专利名称：珠光容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含热塑性材料和硅氧烷流体的珠光容器。
背景技术：
在包括化妆品、衣物洗涤和食品工业在内的多种工业中普遍使用由热塑性材料制成的容器，所述热塑性材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。具有珠光外观的容器对消费者来说是有吸引力的。消费者更倾向于购买包装在珠光容器内的产品，因为此类容器往往意味着内部含有优质产品。已报道将包括珠光云母、氧化铝、二氧化硅和玻璃纤维在内的一些颗粒与热塑性材料混合以制造珠光容器，例如在Fujitsu Limited的日本专利公开2004-18629中。本文所公开的容器表面的珠光效应是通过在此类颗粒上的光干涉效应实现的。然而，因为一些原因，使用此类颗粒是不可取的。一个原因是，掺入此类颗粒可负面地影响容器的表面平滑度。另一原因是，容器表面更倾向于具有不需要的熔接线和流线。当在相反方向上行进的熔融热塑性材料的单独的熔体前沿相遇时形成熔接线。如果两个正在形成的熔体前沿彼此平行流动并在它们之间产生结合，则出现流线。从美学和容器强度两个角度来看，这些线是不可取的。此外，此类颗粒还可影响瓶的再循环能力。已提供了其它方法以向容器提供珠光外观。已报道了热塑性材料的多种组合以提供热塑性制品的珍珠灰色或所谓的珍珠样外观。此类混合物包括下列组合:聚酯和甲基丙烯酸、聚丙烯和尼龙、聚酯和聚甲基戍烯，如在Mitsubishi Rayon C0.Ltd的日本专利公开56056831A,Toppan Printing C0.Ltd 的日本专利公开 2004292037A和 Shiseido C0.Ltd 的欧洲专利公开0456929A中所公开的那些。使用此类热塑性材料组合也可造成加工困难，包括由两种或更多种热塑性材料的熔点不匹配所引起的加工困难，这因此需要添加增容剂以克服该问题。另外，组合中的一些热塑性材料是化学活性的，例如甲基丙烯酸，其可有损于由其制成的容器的稳定性。已报道在多种热塑性制品的制造中使用硅树脂，以提高热塑性制品的机械强度，以改善热塑性制品的润滑性，以及用作加工助剂。例如，如Dow Corning的美国专利5，708，084,Playtex Products, Inc 的美国专利公布 2008/0167597A1 和 Fujitsu 的日本专利公布2004-018629A中所公开因此，仍然需要开发具有珠光外观、但没有现有技术的缺点的容器。
发明内容
本发明的第一方面涉及珠光容器，所述珠光容器包含:a)约86%至约99.99%的热塑性材料，所述热塑性材料具有至少约80%的总光透射率值，和 b)约0.01%至约5%的硅氧烷流体，所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度，
其中所述热塑性材料和所述硅氧烷流体是不混溶的，它们形成层状结构，并且具有至少约0.1的折射率差值。本发明的第二方面涉及珠光容器，所述珠光容器包含:a)约86%至约99.99%的热塑性树脂，所述热塑性树脂具有至少80%的总光透射率值，和b)约0.01%至约5%的硅氧烷流体，所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度，其中所述热塑性材料和所述硅氧烷流体是不混溶的，并且具有至少约0.1的折射率差值，并且其中所述容器是吹塑的。本发明的第三方面涉及加工热塑性树脂的方法，其中将硅氧烷流体加入所述热塑性树脂中以形成母料，所述母料包含约10%至约30%的所述硅氧烷流体，其中所述树脂具有至少80%的总光透射率值，其中所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度，其中所述热塑性树脂和所述硅氧烷流体是不混溶的，并且具有至少约0.1的折射率差值。
