制造预成型件的方法

制造预成型件的方法
【专利摘要】将一种或多种着色剂以随机图案注入到热塑性材料中以便在塑料预成型件或容器中产生独特的视觉效应。该视觉效应可以类似于一滴染料在水中扩散并形成条带图案的视觉效应。在一些实施方案中，所需注入效应可以通过生成不一致负载的含着色剂的中间层以便在整个预成型件中或其一部分中获得色彩的条带或漩涡来实现。
【专利说明】制造预成型件的方法
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2011年9月16日提交的美国申请号13/234，872的优先权，其公开内容经此引用全文并入本文。
[0003]发明背景
[0004]目前的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)饮料容器通常是透明的或具有最少量的着色剂如彩色颜料、效应颜料或染料的均匀着色。已经提出一些技术来制造多色预成型件和容器，通常涉及形成两个或更多个离散的着色区域。例如，Dierickx U.S.2010/0307633A1描述了在主要和次要着色材料之间具有无缝和不间断过渡的吹塑多色容器。Abe等人的U.S.2008/0317989A1公开了注塑瓶，其具有表现出厚度的逐渐降低以实现类似视觉效应的嵌入着色层。
[0005]具有增强的视觉吸引力的容器有助于赢得消费者的注意并影响购买决定。理想的是制造具有独特视觉特性的塑料容器，尤其是可以在使用现有机械和要求不超过最小修改的情况下通过注射吹塑成型技术制造的容器。
[0006]发明概述
[0007]在一方面，将一种或多种着色剂以随机图案形式注入热塑性材料，以便在塑料预成型件或容器中产生独特的(例如不重复的)视觉效应。预成型件或容器可以具有一种或多种颜色的不均匀分布的图案。在一些实施方案中，该视觉效应类似于一滴染料在水中扩散并形成带状图案的视觉效应。该视觉效应不仅导致加强的货架展示，还有利地影响消费者的购买决定。
[0008]在一些方面，所需注入效果可以通过产生不一致负载的含着色剂的中间层以便在整个预成型件中实现彩色的条带或漩涡。多层结构可以包括例如具有A/B/A层的三层结构。主挤出机可以输送“A”材料，次要挤出机输送“B”材料。该“B”层可以通过歧管在喷嘴附近插入到“A”层的熔体中。
[0009]该“A”层可以是热塑性材料，如PET，并且可以是透明的或含有一种或多种着色齐U。中间“B”层可以是热塑性材料，如PET，含有一种或多种着色剂。可以改变注入速度、投料体积和/或插入“B”层的时机以实现所需视觉效应。在一些情况下，该中间层具有厚度变化和/或不均匀的流动前沿。对某些视觉效应而言，着色剂可以添加到单发的“A”层中以使其略微不一致地渗入和渗出该预成型件。使用这些不同的技术，可制造表现出一种或多种独特的颜色融合效果的预成型件和容器。
[0010]附图概述
[0011]图1显示通过向A/B/A结构的“A”层中添加单发着色剂而形成的具有随机视觉效应的预成型件和容器的实例。
[0012]图2显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，中间层包括在瓶身上部扩散的半透明蓝色着色剂(1.5% )。
[0013]图3显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，中间层包括在瓶身中部扩散的半透明蓝色着色剂(1.5% )。[0014]图4显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，中间层包括在具有波浪带的上部扩散的半透明蓝色着色剂(1.5% )。
[0015]图5显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是含有每8份添加的0.12克白色着色剂(0.5%)的PET，并且该中间层包括在具有波浪带的上部扩散的半透明蓝色着色剂(1.5% )。
[0016]图6显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，并且中间层包括在肩部中紧斜纹带中扩散的半透明蓝色着色剂(3% )。
[0017]图7显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是含有透明绿色液体着色剂(0.04% )的PET，并且中间层包括在具有波浪带的上部扩散的半透明蓝色着色剂(1.5% )。
[0018]图8显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是含有透明绿色液体着色剂(0.04% )的PET，并且中间层包括以漩涡图案扩散的半透明蓝色着色剂(12% )。
