专利名称：稳定聚酯空心体的方法
由于由聚酯，特别是由对苯二甲酸聚乙烯酯组成的空心体具有高的抗内压强度，因而广泛用作盛液容器，特别是具有内压的如含有二氧化碳的饮料容器。
此类空心体通过注-拉-吹模塑法制造。按照这种特别为制造对苯二甲酸聚乙烯酯空心体而开发的方法，一个长形的毛坯被注模而成，此毛坯在热塑性状态下(大约在100℃)借助拉伸杆(streckstabes)用压缩空气吹成瓶子状。此间，毛坯中部经受了双向拉伸，直到接近材料拉伸极限，并因而获得显著的性质改善，如强度的增加和对化学影响的敏感度减少。与在拉吹过程中始终不变的螺纹口(包括环口)相邻接的瓶颈以及瓶底中心注入口附近部份却拉伸得很少，因而它们对机械影响和化学影响仍然是敏感的。
可能由复杂造型增大的这些部分的敏感性是否会对制件的应用产生不利影响，这对空心体的耐用性是有决定性意义的。这儿起决定性作用的是瓶底的设计结构。
比如开始采用聚酯瓶的初期所唯一采用的而现在仍在大量应用的半球形瓶底是完全没有这种问题的。但是，因为这种瓶子必须装上底杯才能站立住，为简化制造，特别是考虑到材料的循环复用可能性而不希望引入外来物质(底杯多半由聚乙烯制造并用熔融粘接剂粘在瓶子上)，这就使得那些不需要这些助立物的瓶底设计结构成为越来越优先考虑的。
这种能自由站立的设计结构的例子有所谓的花瓣状底，带有五，六或更多翻脚的球形瓶底，它们可见于如美国专利3598270和DE-A2352738和2603881。作为这种复杂几何造型的后果是出现开裂，特别是在高内压作用下，和/或在起促进裂纹的碱性介质或极性有机液体的附加作用下，裂纹起初出现在容器底的外表层，这种开裂或者表现为突然一次产生(表现形式为脆性断裂)，或者表现为充液瓶的逐渐漏泄。
人们作出了许多努力，试图设计出各种花瓣底部结构来解决此问题，但至今还没有成功地得出可靠的补救办法。
文献中几乎不提花瓣瓶底的这种缺陷，虽然它在相当程度上困扰着有关人员，迄今仅间接地在有关专业杂志广告上如“Modern Plasties International”1990年11月79页或“Beverage World”上的重复性广告上有这些问题的说明。
人们惊喜地发现，通过后处理，即便对复杂造型也能得到所希望有的对应力开裂的不敏感性，这与空心体设计结构形式无关。
所本发明的对象是一种稳定聚酯空心体、特别是那些基于对苯二甲酸聚乙烯酯的聚酯空心体的方法，其特征在于使空心体经受一个内压，对此有内压力的空心体全部或只在需稳定的局部进行短暂的热处理，而基本上不引起空心体体积显著变化。
空心体热处理最好在有内压时进行，此压力最好能大约相当于它在使用时能达到的最大压力。
已证明特别适用的是空心体热处理在内压2-7巴，最好是4-6巴下进行。
实施本发明的方法，可以对需稳定的整个空心体进行热处理。然而，因为空心体中大部份通常对所谓的破坏性影响是不敏感的，所以更为简便和有利的是只对含有无定形材料的部份和/或只对空心体复杂几何造型部分进行热处理，特别优选的是对注入孔区域(对瓶子尤其是瓶颈区)和空心体底部进行热处理。
按本发明对空心体或其敏感部分的热处理在100-380℃温度下完成，优选的是150-350℃尤其是200-250℃。
在短时火焰中或用具有相应能量输出的发射体，通过具有相应温度的流体来进行热处理。
作为适用于所说输热的流体最好是加热后的气体如空气或惰性气(如氮气，CO2，氩气)或蒸汽如饱和水蒸汽或过热水蒸汽或液体载热体如耐热油，特别是如硅油。给空心体供应必要热量的另一可供选择的手段是幅射能如微波幅射或红外幅射。
现已令人惊喜地发现，热处理不必要延伸到需稳定的空心体(或局部)壁面的全部厚度内，即只要延伸到待处理壁面的部分厚度内就足够了，比如小于壁厚的80%，最好小于壁厚的40%。
在许多实际情况下，热处理只要延伸到被处理壁面的很薄的表层内就已足够了。
供热时间取决于各具体情况，比如取决于热容量和单位时间内传热介质的量，载热介质和空心体之间的热传送量，空心体材料对幅射场的能量吸收，射线的频率以及其他的设备特性。在正常条件下，如果对空心体或对其敏感的需要稳定的区域供热长达0.2-10秒，最好是0.5-6秒，此热处理时间就已足够长了。