具体实施例方式虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但据信通过下列说明将更好地理解本发明。已经意外地发现，可通过聚合物组合物的吹塑提供珠光容器，所述聚合物组合物包含相对透明的热塑性树脂和具有不大于约1，000, 000厘沲的粘度的硅氧烷流体。本发明的容器的珠光性不限于任何特定的作用机理，但据信是起因于由硅氧烷流体层和热塑性材料层构成的层状结构的形成。热塑性层的厚度范围可从几纳米到几百纳米。各热塑性层之间的空间(被硅氧烷流体层占据)相当于或小于可见光波长范围，即380-900纳米。层状结构被认为能够在入射光和反射光之间产生光干涉效应，从而导致容器表面的珠光外观。已经有意思且意外地发现，该层状结构类似于所见的在交替层中包含碳酸钙晶片和壳角蛋白膜的天然珍珠。除表现出珠光性外，本发明容器还具有改善的光泽度和表面光滑度，并且具有减少的熔接线和流线数目。除另有规定外，所有的百分比、份数和比率均基于本发明容器的总重量计。不用另外规定，测量是在大约25°C的温度和50±5%的湿度下进行的。如本文所用，术语“珠光容器”是指容器表面显示珍珠样光泽效应。本发明容器可为瓶、倒头瓶、顶盖、广口瓶、杯等。从透视的角度观察，倒头瓶是可以其顶盖端在底部放置的一类瓶。如本文所用，术语“热塑性材料”和“热塑性树脂”在本文中被定义为能够应用热和/或压力而被反复成型或模塑的聚合物原料。通常情况下，应当理解，“热塑性树脂”表示树脂形式的原料，而“热塑性材料”表示在由热塑性树脂制成的热塑性制品中的饰面材料。如本文所用，术语“硅氧烷流体”是指在室温下为流体形式的硅氧烷。 如本文所用，术语“层状结构”是指硅氧烷流体和热塑性材料以层状形式形成很好的交替层。可用显微镜观察热塑性材料的层状结构的截面视图，如通过扫描电子显微镜(SEM)。分布在热塑性材料层之间的硅氧烷流体层可为整体连贯片的形式，或者其可为许多不连续片的形式。如本文所用，术语“总光透射率(Tt) ”被定义为入射光的透射光百分比。根据ASTMD-1003“透明塑料的雾度和光透射率的标准测试方法”来测试光透射率。本文中采用2.5mm的样品厚度和钨灯光源进行Tt测量。如本文所用，“所述热塑性材料和所述硅氧烷流体是不混溶的”是指在硅氧烷流体和热塑性材料之间存在界面。可通过树脂和硅氧烷流体之间的溶解度参数(S)的差值来表征不混溶性。如本文所用，术语“溶解度参数(δ ) ”提供材料之间的相互作用程度的数值估计，并且可以很好地指示聚合物之间的溶解度。具有相似S值的材料倾向于混溶。Hildebrand溶解度参数在本文中用于本发明。如本文所用，术语“折射率O ”被表示为在真空中的光速相对于另一种介质中的光速的比率。本文中使用RI(nD25)数据，其中nD25是指在25°C下测试的RI，并且D是指钠光的D线。各种热塑性材料和硅氧烷流体的RI数据可以很容易地从书籍和/或在线RI数据库中获得。如本文所用，术语“吹塑”是指由其形成中空塑料颗粒的制造工艺。吹塑工艺开始于将塑料熔融或至少部分地熔融或热软化并将其成型为型坯或预成型件，其中所述型坯或预成型件可通过模塑或成形步骤(如注塑)形成。型坯或预成型件是在一端中具有孔的管样塑料片，压缩空气可通过所述一端中的孔。然后将型坯或预成型件夹入模具并将空气泵入其中。空气压力将塑料推出以使之符合模具的形状。一旦塑料已冷却并硬化，模具打开且所述部件被弹出。一般来说，有三种主要类型的吹塑:挤坯吹塑、注坯吹塑和注坯拉伸吹塑。如本文所用，术语“两个或更多个材料层”是指容器的两个或更多个宏观尺度层，而不是在上文提到的层状结构中的纳米尺度交替层。下面更详细地描述了本发明珠光容器的要素。热塑性材料本发明珠光容器包含约86重量％、约90重量％和约95重量％至约98重量％、约99重量％、约99.99重量％的热塑性材料，所述热塑性材料具有至少约80%或至少约85%的总光透射率值。在本发明中，有用的热塑性材料包括聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)、二醇改性的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PETG)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。