[0019]图9显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，并且中间层包括在瓶身上部扩散的半透明蓝色着色剂)。
[0020]图10显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，并且中间层包括在瓶身中部扩散的半透明蓝色着色剂(8% )。
[0021]图11显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，并且中间层包括在瓶身中部和上部扩散的半透明蓝色着色剂(12% )。
[0022]图12显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，并且中间层包括以环状扩散的半透明蓝色着色剂(12% )。
[0023]图13显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是透明PET，并且中间层包括在瓶身中部和上部以漩涡图案扩散的半透明蓝色着色剂(12% )。
[0024]图14显示了三层预成型件和吹塑瓶，其中外层是含有4.5%蓝色着色剂的PET，并且中间层包括以漩涡图案扩散的白色着色剂(6% )。
[0025]发明详述
[0026]将主要参照制造注塑预成型件来描述本发明，将该预成型件吹塑成饮料容器。但是要认识到，本文中描述的技术可用于制造其它类型的容器，如用于盛放食物或液体的罐、盆、盘或瓶。这些类型的聚合物容器可以由一种或多种热塑性材料制造，其非限制性实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其它热塑性聚酯，如聚2，6-和1，5_萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、PETG、聚四亚甲基1，2- 二氧苯甲酸酯、和对苯二甲酸乙二醇酯和间苯二甲酸乙二醇酯的共聚物；聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯，以及衍生自石油的其它材料，如聚苯乙烯，等等。其中，PET是最常用的。该聚合物材料可以整体或部分包括原始聚酯、回收聚酯和/或共聚酯，含有或不含有常规添加剂如脱模剂等等。
[0027]通常，本文中所述的预成型件可以通过以下方法制造:共挤出至少两种热塑性材料以形成多层结构(例如具有两个或多个层)，该多层结构随后注射成型为类似于试管的形状。随后使用公知技术将该预成型件拉伸和吹塑以形成容器。着色剂存在于至少第二热塑性材料中以实现本文中所述的随机视觉效应。第一热塑性材料可以是透明的，或可以含有一种或多种着色剂。为了便于描述，主要用于实现本文中所述独特视觉效应的含有着色剂的层将称为第二热塑性材料。在一些实施方案中，第一和第二热塑性材料被共挤出以形成构造A/B/A的三层结构。中间的“B”层可以是第二热塑性材料或第一热塑性材料。可以存在附加层，如气体阻隔层等等。该结构可以包括两个、三个、四个、五个或更多个层，并且可存在的层的数量没有特定上限。
[0028]在一些实施方案中，随机视觉效应可以通过产生不一致负载的第二热塑性材料以便在整个预成型件中获得颜色条带来实现。例如，注射过程可以设置为对第二层产生不均匀的流动前沿以产生色彩的视觉干扰、条带和/或漩涡。可以改变的注入参数包括热塑性材料的投料体积、注入速度和注入时机。不同于传统注射成形(其中均匀性是一个目标)，第二热塑性材料以目的在于引入一定水平的随机性以实现基本不可重现的独特视觉效应的方式注入。在某些情况下，该视觉效应可以比作一滴染料在水中扩散，生成条带或漩涡图案。通常，有助于该视觉效应的色彩的特征是“有机”或非几何界限。
[0029]多种着色剂，例如颜料、染料等等可用于实现所需视觉效应。着色剂可以单独或与其它着色剂结合使用以引入本文中所述的随机视觉效应。通常，应选择并以与基体聚合物加工相容的载量使用着色剂。着色剂的非限制性实例包括透明蓝色:固体PET母料着色剂(Penn Color#66S2484);白色:固体PET母料着色剂(PolyOneColor#CC10084837WE);蓝绿色:固体 PET 母料着色剂(Penn Color#66S2485);透明绿色:液体着色剂(ColorMatrix#184-10223_l);和不透明绿色:固体PET母料着色剂(AmpacetColor#774266)。这些材料仅作为实例给出，因为可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下使用常规用于塑料的多种着色剂。
