模 制為)或多或少地覆蓋住基部預制坯(譬如，僅僅覆蓋部位38的一部 分，或所有的部位38、 36和35等)。
吹塑模制
一般來說，本發明的實施例可以通過吹塑模制來制造。吹塑模制 的各種方式是眾所周知的。在一個優選實施例中，吹塑模制過程包括 對預制坯進行再加熱延展吹塑模制的過程，這些在本領域是公知的。
在一個實施例中，包覆模制預制坯被放置在吹塑模制設備中，該 設備包括與瓶頸相接合的上部模件、具有內腔用于形成容器側壁形狀 的中間模件、以及具有上表面用于形成容器基部的向外凹拱部位的下部模件。在一個具體實施例中，基礎材料是PET共聚物。按照常規的 再加熱延展吹塑模制工藝，注射模制的預制坯首先被再加熱至適于進 行延展和定位的溫度(譬如80至130°C )并被放置到吹塑模具中，然 后將軸向拉伸桿插入開口上端并向下移動以便軸向延展預制坯。在其 之后或與此同時，膨脹氣體被導入到預制坯內部，由此將肩部、側壁 和基部形成部向外軸向膨脹至與模具部件的內表面相接觸。由此所得 的吹塑容器具有與預制坯相同的帶外螺紋瓶頸和最下的頸部凸緣。容 器的其他部分也發生膨脹，盡管程度不同。典型地，包覆模制材料以 相稱方式與基體預制坯一起膨脹和延展。
包覆模制容器
可以制造出廣泛多種包覆模制的吹塑模制容器。該包覆模制容器 主要可用于食品、飲料、個人護理或藥物產品。合適類型的包覆模制 容器的代表性例子包括瓶、罐、桶、玻璃水瓶、冷卻器等。
在一個實施例中，所述容器包括具有外表面和內部空間的容器主 體，其中該容器主體通過對熱塑性聚合物的預制坯進行吹塑模制而形 成；以及與容器主體外表面的至少一部分相符固定的包覆模制層。在 一個實施例中，所述容器主體包括底端、開口端瓶口以及從底端延伸 到開口端瓶口的側壁。
在一個優選實施例中，所述容器是瓶子。在一個實施例中，所述 瓶是圓柱形的并包括具有外螺紋的瓶頸，所述外螺紋布置在開口端瓶 口與壓蓋凸緣之間。在一個實施例中，包覆模制材料覆蓋住底端和側 壁，且其邊沿終止于壓蓋凸緣處。在另外一個實施例中，包覆模制材 料覆蓋底端、側壁和壓蓋凸緣。
圖4A-4B中顯示了包覆模制容器的一個實施例。該容器50包括 熱塑性聚合物的主體52，其包括限定瓶口 56的帶螺紋瓶頸54;位于 帶螺紋瓶頸下面的壓蓋凸緣58;從壓蓋凸緣延伸的錐形部位60;在錐
形部位之下延伸的主體部位62;以及處于容器底部的基部64。容器 50包括覆蓋部位62但未覆蓋部位60的包覆模制層66。在給容器充滿 產品(譬如飲料)之后，封閉件68對容器50的瓶口 56進行密封。
圖5A-5B中顯示了包覆模制容器的另外一個實施例。該容器70 包括熱塑性聚合物的主體52,其包括限定瓶口 56的帶螺紋瓶頸54; 位于帶螺紋瓶頸下面的壓蓋凸緣58;從壓蓋凸緣延伸的錐形部位60; 在錐形部位之下延伸的主體部位62;以及處于容器底部的基部64。容 器70包括包覆模制層72，其覆蓋部位62和部位60并終止于壓蓋凸 緣58之下。在給容器充滿產品(譬如飲料)之后，封閉件68對容器 70的瓶口 56進行密封。
圖6中顯示了包覆模制容器的另外一個實施例。該容器80包括 熱塑性聚合物的主體52，其包括限定瓶口 56的帶螺紋瓶頸54;位于 帶螺紋瓶頸下面的壓蓋凸緣58;從壓蓋凸緣延伸的錐形部位60;在錐 形部位之下延伸的主體部位62;以及處于容器底部的基部64。容器 80包括包覆模制層82，其覆蓋部位62和部位60并延伸到壓蓋凸緣 58上。
封裝飲料
在一個具體實施例中，提供了一種封裝飲料，該飲料包括上述包 覆模制容器。這種飲料產品是加壓的(譬如帶碳酸氣的軟飲料、啤酒) 或不加壓的(譬如水、果汁、運動飲料)。上述包覆模制容器可以與冷 裝填產品或熱裝填產品一起使用。
在一個實施例中，封裝飲料包括具有外表面和內部空間的容器 主體，其中該容器主體通過對熱塑性聚合物的預制坯進行吹塑模制而
形成；與容器主體外表面的至少一部分相符固定的包覆模制層；以及 裝在容器內部空間中的飲料。所述容器主體通常包括開口及其可拆除 固定的封閉件。