有用的热塑性材料还可包括PET与其它聚合物的共混物，所述其它聚合物包括对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC/ABS)、苯乙烯丁二烯共聚物(SBS)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)等。有用的热塑性材料还可包括苯乙烯共聚物，包括丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)等。 有用的热塑性材料还可为聚碳酸酯与其它聚合物的共混物，包括聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯共混物(PC/PMMA)和聚碳酸酯/聚酰胺共混物(PC/PA)。
有用的热塑性材料还可为氯化的聚氯乙烯(CPVC)或聚氯乙烯与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物(PVC/MBS)。在一个实施例中，热塑性材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、以及它们的混合物。当在制备本发明容器中使用不止一种上文提到的热塑性材料时，优选使用的一种主要的热塑性材料构成在制造本发明容器中使用的两种或更多种热塑性材料的混合物的总重量的至少约86%、约91%、约95%或约98%。在本发明中可以使用再循环的热塑性材料。在一个实施例中，热塑性材料包含聚合物，所述聚合物选自消费者再循环后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PCRPET);工业再循环后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PIR-PET);再磨研的聚对苯二甲酸乙二醇酯；以及它们的混合物。由热塑性材料制成的容器也可再循环。可通过使用衍生自可再生资源的单体与衍生自不可再生(例如，石油)资源的单体的组合来形成任何热塑性材料。例如，热塑性材料可包含生物衍生的(部分或全部)聚合物或者包含生物衍生的聚合物或由生物衍生的单体制成的聚合物。在另一个实施例中，本发明容器包含至少约10%、约25%、约50%、约75%、约90%或约100%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其生物衍生的含量为至少约90%、约93%、约95%或约 100%ο硅氣烷流体本发明珠光容器包含约0.01%、约0.05%、和约0.1%至约0.5%、约1.5%、和约5%的硅氧烷流体，所述硅氧烷流体具有不大于1，000，000厘沲的粘度。在本发明的一个实施例中，硅氧烷流体具有至少约20厘沲、至少约50厘沲或至少350厘沲的粘度。硅氧烷流体可为直链或支链聚合物或共聚物。有用的硅氧烷流体可为二有机基聚硅氧烷。在一个实施例中，二有机基硅氧烷具有一个或多个侧基或端基，所述侧基或端基选自羟基、乙烯基、胺、苯基以及它们的混合物。合适的硅氧烷流体包括聚二甲基硅氧烷均聚物、基本上由二甲基硅氧烷单元和甲基苯基硅氧烷单元构成的共聚物、基本上由二苯基硅氧烷单元和甲基苯基硅氧烷单元构成的共聚物。可以使用此类硅氧烷流体聚合物和共聚物中的两种或更多种的混合物，无论是首先混合在一起，然后与热塑性树脂混合，或者是在相同或不同的时间单独加入热塑性树脂中。在一个实施例中，硅氧烷流体是聚二甲基硅氧烷。在另一个实施例中，本发明珠光容器，热塑性材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，硅氧烷流体是具有1000厘沲的粘度的
聚二甲基硅氧烷。在另一个实施例中，硅氧烷流体是硅氧烷弹性体，包括但不限于胺改性的硅氧烷弹性体。硅氧烷流体和热塑性材料是不混溶的，并且具有充分不同的折射率。该不混溶性和折射率的差值使得光干涉能够发生，并且在由热塑性材料和硅氧烷流体组成的层状结构之间变得明显。在一个实施例中，硅氧烷流体和热塑性材料具有至少约0.5cal1/2cnr3/2的溶解度参数差值。在另一个实施例中，热塑性材料和硅氧烷流体具有至少约0.1、约0.15的折射率差值。 添加剂
