杯型容器及其成型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种杯型容器及其成型方法。更具体地，本发明涉及具有提高的耐热 性和提高的诸如底部的落下强度等的机械强度的杯型容器以及该杯型容器的成型方法。
【背景技术】
[0002] 对于用于容纳饮料和食品的容器，迄今为止已广泛使用的杯型容器包括热塑性树 脂并且具有从凸缘端的内缘垂下的主体部和底部。
[0003] 已提出各种用于杯型容器的成型方法，这些方法例如通常基于注射成型或压力成 型。此外，还提出了基于压缩成型的成型方法（专利文献1)。
[0004] 然而，通过注射成型或压力成型的聚丙烯制成的薄的杯型容器具有高的容器的分 子取向各项异性，并且不能提供充分的耐热性，也不能满足容器的气体阻隔特性。
[0005] 即使通过上述专利文献1中说明的压缩成型来形成容器，也在树脂流动之前限制 用于成型侧壁的空间，即，树脂必须流过限制的空间。因此，在分子取向中产生各向异性，没 有获得满意的耐热性。
[0006] 此外，通过注射成型或压力成型成型物品必须伴随着废料树脂（scrapresin)的 产生。因此，期望有效地成型聚丙烯杯而不产生废料树脂。
[0007] 为了解决上述问题，已提出通过压缩成型的聚丙烯制成的杯型容器，该杯型容器 在容器的高度方向上和容器的周向上均匀地取向，并且在所有方向上具有均匀的强度并且 具有提高的诸如落下强度、耐冲击性和抗压强度等的机械强度（专利文献2)。在通过压缩 成型形成的杯型容器中，已解决了分子取向中的各向异性的问题，将注意力放在聚丙烯的 晶体结构中的0晶型。即，0晶型至少局部存在于主体部，使得能够给予杯型容器优异的 耐热性。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特公平6-2359号公报
[0011] 专利文献2 :国际公开2008/32841
【发明内容】
[0012] 发明要解决的问题
[0013] 然而，在通过压缩成型形成的杯型容器中，容器高度与容器的开口直径的比（L/D) 不小于1. 0的这些杯型容器伴随有如下问题：与比L/D小于1. 0的杯型容器相比，压缩成型 时树脂流动性劣化。此外，为了形成堆叠部，主体部通常必须包括厚于1.0mm的部分。在这 种情况下，没有形成0晶型并且难以给予上述优异的机械强度。
[0014] 此外，如果容器具有包括诸如乙烯-乙烯醇共聚物的气体阻隔树脂的中间层的多 层结构，由于气体阻隔树脂具有比构成内层和外层的聚丙烯树脂的熔融粘度大的熔融粘 度，因此中间层没有充分伸展。因此，难以使中间层可靠地存在直到凸缘部。此外，内层趋 于变得比外层薄，气体阻隔树脂的中间层变得可能容易受容器内含有的水分的影响并且损 失气体阻隔特性。
[0015] 此外，为了通过压缩成型形成杯型容器，熔融树脂块被供给到下金属模具中，随 后，通过上金属模具或下金属模具的移动被压缩，使熔融树脂流过通过上金属模具和下金 属模具形成的空间，以将熔融树脂形成容器的形状。这里，金属模具的表面的温度比熔融树 脂块的温度低。因此，与下金属模具接触的熔融金属块在开始压缩前被局部冷却；即，与没 有接触金属模具的熔融树脂块相比，在压缩时熔融树脂块的被冷却部分流动性劣化。结果， 分子取向根据位置而不同，耐热性降低。该问题特别是在杯型容器的底部出现。
[0016] 因此，本发明的目的在于提供一种杯型容器，尽管该杯型容器具有不小于1.0的 比L/D并且其主体部具有厚度小于1. 0_的部分，但该杯型容器在容器的高度方向和周向 上均匀地取向、在所有方向上具有均匀的强度并且具有优异的耐热性和气体阻隔特性，本 发明还提供该杯型容器的成型方法。
[0017] 本发明的另一个目的在于提供一种如下的杯型容器：从底部直到凸缘部形成多层 结构，并包括比传统中间层朝向外层侧偏离定位的中间层。
[0018] 本发明的又一目的在于提供一种如下的杯型容器：该容器不管在底部的位置如何 都没有分子取向差异产生，并在底部具有优异的诸如落下强度等的机械强度，本发明还提 供该杯型容器的成型方法。
[0019] 用于解决问题的方案
[0020] 根据本发明，提供一种杯型容器，其通过压缩成型热塑性树脂获得并且至少包括 凸缘部、主体部和底部，其中，所述容器的高度和开口的直径的比L/D不小于1. 0,如果从所 述容器的主体部切割出的试验片的高度方向由x表示，所述试验片的周向由y表示，通过使 X射线以直角入射到所述试验片的xy平面来测量衍射强度而获得的德拜环的高度方向（x 方向）的峰强度分布中，表示米勒指数为（110)的结晶面的衍射的衍射角度2 0 = 14. 5° 处的半高宽P遍及整个主体部在1. 25至1. 5的范围。
[0021] 此外，根据本发明，提供一种杯型容器，其通过压缩成型热塑性树脂获得并且至少 包括凸缘部、主体部和底部，其中，半高宽的变化率K由下式（1)表示，