在一個具體實施例中，提供了一種飲料容器，其包括至少由PET 共聚物形成的吹塑模制瓶；包括烯烴基TPE樹脂的包覆模制層，其中 該包覆模制層與瓶的外表面的至少一部分相符地固定；以及裝在瓶中的飲料。
圖7中顯示了封裝飲料的一個實施例。封裝飲料90包括具有熱塑 性聚合物主體52的包覆模制瓶94，所述主體具有包覆模制材料92， 點刻區域94模制在包覆模制材料92的一部分表面上。
圖7中的刻點是細節精細程度的示范，其可以憑借相對于下層較 硬熱塑性聚合物的柔軟性和可塑性而模制到包覆模制材料的表面上。 刻點或其他模制紋理可以提供用于美觀設計目的，或是提高瓶或其他 容器的握持性能。在其他示例中，這類模制細節可以形成在包覆模制 材料的其他區域。此外，該模制細節可以呈現文字或圖案的形式。典 型地，這些精細模制細節僅僅形成在包覆模制材料上而不延伸到下層 的熱塑性聚合物。
回收方法
有利的是，包覆模制容器可以進行回收。在優選實施例中，該回 收方法包括下列步驟其中包覆模制材料和優選是PET共聚物的熱塑 性聚合物譬如通過利用PET回收工藝所公知的一種或多種常規技術 而物理分離。在一個實施例中，該方法包括下列步驟將容器分割(譬 如研磨、撕碎、切割等)成多個碎塊(有時稱之為薄片)；然后利用物 理分離方法將包覆模制材料層的碎塊與容器主體和熱塑性容器材料的 碎塊分離。在一個示例中，該物理分離方法包括空氣分離工藝或浮沉 工藝。在浮沉工藝的一個實施例中，彈性包覆模制材料的碎塊浮在水 槽面上，而熱塑性基體聚合物(譬如PET共聚物)則沉在水槽底部。
圖8中顯示了包覆模制容器的回收過程的一個示例。包覆模制容 器100被輸送至分割工序，此時容器被切割、分割、撕碎或研磨成多 個微小碎塊或顆粒。接著，這些碎塊/顆粒被輸送至分離工序，此時包 覆模制材料102 (譬如，彈性體)的碎塊/顆粒與熱塑性聚合物104 (譬 如PET共聚物)的碎塊/顆粒相分離。
上述方法及制造產品可以通過下列非限制性示例而得以進一 步理
示例1: AffinityTM PF 1140G包覆模制所得的500ml PET瓶
以下將制造一種500ml的包覆模制瓶。所有的注射模制過程將在 實驗室規模的Arburg單腔注射模制設備中執行。首先，預制坯由市 售的CSDPET (Invista，Spartanburg，SC )形成，其在140C的真空爐 烘干整夜至少于500ppm的水分含量。然后在270'C的熔融溫度下通 過注射模制制得16-g的PET預制坯。
包覆模制材料是AffinityTM PF 1140G樹脂( 一種乙烯基熱塑性 塑料，DowChemical公司)。在包覆模制步驟中，PET預制坯被傳送 及放置在一個腔中，在該腔中包覆模制材料隨之將以212'C的料筒溫 度注射模制于PET預制坯上。在一些瓶的包覆模制之前，通過將紅色 和4艮色著色劑添加于Affinity PF 1140G，可以形成紅色和4艮色的包覆 模制瓶。
接著，包覆模制預制坯被傳送至實驗室規模的SBOl吹塑模制機。 包覆模制預制坯被加熱至卯至IOO'C的溫度，并在500ml的瓶模具中 吹塑模制為500ml的瓶子。
這種熱塑性包覆模制瓶展現出良好的握持性能，并在彩色樣品中 展現可識別的紅色和4艮色。
示例2: TekbondTM 6000-45包覆模制所得的500ml PET瓶
該過程與示例1中所述的相同，但使用了 TekbondTM 6000-45樹 脂(一種熱塑性彈性體，Teknor Apex)作為包覆模制材料在158至 165X:的料筒溫度進行包覆模制。接著，包覆模制預制坯在500ml的 瓶模具中吹塑模制為500ml的瓶子。在包覆模制之前，通過將紅色或 銀色著色劑添加于Tekbond 6000-45樹脂，可以形成彩色的包覆模制 瓶。該包覆模制瓶呈現良好的可握持性、色彩以及柔軟的手感。
示例3:包覆模制容器的絕熱性能