本发明珠光容器还可包含少于约9%、少于约5%或少于约1%的以下成分，包括填料、固化剂、抗静电剂、润滑剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗结块剂、催化剂稳定剂、着色剂以及其它常用的加工助剂。在本发明的一个实施例中，本发明容器包含少于1%或甚至少于约0.1%的着色剂，所述着色剂选自云母、Si02、Al2O3、玻璃纤维、以及它们的混合物。制造方法本发明容器包含约86%至约99.99%的热塑性树脂和约0.01%至约5%的硅氧烷流体，所述热塑性树脂具有至少约80%的总光透射率值，所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度，其中所述树脂和硅氧烷流体是不混溶的，并且具有至少约0.1的折射率差值，并且其中所述容器是吹塑的。吹塑包括注坯拉伸吹塑(ISBM)、注坯吹塑(IBM)和挤坯吹塑(EBM)。制造本发明容器的方法可从加工热塑性树脂以制备母料的方法开始，然后用附加量的相同或不同的热塑性材料稀释母料以制备均匀的共混物。可在加工热塑性树脂期间将包括着色剂在内的添加剂掺入母料中。然后可使均匀的共混物经历进一步的注坯拉伸吹塑、注坯吹塑或挤坯吹塑步骤。在采用ISBM工艺或IBM工艺形成容器的过程中，将上述加工的热塑性材料熔融并注入预成型件(即，半熔融中空塑料管)中，然后将型坯用加压的空气填充，从而迫使管向外膨胀以接触所需容器形状的模具表面。可以存在任选的中间步骤，其中在成形后冷却预成型件，再后来在用加压的空气填充之前再加热。在采用EBM工艺形成塑料容器的过程中，将上述加工的热塑性材料熔融并挤出成型坯，接着进行上文提到的吹塑步骤。用于制造本发明容器的方法也可从该工艺开始，即将硅氧烷流体与热塑性树脂混合成均匀的共混物而不用形成母料，然后直接使共混物经历注坯拉伸吹塑、注坯吹塑或挤坯吹塑。在本发明的一个实施例中，本发明容器是包括两个或更多个材料层的分层容器。在本发明的另一个实施例中，本发明容器在外侧热塑性材料层和内侧热塑性材料层之间具有阻隔材料层或再循环材料层。可根据在热塑制造领域中采用的常见技术由多层型坯或预成型件制成此类分层容器。在分层容器内，并非所有的材料层都必需包含硅氧烷流体，但至少一个层应包含娃氧烧流体。在另一个实施例中，容器的表面材料层中的一个或多个包含硅氧烷流体以提供珠光性，如面向外的材料层(人在观看零售商店货架上的容器时可以看到的)或面向内的材料层(人在观察容器的内部时可以看到的)。在本发明的一个方面中，本发明涉及加工热塑性树脂的方法，包括将硅氧烷流体加入热塑性树脂中以形成母料的步骤，所述母料包含按所述共混物的重量计约10%至约30%的硅氧烷流体，其中所述树脂具有至少80%的总光透射率值，其中所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度，其中所述树脂和硅氧烷流体是不混溶的，并且具有至少约0.1的折射率差值。测暈方法珠光评分 由30位小组成员(男15人,女15人,平均年龄28岁)观察相同形状容器的珠光外观，他们被要求将一组容器按珠光的顺序排列。然后，根据下面的公式计算包括纯PET容器在内的一组容器中的特定容器的珠光评分。使用纯PET瓶的珠光评分作为计算的基准。
权利要求
1.一种珠光容器,包含: a)约86%至约99.99%的热塑性材料，所述热塑性材料具有至少约80%的总光透射率值， b)约0.01%至约5%的硅氧烷流体，所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度， 其中所述热塑性材料和所述硅氧烷流体是不混溶的，它们形成层状结构，并且具有至少约0.1的折射率差值。
2.根据权利要求1所述的容器，其中所述热塑性材料和所述硅氧烷流体具有至少约0.5cal1/2cm_3/2的溶解度参数差值。
3.根据权利要求1所述的容器，其中所述热塑性材料具有至少约85%的总光透射率值。
