|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Заявлено ISBM-изделие, выполненное из HDPE-смолы, имеющей MI2 от 0,1 до 5,0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0,940 до 0,970 г/см 3 , при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль и вязкостью при нулевом сдвиге между 15000 и 250000 Па ∙с.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Заявлено ISBM-изделие, выполненное из HDPE-смолы, имеющей MI2 от 0,1 до 5,0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0,940 до 0,970 г/см 3 , при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль и вязкостью при нулевом сдвиге между 15000 и 250000 Па ∙с.
Евразийское (21) 201691947 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.02.28
(22) Дата подачи заявки 2015.04.09
(51) Int. Cl. B29D 22/00 (2006.01)
(54) ПОЛИЭТИЛЕН ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ, РАСТЯНУТЫЙ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ
(31) 14/250,002
(32) 2014.04.10
(33) US
(86) PCT/US2015/025191
(87) WO 2015/157563 2015.10.15
(71) Заявитель:
ФИНА ТЕХНОЛОДЖИ, ИНК. (US)
(57) Заявлено ISBM-изделие, выполненное из HDPE-смолы, имеющей MI2 от 0,1 до 5,0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0,940 до 0,970 г/см3, при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль и вязкостью при нулевом сдвиге между 15000 и 250000 Па-с.
(72) Изобретатель:
Сун Люйи, Мклеод Мишель, Ашбаугх Джон, Ли Фенгкуи, Даниелс Леланд (US)
(74) Представитель:
Явкина Е.В. (RU)
ПОЛИЭТИЛЕН ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ, РАСТЯНУТЫЙ В ТВЕРДОМ
состоянии
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся, в основном, к полимерам, приспособленным для литья под давлением с раздувом и ориентированием. В частности, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к полимерам этилена для использования при литье под давлением с раздувом и ориентированием.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Несколько техник обработки полимера используют растяжение в твердом состоянии для образования конечных продуктов. Примеры, не имеющие ограничительного характера, включают в себя термо-формование, вытягивание ленты, вытягивание моноволокна, пленка с ориентацией в направлении вытягивания (MDO), двуосно-ориентированная пленка (такая, как посредством двойного раздува и растягивания на раме), экструзия в твердом состоянии и литье под давлением с раздувом и ориентированием. Традиционно, эти процессы деформируют первоначальное изделие при температуре ниже его температуры плавления, с приданием ему конечной формы.
[0003] Литье под давлением с раздувом и ориентированием (ISBM) - это подкласс растяжения в твердом состоянии. ISBM может устранить обрезку выпрессовок и повторное измельчение, которое используется при традиционном формовании с раздувом (ЕВМ). ISBM часто производит резьбу на бутылке лучше, поскольку при этом формование осуществляться с этапом литья под давлением. Этап растяжения в твердом состоянии может создать жесткую бутыль с исключительными свойствами по предельной нагрузке, и улучшить иные физические свойства, что могло бы позволить уменьшение толщины/облегчение веса. В дополнение, можно улучшить гладкость поверхности изделий, сделанных посредством ISBM, таким образом улучшив возможности по печати и качество отпечатков. В дополнение, гладкая поверхность обеспечивает надлежащее приклеивание этикеток к таким
литым изделиям, как бутылки. Поскольку бутылки, созданные посредством ISBM, растягиваются в твердом состоянии, необходимость в прочности расплава может быть уменьшена или устранена. Смола, не очень подходящая для традиционного ЕВМ, может хорошо подходить для ISBM.
[0004] Коммерческие линии с ISBM могут производить тысячи бутылок в час. Для осуществления таких показателей, смолы, обычно используемые при ISBM, имеют отличные технологические свойства. Прочие характеристики смолы могут включать в себя растяжимость в готовом виде и малое количество отказов на этапах растяжения и раздува.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, описано изделие, произведенное посредством ISBM, при этом такое изделие, произведенное посредством ISBM, сделано из смолы полиэтилена высокой плотности с MI2 от 0.1 до 5.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0.940 до 0.970 г/см3, при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль и вязкостью при нулевом сдвиге между 15000 и 250000 Па"сек.