[0022] K =P2/P1 (1)
[0023] 其中，Pi是所述底部的中心处的测量点的如下情况下的半高宽，P2是在底半径由R 表示、测量点的从底中心起的距离由r表示的情况下、从底中心起的半径比r/R>0. 7处的底 部的测量点的如下情况下的半高宽：如果从所述测量点切割出的所述底部的试验片的径向 由x表示，所述试验片的周向由y表示，通过使X射线以直角入射到所述试验片的xy平面 来测量衍射强度而获得的德拜环的径向（x方向）的峰强度分布中，该半高宽是表示米勒指 数为（110)的结晶面的衍射的衍射角度2 0 = 14. 5°处的半高宽，则所述半高宽的变化率 K在0. 95至1. 05的范围。
[0024] 在本发明的杯型容器中，期望的是：
[0025] 1.在所有主体部和底部形成多层结构；
[0026] 2.多层结构至少包括聚丙烯的内外层以及另一种热塑性树脂的中间层，内外层完 全覆盖中间层，使得中间层不暴露到容器的表面；
[0027] 3.在主体部中，从内表面到中间层的厚度的中心的厚度与从外表面到中间层的厚 度的中心的厚度的比在内表面侧：外表面侧=3:7-6:4的范围；
[0028] 4.在主体部的内表面或外表面形成用于堆叠的台阶；以及
[0029] 5.主体部的厚度不大于2. 0謹。
[0030] 此外，根据本发明，提供一种杯型容器的压缩成型方法，通过使用具有用于限定所 述容器的主体部的部分和用于限定所述容器的底部的部分的下金属模具和上金属模具、将 熔融树脂块供给到所述下金属模具中并且利用所述上金属模具和所述下金属模具压缩所 述熔融树脂块，其中，在所述熔融树脂块被供给到所述下金属模具之后，通过所述上金属模 具或所述下金属模具的移动完成成型的点之前的5_的点处压缩速度在不大于100mm/秒 的范围。
[0031] 在本发明的杯型容器的压缩成型方法中，期望的是：
[0032] 1.在所述上金属模具或所述下金属模具移动之前限定变为开口的端部的部分或 其一部分，在所述上金属模具或所述下金属模具移动时，在形成所述容器的底部和主体部 的部分的厚度变化的情况下进行压缩成型；
[0033] 2.所述熔融树脂块被供给到所述下金属模具中，以便与所述下金属模具的用于限 定底部的、至少所述半径比r/R>0. 7的部分接触；
[0034] 3.所述熔融树脂块被供给到所述下金属模具中，从而使熔融树脂与所述下金属模 具的用于限定底部的部分的几乎整个表面接触；以及
[0035] 4.所述熔融树脂块具有包括芯层和壳层的多层结构。
[0036] 发明的效果
[0037] 虽然容器的高度（L)和开口的直径（D)的比（L/D)不小于1. 0,但是本发明的杯型 容器具有使表示米勒指数为（110)的结晶面的衍射的衍射角度2 0 =14.5°处的半高宽P 在其高度方向上遍及整个主体部在1. 25至1. 5的范围，特别是在1. 3至1. 4的范围。艮口， 杯型容器几乎各向同性的取向并且具有优异的耐热性。
[0038] 此外，树脂在高度方向上已充分延伸。因此，在具有多层结构的杯型容器中，可以 从底部直到凸缘部形成中间层而不暴露到容器的表面。此外，与通过注射成型等方法形成 的传统杯型容器相比，使中间层位于外层侧。因此，即使在经受内容物中的水分影响的气体 阻隔树脂被用作中间层的情况下，也能够获得优异的气体阻隔特性而不被损坏。
[0039] 此外，与通过注射成型或压力成型形成的杯型容器相比，本发明的杯型容器的特 征在于优异的透明性和尺寸精度。
[0040] 当尝试通过压缩成型方法形成大L/D值的高杯型容器时，通常，分子趋于在高度 方向上比在周向上取向更多，因此，分子取向趋于各向异性。在本发明的杯型容器的成型方 法中，压缩成型的成型速度（压缩速度）降慢以改变树脂的剪切速度，这能够控制树脂的高 度方向上的流动。结果，在高度方向上抑制了树脂取向，控制P值在上述范围内，分子可以 几乎各向同性的取向，杯型容器提供有优异的上述耐热性。
[0041] 此外，即使当杯型容器具有包括诸如乙烯-乙烯醇共聚物等熔融粘度比烯烃树脂 高的热塑性树脂的中间层的多层结构时，控制成型速度以在用于在下金属模具和上金属模 具之间形成主体部的空间（树脂的流路）中建立抛物线型流动。这使得中间层与内外层一 起延伸；即，中间层可以形成直到凸缘部。
[0042] 本发明的上述作用和效果从稍后出现的实施例的结果也将变得显而易见。
[0043]即，在实施例1至4中，在形成容器的主体部和底部的部分的厚度变化的情况下进 行压缩成型，因此，树脂被逐渐挤出并且拉伸，导致分子取向很少。因此，表示米勒指数为 (110)的结晶面的衍射的衍射角度2 0 = 14. 5°处的半高宽P比较大，为1. 3至1. 5。[0044]另一方面，在比较例1中，树脂流路的宽度在注射成型步骤中保持恒定；即，树脂 被注射到窄的流路中，分子取向较多。因此，半高宽P为1. 1至1.2。
[0045] 在比较例2