專利名稱：注射成型聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法
技術領域：
本發明涉及一種使用無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯作為成型材料，注射成型對于拉伸吹塑成型薄壁瓶、寬口容器等等必不可少的型坯的方法。
熔融聚合乙二醇與對苯二酸或對苯二甲酸二甲酯而形成的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是無定形(非結晶的)和透明的。由于未達到平衡濕量的PET吸收水份，當其熔融時吸濕水解，因此不能將其成型。
無定形PET的顆粒材料(以下稱作“A-PET”)當加熱溫度高于其玻璃化轉變溫度(Tg)時被稍微軟化就可得到熔融粘合性能。此熔融粘合性能對于顆粒材料在將其成型為型坯的過程中很難使其進入螺桿，但是，結晶PET(C-PET)在高于Tg的溫度不軟化，保持其硬度不能得到熔融粘合性能。
由于以上的C-PET是在高溫固-相聚合A-PET得到的，因此比A-PET貴。然而，它比A-PET具有較高的IV(特性粘度)值，容易被塑化，并且比A-PET產生較少的乙醛。因此，通過拉伸吹塑成型，它被廣泛用作生產容器等的成型材料。
于是本發明的發明者發明了一種注射成型方法(參閱歐洲專利公開0623466A1或日本專利申請6-99163)，通過使用一臺排氣式注射成型機，甚至當使用比C-PET便宜的A-PET作為成型材料時，與使用C-PET作為成型材料時能以低成本得到幾乎相同的成型制品。
此注射成型方法是限制提供到排氣式注射成型機加料區的顆粒成型材料的量，以保證該顆粒材料即使在它到達加料區之前的壓縮區以前被軟化為彈性狀態也不被壓縮滯留。此方法可以使用很難成型的A-PET作為成型材料制作注射成型的型坯，并取得某些效果。
然而，當用作成型材料的A-PET的IV值低時不能得到上述效果，在塑化期間很難捏合，影響注射成型型坯的密度，拉伸吹塑成型后容易產生不均勻厚度的成型制品并產生硬度的問題。這些問題可通過使用可在市場上買到的具有高IV值(例如0.72)的A-PET作為拉伸吹塑成型的A-PET材料來解決。然而具有高IV值的A-PET價格高，并且與C-PET相比在提供給螺桿或塑化方面有問題，因此，即使可在市場上買到也很難用作拉伸吹塑成型的材料。
因此本發明的一個目的是提供一種新穎的聚對苯二甲酸乙二醇酯的注射成型方法，該方法甚至在使用價格便宜且IV值低的A-PET作為成型材料時在塑化步驟可提高該成型材料的IV值，因此克服了由于該材料IV值低而成型型坯的困難，并解決了其物理性能的問題。
要實現上述目的，本發明提供一種用A-PET作為成型材料使用排氣式注射成型機注射成型薄壁容器(例如瓶子)型坯的方法，該方法包括在A-PET材料中，加入需要量的C-PET，塑化該混合材料，以提高該成型材料的IV值至比A-PET的IV值更高的值，然后注射成型型坯。
以上的C-PET可在現場混合，且其混合比根據所用A-PET和C-PET的IV值而不同。當廉價的A-PET用作成型材料時，C-PET的量最好不多于A-PET的量。A-PET可以是吸水的，作為要被混合的提供給排氣式注射機的C-PET不需要被干燥，然后注射成型型坯。
在本發明中，作為排氣式注射機，使用其中有由第一段和第二段組成的注射螺桿的排氣式注射機，第二段以這樣的方式插入配置著排氣口的加熱料筒中，使螺桿能轉動并可前后移動，對提供給排氣式注射機第一段加料區的顆粒料的量加以限制，因此該顆粒料在到達加料區之前的壓縮區以前，即使被軟化為彈性態也不會被壓縮滯留。