[0006] В соответствии с ещё одним вариантом осуществления настоящего изобретения, описано изделие, произведенное посредством ISBM, при этом такое изделие, произведенное посредством ISBM, сделано из смолы полиэтилена высокой плотности с MI2 от 0.5 до 8.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, имеет полидисперсность от 2.0 до 7.0 и вязкость при нулевом сдвиге между 1000 и 50000 Па"сек. Изделие имеет глянец при 45° больше или равный 50, при измерении по ASTM D523, и белесоватость менее или равную 25%, при измерении по ASTM 1003.
[0007] В соответствии с ещё одним вариантом осуществления настоящего изобретения, описан способ формования изделия при помощи литья под давлением с раздувом и ориентированием. Способ включает в себя предоставление смолы
полиэтилена высокой плотности с MI2 от 0.1 до 5.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0.940 до 0.970 г/см3, при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой менее 50000 г/моль, при измерении по GPC, и вязкостью при нулевом сдвиге между 1000 и 250000 Па"сек. Способ дополнительно включает в себя литье под давлением смолы HDPE в преформу и растяжение с раздувом преформы в изделие. Способ имеет показатель отказов менее 2%.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фигура иллюстрирует силу предельной нагрузки против плотности полиэтилена бутылок, произведенных посредством ISBM, в том виде, как это описано в примере.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Ниже представлено подробное описание изобретение. Настоящее раскрытие изобретения включает в себя конкретные варианты осуществления, версии и примеры, но такое раскрытие изобретения не ограничивается этими вариантами осуществления, версиями или примерами, которые включены в него для того, чтобы позволить специалисту в данной области техники понять и использовать данное раскрытие изобретения, при сочетании информации по этой заявке сочетается и доступа к информации и технологии.
[0010] Ниже показаны различные термины в том виде, как это используется здесь. Что касается термина, используемого здесь, но не определенного ниже, такому термину должно быть дано самое широкое определение, которое специалисты в области техники, относящейся к предмету заявки, дают такому термину, и как это отражается в печатных публикациях и выданных патентах. В дополнение, если специально не оговорено иное, все соединения, описанные здесь, могут быть подвергнуты замене или отмене такой замены, и такой список соединений включает в себя их производные.
[ООП] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения описаны полимеры, подходящие для ISBM. В одном или нескольких вариантах осуществления, таких, как при необходимости малого показателя отказов и большой силы предельной нагрузки, может использоваться полиэтилен высокой плотности (HDPE) с конкретными характеристиками. HDPE для этих вариантов осуществления может иметь MI2 от 0.1 до 5.0 дг/мин, в качестве альтернативы от 0.2 до 2.0 дг/мин, или от 0.4 до 0.7 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг. Плотность HDPE для таких вариантов осуществления может быть от 0.940 до 0.970 г/см3, 0.950 до 0.962 г/см3, или 0.958 до 0.959 г/см3, при измерении по ASTM D792. Пиковая молекулярная масса (Мр) может быть больше, чем 40000 г/моль, или больше, чем 50000 г/моль, при измерении по GPC. Средняя по весу молекулярная масса (Mw) может быть между 100000 и 200000, или между 130000 и 170000, при измерении по GPC. В некоторых вариантах осуществления полидисперсность (Mw/Mn) может быть между 5 и 15, или между 8 и 14. Вязкость при нулевом сдвиге может быть между 15000 и 250000 Па"сек, от 30000 до 250000 Па" сек, или от 35000 до 70000 Па" сек. Время релаксации (секунды) может быть между 0.0010 и 0.010, или между 0.015 и 0.060. Показатель отказов предметов, сделанных при помощи ISBM из таких смол, может быть менее, чем <2%. Примеры таких смол включают в себя, но не ограничиваясь таковыми, Total 7208, 9458 и BDM1 08-12.