本发明的热处理可以作为瓶子生产工艺一部分，或可在单独步骤中随后进行。本发明的热处理也可在灌瓶后进行。在许多场合下，这是特别有利的。
本发明方法原则上适用于能用注-拉-吹法成形的热塑性聚酯空心体。
空心体，如由基于对苯二甲酸聚乙烯酯的聚酯组成的瓶子可以优选地按本发明处理。基于对苯二甲酸聚乙烯酯的聚酯有聚对苯二甲酸聚乙烯酯本身，尤其是用于制造拉伸吹塑空心体的化学改性后的对苯二甲酸聚乙烯酯。这种改性的对苯二甲酸聚乙烯酯含有改性组份，它主要用来优化结晶特性，这些组份可以是酸或二醇组份。实用中已证实特别成功的酸组份有间苯二甲酸，优选的份量为0.5-5重量%，特别是1-2.5重量%。已证实的二醇组份有二乙烯二醇，其用量为0.5-3重量%，特别是1-2重量%或者有如双羟甲基环己烷，它在对苯二甲酸聚乙烯酯中的含量为0.5-5重量%，优选为1.5-3重量%。
在对苯二甲酸聚乙烯酯中也可含有变性用的酸组份和二醇组份的混合物，比如0.5-2.5、优选1-2重量%的间苯二甲酸以及0.5-2.5、优选1-2重量%的二乙烯二醇。
按本发明的稳定化方法特别适用于改进瓶子的质量，尤其对用于碳酸饮料的饮料瓶特别地适用。
此处特别重要的是，本发明的热处理法用于处理瓶底区和瓶颈区。为此目的，一个特别适用的本发明的方法的实施形式包括，拉伸吹塑瓶首先被加上内压，此压力相当于使用时能达到的最大压力。当经过热幅射场或用火焰处理时，瓶子底部用约250℃的空气吹0.5-4秒钟。用火焰处理可实现对无定形区和切口区进行特别精确的处理。
实施例一种市场上有售的瓶型(6脚花瓣底)其底在轻微碱性洗涤液(PH10到11)作用下和6巴内压力下将于2-10分钟内破裂，首先此瓶在干燥状态下充入6巴压力，再用250℃热空气在隔1-2cm远处吹1秒钟。这样预处理后，在上述条件下，在历时大于10小时以后才出现断裂。
实验表明，这种处理对于在实用条件下保持瓶子完整是有效的。
权利要求
1.稳定聚酯空心体的方法，其特征在于使带压的空心体的全部或它的需稳定的局部经受一个短期的热处理，该热处理不引起显著的空心体体积变化。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，为了进行热处理，使空心体处于内压力下，此压力最好相当于它在日常使用过程中能达到最大压力。
3.按权利要求1和2中至少一项的方法，其特征在于，空心体的内压为2-7巴，最好是4-6巴。
4.按权利要求1至3中至少一项的方法，其特征在于，使瓶子中的无定形材料区和/或复杂的几何造型区经受热处理。
5.按权利要求1至4中至少一项的方法，其特征在于，使瓶子的注入口和底部经受热处理。
6.按权利要求1至5中至少一项的方法，其特征在于，热处理在100-380℃、优选150-350℃，特别是200-250℃温度下完成。
7.按权利要求1至6中至少一项的方法，其特征在于，用有相应温度的流体或用有相应幅射能量输出的发射体进行热处理。
8.按权利要求1至7中至少一项的方法，其特征在于，热处理只延伸到被处理壁区的部分厚度内。
9.按权利要求1至8中至少一项的方法，其特征在于，热处理只延伸到被处理壁区的很薄的外层内。
10.按权利要求1至9中至少一项的方法，其特征在于，热处理的时间为0.2-10秒，最好是0.5-6秒。
11.按权利要求1至10中至少一项的方法，其特征在于，热处理作为瓶子生产工艺的一个组成部分，或者单独进行。
12.按权利要求1至11中至少一项的方法，其特征在于，热处理在灌装后实现。
13.按权利要求1至12中至少一项的方法，其特征在于，心体是瓶子。
14.按权利要求13的方法，其特征在于，对瓶底区或瓶颈区进行热处理。
全文摘要
描述了一种稳定聚酯空心体的方法，按此法，使带压空心体全部或它的要稳定区域经受一短期的热处理，而基本上不引起空心体体积变化。适宜的条件为处理用内压为2—7巴。处理温度为120—380℃，处理历时为0.2—10秒。
文档编号C08J7/00GK1067004SQ9210408
公开日1992年12月16日 申请日期1992年5月27日 优先权日1991年5月28日
发明者S·布雷沙夫特 申请人:赫彻斯特股份公司