如示例2所述制得的容器被進行測試，由此確定可以減小熱量傳 遞到容器中的速度的程度。將包覆模制和非包覆模制的PET容器都充 滿冷水并允許加熱至室溫。對水溫進行測量，由此產生溫度與時間之 間的曲線。如圖9中所示，包覆模制PET容器與非包覆模制PET容 器相比展現出能夠將低溫維持更長時間的特性，由此展現出更好的絕
熱性能。
示例4:由Affinity PF 1140G包覆模制所得的PET瓶的回收性 示例1所制得的包覆模制瓶在模擬回收過程中被分割成小塊并浸 泡在水中。Affinity PF 1140G樹脂的紅色或銀色小塊浮在水面上，而 清澈的PET小塊立即沉到水底。包覆模制樹脂與PET的碎塊毫無困 難地與水相分離。該過程模擬了常規PET回收分離過程中的沉浮工 藝。
示例5:由TekbondTM 6000-45包覆模制所得的PET瓶的回收性
示例2所制得的包覆模制瓶在回收過程中被分割成小塊并浸泡在 水中。TekbondTM 6000-45樹脂的紅色或銀色小塊浮在水面上，而清 澈的PET小塊立即沉到水底。包覆模制樹脂與PET的碎塊毫無困難 地與水相分離。該過程模擬了常規PET回收分離過程中的沉浮工藝。
示例6:各種包覆模制瓶結構及聚合物
示例1和2中所描述的常規過程可以采用不同的著色劑(包括黑 色、黃色和藍色)和不同形狀的瓶子并改變包覆模制到瓶上的覆蓋量 來重復執行。此外可以使用不同的彈性體，包括某些丙烯酸-烯烴共聚 物彈性體。
在一些情況下，包覆模制基本覆蓋瓶頸線之下的整個瓶，而在另 外一些情況下，包覆模制僅僅覆蓋瓶的下半部。
在此引用的公開文獻結合作為參考。通過上述的具體說明，在此 所描述的方法及裝置的修改和改變對于本領域的技術人員顯而易見。 這些修改和改變期望落在附屬權利要求的范圍之內。
權利要求
1.一種用于制造包覆模制容器的方法，包括提供用于容器的預制坯，所述預制坯包括熱塑性聚合物；將彈性的包覆模制材料包覆模制到所述預制坯的至少一部分之上，以形成包覆模制預制坯；以及對所述包覆模制預制坯進行吹塑模制，由此形成包覆模制容器。
2. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制容器是飲料容器。
3. 如權利要求1的方法，其中所述熱塑性聚合物包括一種或多種 聚酯。
4. 如權利要求3的方法，其中所述熱塑性聚合物包括聚對苯二甲 酸乙二醇酯共聚物。
5. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制材料包括熱塑性彈性體。
6. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制材料選自于包括以下 材料的組聚烯經彈性體、聚烯烴塑性體、改性的聚烯烴彈性體，改 性的聚烯烴塑性體及其組合。
7. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制材料選自于包括以下 材料的組丙烯酸-烯烴共聚物彈性體、聚酯彈性體及其組合。
8. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制材料具有小于1.00g/cc 的密度。
9. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制材料還包括一種或多 種添加齊'J 。
10. 如權利要求9的方法，其中所述一種或多種添加劑選自于包括 以下添加劑的組著色劑、UV阻斷劑、潤滑劑、增滑劑、加工助劑、 抗氧化劑、抗菌劑、熱穩定劑及其組合。
11. 如權利要求l的方法，其中所述吹塑模制工藝包括對所述包覆 模制預制坯進行預熱，然后對所述預熱的預制坯進行延展吹塑模制。
12. 如權利要求1的方法，其中所述包覆模制材料覆蓋所述包覆模 制容器的外表面的大部分。
13. —種吹塑模制容器，包括具有外表面和內部空間的容器主體，其中所述容器主體通過對熱 塑性聚合物的預制坯進行吹塑模制而形成；以及包括熱塑性彈性體的包覆模制層，其與所述容器主體的外表面的 至少一部分相符地固定。
14. 如權利要求13的容器，所述容器是瓶子。