[0012] В некоторых других вариантах осуществления, таких как когда предметы, сделанные посредством ISBM, должны иметь выдающиеся оптические свойства, HDPE может иметь MI2 от 0.5 до 8.0 дг/мин, 1.0 до 5.0 дг/мин, или 1.5 до 3.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг. Полидисперсность (Mw/Mn) полиэтилена высокой плотности может быть от 2.0 до 7.0, от 2.5 до 6.5, или от 3.0 до 6.0.
[0013] Реологическая ширина - это функция распределения времени релаксации смолы, которая, в свою очередь, есть функция молекулярной архитектуры смолы. Параметр ширины определяется экспериментально, основываясь на правиле Кокса-Мерца при подгонке кривых потока, при выработке с использованием
экспериментов вязко-эластичного динамического качания частоты колебаний, с использованием модифицированной модели Карро-Яшиды (CY),
[0014] г|=г|в[1+(Ху)а](п-1/а)
[0015] где:
[0016] г] - это вязкость (Па"сек); [0017] у - это скорость сдвига (1/с);
[0018] а - это параметр реологической ширины (параметр модели CY, для описания ширины области перехода между ньютоновским и неньютоновским поведением);
[0019] X - это время релаксации, сек. (параметр модели CY, для описания местоположения во времени области перехода);
[0020] г|в - это вязкость при нулевом сдвиге (Па"сек) (параметр модели CY, для задания ньютоновского плато); и
[0021] п - это константа степенного закона (параметр модели CY, для задания конечного наклона области с высокой скоростью сдвига).
[0022] Для упрощения использования модели, константе п степенного закона было назначено постоянное значение (п=0). Эксперименты осуществлялись с использованием геометрии параллельных пластин и напряжений в пределах линейного вязко-эластичного режима в частотном диапазоне от 0.1 до 316.2 с"1. Раскачивание частоты осуществлялось при трех температурах (170°С, 200°С и 230°С), и данные сдвигались для образования мастер-кривой для 190°С, с использованием известных способов высокотемпературной суперпозиции. Вязкость при нулевом сдвиге для HDPE-смол может быть между 1000 и 50000 Па"сек, 2000 и 25000 Па"сек, или 2500 и 12500 Па"сек.
[0023] Изделия, сделанные из таких смол, могут иметь глянец под углом 45° больший чем, или равный, 50, или больше, чем 60, при измерении по ASTM D523, и белесоватость меньше чем, или равную 25%, или меньше, чем 15%, при измерении по ASTM 1003. Примеры таких смол включают в себя, но не ограничиваясь таковыми, Total 6410, 6420 и 6450.
Применение продукта
[0024] В одном варианте осуществления, полимеры используются при литье под давлением с раздувом и ориентированием (ISBM). ISBM можно использовать для производства тонкостенных прозрачных бутылок. Такие процессы обычно известны специалистам в данной области техники. Например, процессы ISBM могут включать в себя литье полимера под давлением в преформу и последующее растяжение с раздувом преформы в изделие.
Пример
[0025] Сравнивали несколько полиэтиленовых смол по их поведению при ISBM-обработке. Все смолы HDPE были продуктами Total Petrochemical и все были произведены в коммерческих реакторах. Смолы полиэтилена высокой плотности представлены в Таблице 1.
Плотность
0.951
0.955
0.961
0.961
0.962
0.959
0.958
0.958
(г/см3)
Индексы расплава
MI2
0.08
0.35
1.2
0.5
0.45
0.64
(дг/мин)
MI5
1.75
1.8
2.55
(дг/мин)
HLMI
36.5
(дг/мин)
SR2
137.5
85.7
27.5
27.5
44.0
81.1
73.4
(HLMI/MI2)
Реология: Параметры модели Карро-Яшиды
Вязкость
457846
647000
10977
6214
2668
62674
66455
36649
при
нулевом
сдвиге
(Па" сек)
Время
0.390
0.123
0.007
0.005
0.002
0.019
0.057
0.037
релаксации
(сек.)