[0030]图1-14例示了可以在具有A/B/A构造的三层结构的预成型件或容器中实现的多种视觉效应。几种预成型件和容器在中间(“B”)层中使用半透明蓝色着色剂以产生漩涡图案(参见图2-6和9-13)。在一些实施方案中，在中间层上的漩涡状蓝色色彩上添加绿色着色剂(参见图7和8)。在中间层上使用白色着色剂成形某些样品(参见图14)或在透明和绿色PET中在蓝色中间层上间歇地添加。在其它实施方案中，透明材料用于中间层，并且将蓝色和白色着色剂添加到外层。图1显示了具有随机视觉效应的预成型件和容器的实例，该随机视觉效应通过向A/B/A结构的“A”层中添加单发(single shot)蓝色着色剂而形成。
[0031]在很大程度上，存在于预成型件中的视觉效应在吹塑过程中保留，以使所得容器具有相同或相应的视觉效应。但是，如在某些附图中可以看到的那样，存在于预成型件中的视觉效应并非总是在吹塑后保留。在某些情况下，由于物理性质如厚度的改变(这会影响透光性)，在预成型件与吹塑容器之间会产生视觉效应的差异。然而发现，可以控制注入参数以使得几乎所有所得预成型件和容器具有审美上合意的视觉效应。
[0032]预成型件和容器的厚度通常是恒定的，至少在给定区域内(例如颈部/ 口部，主体，底部)。单个层的厚度通常在整个预成型件/容器或其区域内是基本恒定的。如果需要的话，在制品或其区域中，或在单个层内可以存在厚度的渐变。当单个层具有非恒定厚度时，例如为了实现视觉效应或其它性质，单个层厚度可以以使得预成型件或容器中或在其区域内总厚度(层厚度之和)保持恒定的方式变化。
实施例
[0033]下列实施例例示了在注射成型过程中改变注入速度、投料体积和时机以制造具有如图2-14中所示独特视觉效应的标准尺寸预成型件和容器。具有构造为形成三层(“A/B/A”)结构的歧管的第一主要挤出机和次要挤出机用于注射PET外(“A”)层和含有所示着色剂的PET的中间(“B”)层。下表1总结了用于“A”和“B”层注射成型的参数。该预成型件随后在标准吹塑条件下吹塑成容器。表1一注塑设置
[0034]
【权利要求】
1.一种制造具有至少一种随机视觉效应的预成型件的方法，该方法包括: 共挤出第一热塑性材料和第二热塑性材料，以形成多层结构，其中第二热塑性材料含有至少一种着色剂； 改变注入第二热塑性材料的速度、投料体积和时机的至少一种，以形成条带或漩涡图案；和 模塑所述多层结构，以形成具有至少一种随机视觉效应的预成型件。
2.权利要求1的方法，其中在第一热塑性材料的相邻层之间挤出第二热塑性材料的层，以形成三层结构。
3.权利要求1的方法，其中在第二热塑性材料的相邻层之间挤出第一热塑性材料的层，以形成三层结构。
4.权利要求1的方法，其中第一热塑性材料是透明的。
5.权利要求1的方法，其中第一热塑性材料含有一种或多种着色剂。
6.权利要求1的方法，其中随机图案通过改变第二热塑性材料的厚度产生。
7.权利要求1的方法，其中将一种或多种着色剂间歇地引入到第二热塑性材料中。
8.权利要求1的方法，其中将一种或多种着色剂间歇地引入到第一热塑性材料中。
9.一种制造容器的方法，包括吹塑权利要求1的预成型件。
10.一种制造具有至少一种随机视觉效应的预成型件的方法，该方法包括: 共挤出包含聚对苯二甲酸乙二醇酯的第一层和包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和至少一种着色剂的第二层，以形成具有构造A/B/A的三层结构； 改变注入第二层的速度、投料体积和时机中的至少一种，以形成条带或漩涡图案；和 模塑所述三层结构，以形成具有至少一种随机视觉效应的预成型件。
11.权利要求10的方法，其中在第一层的相邻层之间挤出第二层，以形成三层结构。
12.权利要求10的方法，其中在第二层的相邻层之间挤出第一层，以形成三层结构。
13.权利要求10的方法，其中第一层是透明的。
14.权利要求10的方法，其中第一层进一步包含一种或多种着色剂。
15.权利要求10的方法，其中随机图案通过改变第二层的厚度来产生。
16.权利要求10的方法，其中将一种或多种着色剂间歇地引入到第二层中。
17.权利要求10的方法，其中将一种或多种着色剂间歇地引入到第一层中。
18.—种制造容器的方法，包括吹塑权利要求10的预成型件。
【文档编号】B29C45/16GK103889673SQ201280052463
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月14日 优先权日:2011年9月16日
【发明者】刘薇, L·M·尼克森 申请人:百事可乐公司