15. 如權利要求13的容器，其中所述熱塑性聚合物包括一種或多 種聚酯。
16. 如權利要求13的容器，其中所述熱塑性聚合物包括聚對苯二 甲酸乙二醇酯共聚物。
17. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層包括包覆模制材 料，該材料選自于包括以下材料的組聚烯烴彈性體、聚烯烴塑性體、 改性的聚烯爛彈性體、改性的聚烯烴塑性體及其組合。
18. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層包括包覆模制材料，該材料選自包括以下材料的組丙烯酸-烯烴共聚物彈性體、聚酯 彈性體及其組合。
19. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層包括密度小于 1.00g/cc的包覆才莫制材料。
20. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層還包括一種或多種添加劑o
21. 如權利要求20的容器，其中所述一種或多種添加劑選自于包 括以下添加劑的組著色劑、UV阻斷劑、潤滑劑、增滑劑、加工助 劑、抗氧化劑、抗菌劑、熱穩定劑及其組合。
22. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層覆蓋所述包覆模 制容器的外表面的大部分。
23. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層具有O.lmm到 5mm的厚度。
24. 如權利要求14的容器，其中所述瓶子是圓柱形的并包括具有外螺紋的瓶頸，所述外螺紋布置在開口端瓶口與壓蓋凸緣之間。
25. 如權利要求24的容器，其中所述包覆模制層覆蓋底端和側壁， 且所述包覆模制層的邊沿終止在壓蓋凸緣處。
26. 如權利要求24的容器，其中所述包覆模制層覆蓋底端、側壁 和壓蓋凸緣。
27. 如權利要求13的容器，其中所述包覆模制層具有小于肖氏D30 的硬度。
28. —種封裝飲料，包括 如權利要求13的容器；以及 裝在所述容器的內部空間中的飲料。
29. —種封裝飲料，包括至少由PET共聚物形成的吹塑模制瓶；包括熱塑性彈性體的包覆模制層，其中所述包覆模制層相符地固 定在所述瓶的外表面的至少一部分之上；以及 裝在所述瓶中的飲料。
30. 如權利要求29的封裝飲料，其中所述熱塑性彈性體包括聚烯 爛塑性體。
31. 如權利要求29的封裝飲料，其中所述包覆模制層通過機械工 藝與所述PET共聚物可分離。
32. —種用于回收包覆模制容器的方法，包括 將權利要求13的容器分割成多個碎塊；以及 利用機械分離工藝將所述包覆模制層的碎塊與所述容器主體的碎塊分離。
33. 如權利要求32的方法，其中所述物理分離工藝包括空氣分離 工藝或浮沉分離工藝。
34. —種包覆模制的預制坯，包括 適合于吹塑模制成容器的熱塑性聚合物預制坯；以及 包括熱塑性彈性體的包覆模制材料，所述包覆模制材料被包覆模制在所述預制坯的至少一部分上。
全文摘要
本發明公開了一種包覆模制容器(20)及其制造方法，其可以提供增強的視覺和觸覺特性，從而允許新穎的包裝設計、改進的握持性能和熱絕緣性。該容器能夠以成本節省的方式進行制造，并對聚合物回收物流影響最小化。該制造容器的方法包括以下步驟提供容器預制坯(12)，該預制坯包括譬如PET共聚物的熱塑性聚合物；將彈性材料(14)包覆模制在預制坯的至少一部分之上，由此形成包覆模制預制坯；以及對所述包覆模制預制坯進行吹塑模制，以形成包覆模制容器。在一個實施例中，所述包覆模制容器是飲料容器。此外，還公開了包覆模制的預制坯。
文檔編號B29C49/22GK101203369SQ200680008246
公開日2008年6月18日 申請日期2006年2月17日 優先權日2005年3月15日
發明者D·J·德拉姆, R·L·雷迪, 昱 石 申請人:可口可樂公司;科爾加特·帕爾莫利弗公司