在加料區被軟化的A-PET和C-PET的混合料被壓縮區的錐形表面壓縮，熔融拉伸，初步捏合并輸送至第二段，在這里由熔融產生的揮發組分和其水分用真空泵叢排氣口抽吸排出。在此捏合方法中，成型材料通過與比A-PET的IV值高的C-PET混合并進行充分捏合，作為整體，其IV值比A-PET的IV值高。
盡管上述排氣是連續真空抽吸甚至在注射時也不中斷，然而注射時要比塑化時稍許減壓，以防止熔融成型材料通過注射螺桿的向前運動從排氣口溢料。該已在第二段被進一步塑化的熔融材料象在標準結構注射機中那樣在螺桿的前端計量，并通過注射螺桿的向前運動注射填充入模，成為型坯。將該型坯立即輸送至吹塑模，或稍后拉伸吹塑成型為薄壁容器例如瓶子。
圖1是實施本發明注射成型方法的排氣式注射成型機一例的縱向側面視圖。
在圖中，參考號1是注射螺桿，它以這樣一種方式，插入加熱料筒2內部，能轉動和前后移動。此注射螺桿1是兩根螺桿的結合，每根都有深槽部分和淺槽部分位于加料熱筒2后部并設計為第一段的螺桿10和位于前部并設計為第二段的螺桿20。
以上提供的加熱料筒2在其壁部帶有排氣出口3，在這里設置著第二段20的后部，而且該開口是氣密的并連接到一真空泵(未示)。加料口4設置在加熱料筒2的后壁部分，在這里設置著第一段的后部，而且料斗5附著在加料口4上。圖中未示，在加熱料筒2和注嘴6的圓周上設置著電熱圈，用于加熱通過螺桿轉動從以上加料口4提供的成型材料。
為了用此排氣式注射機成型型坯，加熱料筒2對應于第一段10部分的溫度被設置在280℃，而加熱料筒2對應于第二段10部分的溫度被設置在270℃。將通過混合未干燥的顆粒A-PET和需要量的顆粒C-PET而得到的成型材料放入以上的料斗5，注射螺桿1以高速(100rpm)轉動。排氣開口3被真空泵減壓至-730mmHg。
以上料斗5中的成型材料，通過注射螺桿的轉動被提供到第一段10的加料區，但其提供的量受到限制。提供的量的限制是通過減少加料區后部螺槽截面面積至加料區前部螺槽截面面積的2/3而進行的，由此防止了在加料區前部的顆粒材料過度連接，從而保證即使在其到達壓縮區以前通過加熱被軟化成彈性態，顆粒材料經壓縮也不固結，不滯留。
在加料區被軟化的A-PET和C-PET的顆粒材料被壓縮區的錐形表面壓縮、熔融并被拉融合在一起，該材料的總IV值，與僅使用A-PET作為成型材料的情況相比，由于C-PET的IV值的原因被提高到高于A-PET的IV值。由此，由于IV值低而很難被捏合的A-PET可被完全捏合并進行塑化。
此熔融材料被輸送到第二段20，其被設置在比第一段10低的溫度。由于此段加料區形成的螺槽深，熔融材料的壓力被降低，因此樹脂的揮發組分和水含量被蒸發，被熔融材料封裝的揮發組分和水含量通過螺桿的轉動被進一步分離、抽吸并由真空泵從排氣口3除去。將已除去揮發組分和水含量的熔融材料通過螺桿的轉動輸送到第二段20的計量區，在這里進一步被塑化，并象在標準結構注射機中那樣被傳送至螺桿的前部。
隨著熔融材料的輸送，注射螺桿1反向運動，其轉動在預定位置停止，從而完成材料的計量。已計量的熔融材料通過螺桿的向前運動被注入成型型坯的模具。此時，在排氣口3，由真空泵的抽吸被改變為-650mmHg，在注射過程中繼續抽吸。此抽吸可通過閥的操作把外面的空氣引入抽吸管線從而容易地控制。
A-PET和C-PET的混合比和算術平均IV值在以下顯示。
使用的材料A-PETIV值 0.63 Mitsui PET Resin Co的J005C-PETIV值 0.79 Mitsui PET Resin Co的J125C-PETIV值 0.85 Mitsui PET Resin Co的J135混合比(1)A-PET C-PET 算術平均IV值J005 J1255 5 0.7106 4 0.6947 3 0.6788 2 0.662