Реологическ
0.225
0.099
0.337
0.352
0.368
0.216
0.241
0.260
ая ширина
Степенной
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
закон
Энергия
31.86
29.79
27.15
26.39
26.37
25.59
27.23
26.93
активации
для потока
(кДж/моль)
[0026] Молекулярный вес в Таблице 1 измерялся по GPC; плотность измерялась по D792. MI2, MI5 и HLMI измеряли по ASTM D-1238, 190°С/2.16 кг. HLMI задавали, как индекс расплава при повышенном напряжении сдвига.
[0027] Пригодность для обработки смол, перечисленных в таблице 1, ранжировалась в соответствии со следующей шкалой:
[0028] Ранг = 1. Только <20% преформ успешно создало бутылку. [0029] Ранг = 2. От > 20% до <90% преформ успешно создало бутылку. [0030] Ранг = 3. От > 90% до <98% преформ успешно создало бутылку. [0031] Ранг = 4. > 98% преформ успешно создало бутылку.
[0032] Основываясь на этой системе ранжирования, полиэтилены высокой плотности получили следующие рейтинги:
[0033] 1 = 2285, 5502 [0034] 2 = 6410, 6420, 6450 [0035] 3 = 7208, 9458, BDM1 08-12
[0036] Различные образцы HDPE имели ясные различия в поведении при растяжении. Total 7208, 9458 и BDM1 08-12 показали лучшее поведение при растяжении, по сравнению с Total 6410, 6420, 2285 и 5502.
[0037] Прочности бутылок при максимальной нагрузке были сведены в таблицу, при измерении нагрузки в ньютонах:
[0038] 6410: 162±14 ньютонов [0039] 6420: 159 ± 14 ньютонов
[0040] 6450: 194 ньютонов (проверялась только одна бутылка) [0041] 7208: 178 ± 4 ньютонов [0042] 9458: 189 ± 7 ньютонов [0043] BDM1 08-12: 176 ± 6 ньютонов
[0044] Прочность при максимальной нагрузке представляет информацию о свойствах при разрушении, конечного ISBM-изделия, при разрушающем тестировании. Проверки прочности при максимальной нагрузке осуществлялись посредством помещения ISBM-изделия на нижнюю платформу (вертикально), и медленного её подъёма против верхней платформы, для измерения соответствующего уровня нагрузки ISBM-изделий.
[0045] Бутылки, выполненные из Total 7208, 9458, и BDM1 08-12, имели более высокую прочность при максимальной нагрузке, чем Total 6410 и 6420, при том, что Total 6410 и 6420 более плотные. В дополнение, бутылки из бимодальной смолы Total 9458 продемонстрировали более высокую прочность при максимальной нагрузке, чем унимодальные сорта с той же плотностью. Таким образом, бимодальные сорта полиэтилена повышают возможности по обработке и прочность бутылки при максимальной нагрузке. Фигура показывает сравнение прочности при максимальной нагрузке и плотности для каждого проверенного образца.
[0046] Бутылки, выполненные из Total 6410 и 6420, и бутылки из 6450 имеют самые лучшие оптические свойства из проверенных смол HDPE. В частности, Total 6420 имеет исключительную белесоватость и глянец в сравнении с Total 7208, 9458 или BDM1 08-12.
[0047] При том, что вышеуказанное относится к вариантам осуществления настоящего изобретения, иные и дополнительные варианты осуществления можно вывести без отступления от основного объёма настоящего изобретения, а объём настоящего изобретения определяется формулой изобретения, приведенной ниже.
Формула изобретения
1. Изделие, полученное с использованием литья под давлением с раздувом и ориентированием (ISBM-изделие), содержащее: смолу полиэтилена высокой плотности (HDPE), с MI2 от 0.1 до 5.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0.940 до 0.970 г/см3, при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль и вязкостью при нулевом сдвиге между 15000 и 250000 Па"сек.
2. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что смола HDPE имеет MI2 от 0.25 до 1.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг.
3. Изделие по п.1, отличающееся тем, что смола HDPE имеет плотность от 0.953 до 0.959 г/см3, при измерении по ASTM D792.
4. Изделие по п.1, отличающееся тем, что смола HDPE имеет пиковую
молекулярную массу более 50000 г/моль.
5. Изделие по п.1, отличающееся тем, что смола HDPE имеет вязкость при нулевом сдвиге между 35000 и 70000 Па"сек.
6. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что смола HDPE является бимодальной.
7. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что MI2 смолы HDPE находится между 0.4 и 0.7.
8. Изделие по п.1, отличающееся тем, что Mw смолы HDPE находится между 130000 и 170000.
9. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что плотность смолы HDPE находится между 0.958 и 0.959.
10. Изделие по п.1, отличающееся тем, что время релаксации смолы HDPE
находится между 0.015 и 0.060.
11. ISBM-изделие, содержащее: смолу полиэтилена высокой плотности с MI2 от 0.5 до 8.0 дг/мин, при измерении по ASTMD-1238; 190°С/2.16 кг, с полидисперсностью (Mw/Mn) от 2.0 до 7.0 и вязкость при нулевом сдвиге между 1000 и 50000 Па"сек; изделие имеет глянец при 45° больше или равный 50, при измерении по ASTM D523, и белесоватость менее или равную 25%, при измерении по ASTM 1003.
12. Изделие по п.11, отличающееся тем, что смола HDPE имеет MI2 от 1.5 до 3.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг.
13. Изделие по п.11, отличающееся тем, что смола HDPE имеет полидисперсность (Mw/Mn) от 3.0 до 6.0.
14. Изделие по п.11, отличающееся тем, что смола HDPE имеет вязкость при нулевом сдвиге от 2500 до 12500 Па"сек.
15. Изделие по п.11, с глянцем под углом 45° более 60, при измерении по ASTM D523.
16. Изделие по п.11, с белесоватостью менее 15%, при измерении по ASTM 1003.
17. Способ формования изделия посредством литья под давлением с раздувом и ориентированием, содержащий:
предоставление смолы HDPE, имеющей MI2 от 0.1 до 5.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0.940 до 0.970 г/см3, при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль и вязкостью при нулевом сдвиге между 15000 и 250000 Па"сек; литье под давлением в преформу произвольного сополимера на основе пропилена; и растягивание с раздувом преформы в изделие.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что способ имеет показатель отказов 10% или менее.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что способ имеет показатель отказов менее 2%.
20. Способ формования изделия посредством литья под давлением с раздувом и ориентированием, содержащий:
предоставление смолы HDPE, имеющей MI2 от 0.5 до 8.0 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, с полидисперсностью (Mw/Mn) от 2.0 до 7.0 и вязкостью при нулевом сдвиге между 1000 и 50000 Па" сек; изделие имеет глянец при 45° больше или равный 50, при измерении по ASTM D523, и белесоватость менее или равную 25%, при измерении по ASTM 1003;
литье под давлением в преформу произвольного сополимера на основе пропилена; и растягивание с раздувом преформы в изделие.
21. Изделие, полученное с использованием литья под давлением с раздувом и ориентированием (ISBM-изделие), содержащее:
смолу полиэтилена высокой плотности (HDPE), с MI2 от 0.4 до 0.7 дг/мин, при измерении по ASTM D-1238; 190°С/2.16 кг, плотность от 0.958 до 0.959 г/см3, при измерении по ASTM D792, с пиковой молекулярной массой более 40000 г/моль, и временем релаксации между 0.015 и 0.060.
плотность
Фигура
(19)
(19)
(19)
(19)
(19)
|
