[发明专利]注射拉伸吹塑成型聚乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种注射拉伸吹塑成型聚乙烯为中空成型产品，例如薄壁容器的方法。

在注射拉伸吹塑成型方法中包括将熔融树脂注射至一注射模具中成型一料坯，在一吹塑模中将该料坯拉伸吹塑成型为一中空成型产品例如容器，已经知道可以成型几乎所有的热塑性树脂为中空薄壁产品。然而，目前仅限于聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚碳酸酯，氯乙烯等，将吹塑成型方法应用于聚乙烯以成型中空成型制品是非常需要的。

已知的由注射成型料坯拉伸吹塑成型中空成型制品的连续成型方法，包括这样一种方法，它包含从注射模具剥离注射成型的料坯，此时该料坯仍是热的，在其完全冷却和固化之前，调整热料坯的温度并在一吹塑模具中拉伸吹塑此已调节的料坯为一中空成型制品；另一种省略了调整料坯温度的立即拉伸吹塑成型的方法如日本专利公开公报4-214322所揭示。

在两种注射拉伸吹塑成型方法中，都要使用一注射模来成型一料坯，该模具包括成型料坯外壁的阴模和成型料坯内壁的阳模，以及成型料坯口部的唇模。从阴模底部注射熔融树脂，用熔融树脂填充阴模和阳模之间的型腔空间，该阳模通过穿入阴模的开口以及闭合的唇模而嵌入阴模。

为了从注射模中剥离注射成型的料坯，可将阳模和唇模向上移动，或将阳模向上运动阴模向下移动，该料坯被剥离后将其传送至吹塑模内同时使料坯的口颈部分夹持在唇模上。

为什么要将料坯从阳模脱下剥离的原因是：当料坯因冷却收缩而紧紧地包在阳模上时，用拉伸棒沿轴向拉伸料坯非常困难，因此要用唇模将料坯从阴模和阳模上脱下，该唇模还作为传送元件，送至吹塑模内。

通常，当从注射模剥离注射成型的产品时，从阳模上取下注射成型的产品要比从阴模取下更为困难。这是因为冷却阳模上的注射成型产品会因收缩而使成型产品的外壁表面与阴模表面分开，同时由于成型产品相对地收缩到阳模面上则内壁紧紧与阳模接触。

可进行拉伸吹塑成型的柔软态热料坯的强度仅足以维持由料坯的内外表面形成的面皮层构成的料坯形状，该强度不同于普通注射成型产品的强度(普通注射成型产品通过完全冷却和固化在整体上具有刚性)因此当借助唇模夹持的已冷却并固化的料坯开口部分取下阳模时，除非具有足够的所需用来分离料坯内壁的表皮层与阳模表面的紧密接触的强度，否则在与阳模紧密接触的情况下，料坯从阴模上剥离下来，并受到处于固定状态的唇模挤压，就会好像波纹管收缩而变形，从而失去了料坯的形状。

因此，在一种注射拉伸吹塑成型方法中，就要计划在把料坯冷却至一温度时剥离该料坯，以使料坯表面的表皮层足够硬能够经受阳模的抽出力同时还要使拉伸吹塑成型成为可能。尽管冷却温度要随着所需料坯的厚度和形状变化，然而在宽口容器料坯的情况下，该料坯的吹胀比不要太大，阴模和阳模的拔模斜度可设定得大一些料坯内部因收缩而出现的接触力可由拔模斜度而减轻，因此可在高温剥离，同时因冷却而造成的收缩减少，由于它们的叠加作用，此剥离要比窄口容器料坯情况下容易一些。

然而，在窄口容器(例如瓶子)料坯情况下，其装置小，尺寸长，所需吹胀比大，阳模和阴模的拔模斜度受到限制，长度越长其限制越严格。因此从注射模剥离料坯就需要将料坯冷却至既能剥离又能随后拉伸吹塑成型的适合温度。此适合的温度，在正常温度下，对于聚对苯二甲酸乙二酯的情况是60至70℃，对于聚丙烯的情况是90至100℃，在这些温度范围内，可以进行剥离和拉伸吹塑成型。

然而，对于聚乙烯的情况，其与聚对苯二甲酸乙二酯和聚丙烯相比具有极佳的热传导性和高的成型收缩性，当冷却至抽出温度时，所形成的表皮层比需要的厚，内部高温区域变窄，因此若把该料坯立即送入吹塑模进行拉伸吹塑成型加工，借助气体压力不能充分膨胀。此外，在估计可进行拉伸吹塑成型的温度，料坯还仍与阳模保持紧密接触，因此在这种状态下抽出阳模时，料坯就被极端变形。

因此，对于聚乙烯料坯要比聚对苯二甲酸乙二酯或类似物的情况下更难设定能剥离和随后拉伸吹塑成型的合适温度，使用至今已用的剥离手段来进行拉伸吹塑成型即使对于宽口容器的情况也是极其困难的。

也可考虑对料坯剥离后再加热并使之达到适于成型的温度来进行拉伸吹塑成型，但这需要经验，时间及能量，并且很可能出现温度不均匀，因此如果采用温度调节，聚乙烯的注射拉伸吹塑成型就要陷入许多技术困难之中。

关于聚乙烯，且不说剥离，就是拉伸吹塑成型料坯的温度也处于困难之中。在吹塑成型方法中，用于吹塑成型聚乙烯的树脂温度是175至200℃。在注射拉伸吹塑成型方法中，此树脂温度就是料坯的成型温度，而冷却料坯(以便自支承)的温度却大大低于此树脂温度。