混合比(2)A-PET C-PET 算術平均IV值J005 J1355 5 0.7406 4 0.7187 3 0.6968 2 0.674實施例材料樹脂A-PET J005/C-PET J125混合比7∶3，IV值0.678成型制品扁瓶尺寸總高250mm，口部直徑23.5mm，頸口以下長度230mm筒體部分外徑90×5mm，筒體部分厚度0.4mm，重量36g型坯尺寸總高142mm，口部內徑23.5mm，頸口以下長度122mm，筒體部分厚度2.9mm，上部筒體部分外徑28mm，底端筒體部分外徑24mm，錐度2/122型坯成型條件加熱料筒設定溫度第一段前面部分285℃，中間部分285℃，后端部分280℃
第二段前面部分270℃，后面部分270℃注嘴溫度270℃注射成型溫度(設定溫度)腔模15℃芯模15℃注射壓力(保壓)75kg/cm2填充保壓時間6.0秒冷卻時間2.8秒離模溫度60-70℃(型坯表面溫度)拉伸吹塑成型條件模具溫度(設定溫度)20℃拉伸吹塑溫度86℃(型坯表面溫度)吹塑壓力(拉伸)20kg/cm2吹塑時間2.0秒拉伸比縱向(軸向)1.9倍橫向(徑向)3.6×2倍結果從注射模取出的型坯在完全冷卻后是透明的，且無變形，并有均勻的密度。當同時成型許多型坯時，在它們之間無差別并得到良好的產品。通過拉伸吹塑成型得到的成型制品是透明的，厚度無不均勻，并且可與C-PET產品相比。
權利要求
1.一種使用無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯作為成型材料使用排氣式注射機注射成型型坯的方法，包括以下步驟加入需要量的結晶聚對苯二甲酸乙二醇酯到無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯中，塑化該所得混合材料，以提高成型材料的IV值至比無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯的IV值更高的值，然后注射成型型坯。
2.根據權利要求1的使用無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯作為成型材料注射成型型坯的方法，其中所說的排氣式注射機包括一加熱料筒，在所說的加熱料筒上提供的排氣口，由第一段和第二段組成的注射螺桿可轉動并移動地設置在所說的加熱料筒內，對提供到排氣式注射機第一段加料區的顆粒材料的量加以限制，致使該顆粒材料即使在到達第一段加料區之前的第一段壓縮區以前被軟化為彈性狀態時也不被壓縮滯留。
3.根據權利要求2的使用無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯作為成型材料注射成型型坯的方法，其中提供的量的限制是通過減少加料區后部螺槽截面面積至加料區前部螺槽截面面積的2/3而進行的。
全文摘要
本發明提供一種使用無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯(A-PET)作為成型材料，注射成型用于拉伸吹塑成型薄壁容器(例如瓶子)的型坯的方法，其中將所需量的結晶聚對苯二甲酸乙二醇酯(C-PET)加入A-PET。容易地塑化該所得混合材料，以提高該成型材料的IV值至比A-PET的IV值更高的值，以便注射成型型坯。由于其低IV值很難被用作拉伸吹塑成型的成型材料A-PET，利用注射成型時的塑化，通過提高其IV值，而使其可用作拉伸吹塑成型的成型材料。
文檔編號B29C45/00GK1156660SQ9611442
公開日1997年8月13日 申請日期1996年9月27日 優先權日1995年9月29日
發明者甲田英明, 中島恒 申請人:株式會社青木固研究所