4.根据权利要求1所述的容器，其中所述热塑性材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯以及它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的容器，其中所述硅氧烷流体是二有机基聚硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的容器，其中所述硅氧烷流体以约0.05%至约1.5%的量存在。
7.根据权利要求1所述 的容器，其中所述硅氧烷流体具有至少约20厘沲的粘度。
8.根据权利要求1所述的容器，其中所述硅氧烷流体具有至少约50厘沲的粘度。
9.根据权利要求5所述的容器，其中所述二有机基聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
10.根据权利要求5所述的容器，其中所述二有机基聚硅氧烷具有一个或多个侧基或端基，所述侧基或端基选自轻基、乙稀基、胺、苯基和乙基。
11.根据权利要求1所述的容器，其中所述热塑性材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且所述硅氧烷流体是具有1，000厘沲的粘度的聚二甲基硅氧烷。
12.根据权利要求1所述的容器，其中所述热塑性材料包括聚合物，所述聚合物选自消费者再循环后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PCRPET);工业再循环后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PIR-PET)、再磨研的聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及它们的混合物。
13.根据权利要求1所述的容器，其中所述热塑性材料包含生物衍生的聚合物或由生物衍生的单体制成的聚合物。
14.根据权利要求1所述的容器，其包含少于约9%的成分，所述成分选自填料、固化剂、抗静电剂、润滑剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗结块剂、催化剂稳定剂、着色剂以及它们的混合物。
15.根据权利要求14所述的容器，其包含少于约1%的着色剂，所述着色剂选自云母、Si02、Al2O3、玻璃纤维以及它们的混合物。
16.根据权利要求1所述的容器，其为瓶、倒头瓶、顶盖、广口瓶或杯。
17.根据权利要求1所述的容器，其是可再循环的。
18.根据权利要求1所述的容器，所述容器由两个或更多个材料层组成，其中至少一个层包含所述硅氧烷流体。
19.一种珠光容器,包含: a)约86%至约99.99%的热塑性材料，所述热塑性材料具有至少80%的总光透射率值，和 b)约0.01%至约5%的硅氧烷流体，所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度， 其中所述热塑性树脂和所述硅氧烷流体是不混溶的，并且具有至少约0.1的折射率差值，并且其中所述容器是吹塑的。
20.根据权利要求19所述的容器，其中所述容器是注坯拉伸吹塑的、注坯吹塑的或挤坯吹塑的。
21.—种加工热塑性树脂的方法，所述方法包括将硅氧烷流体加入所述热塑性树脂中以形成母料的步骤，所述母料包含按所述母料的重量计约10%至约30%的所述硅氧烷流体， 其中所述树脂具有至少80%的总光透射率值， 其中所述硅氧烷流体具有不大于约1，000，000厘沲的粘度，并且 其中所述树脂和硅氧烷流体是不混溶的，并且具有至少约0.1的折射率差值。
全文摘要
本发明涉及一种珠光容器，所述珠光容器包含约86%至约99.99%的热塑性材料、约0.01%至约5%的硅氧烷流体，所述热塑性材料具有至少约80%的总光透射率值，所述硅氧烷流体具有不大于约1,000,000厘沲的粘度，其中所述热塑性材料和所述硅氧烷流体是不混溶的，它们形成层状结构，并且具有至少约0.1的折射率差值。
文档编号C08L101/12GK103221488SQ201180053887
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月11日
发明者王平, 杨靓, J·A·麦克丹尼尔, G·A·J·德贝尔德, 王高杨 申请人:宝洁公司