專利名稱：具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器及其加工方法
技術領域：
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本發明屬于高分子聚合物材料加工技術領域，更具體地說，是涉及一種高強度的高阻隔性的高分子聚合物復合包裝容器及其加工方法。
背景技術：
高分子材料廣泛應用于食品、飲料、藥品、化工產品、機械電子器件、儀器儀表及軍工產品等的包裝領域。許多食品、飲料和藥品在氧氣及其他氣體作用下容易發生腐敗、變味、變色、變質，因此其包裝容器應該具有足夠的阻隔氧氣等氣體的性能。不同的內容物對包裝容器的氣體阻隔性能的要求也不相同，汽水等碳酸飲料要求保持其內部的二氧化碳氣體盡量少逸出，對于啤酒的包裝容器則要求具有更高的氧氣和二氧化碳阻隔性能。目前，注射-拉伸-吹塑的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)容器，在礦泉水、果汁、碳酸飲料、罐裝食品的包裝上已經得到普遍應用，而在像啤酒這類要求更高氣體阻隔性能的應用領域，目前的塑料啤酒瓶采用了聚對苯二甲酸乙二酯/乙烯乙烯醇共聚物(PET/EVOH)、聚對苯二甲酸乙二酯/聚酰胺(PET/PA)等多層共注射-拉伸-吹塑成型，或者采用聚萘二甲酸乙二酯(PEN)注射-拉伸-吹塑成型，或者在常規注射-拉伸-吹塑成型的PET瓶內部鍍碳膜等方法。然而，上述的方法還存在諸多問題，EVOH在環境水分或者相對濕度較高時會喪失其大部分隔氧性能，PA要相當的厚度才具有隔氧性，PEN材料價格昂貴，PET瓶內部鍍碳膜技術設備成本都很高。
干燥的食品、藥品粉劑、稀釋液、化學原料藥等吸濕性強的物品在貯運過程中極易受潮變質，電器件、精密機械、儀器儀表等受潮易生銹或發生霉菌侵蝕現象，這些都要求包裝容器具有良好的隔濕性能。通常，聚烯烴聚合物可以作為隔濕包裝材料，但其隔濕性能有限，當內容物對隔濕性能要求很高時，如注射藥品粉針劑、化學原料藥等，目前仍主要采用玻璃或者鋁制容器，顯然，玻璃容器易碎，鋁制容器制造成本高，但是按照常規方法成型的聚烯烴包裝容器難以滿足高隔濕性能的要求。
發明內容
本發明針對現有技術加工的高分子聚合物包裝容器存在的不足，旨在提供一種具有異相附生結晶納米層織構的多層聚合物復合包裝容器及其生產方法，以提高塑料包裝容器的強度和阻隔性能。
本發明提供的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，包括箱、桶、罐、瓶、袋、包、盒等容器，其技術方案如下本發明所提供的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，其殼壁是由可以形成非平行鏈異相附生結晶交叉編織結構的附生相聚合物(以A代表)在取向的基底相聚合物(以B代表)上附生結晶形成的交錯重疊多層結構，取向基底相聚合物各層累計厚度為包裝容器器壁總厚度的50-99％，最好為包裝容器器壁總厚度的75-95％，附生相聚合物層的有序晶體的片晶c軸與基底相聚合物片晶c軸相交，交角最好不要小于30度，其各層累計厚度為包裝容器器壁總厚度的1-50％，最好為包裝容器器壁總厚度的5-25％，且附生相聚合物層的單層厚度最好為50-300納米。
上述所說的，可以形成非平行鏈異相附生結晶交叉編織結構的附生相聚合物(以A代表)與基底相聚合物(以B代表)組合對A/B，可以是聚乙烯/聚丙烯，聚丙烯/聚酰胺等。所說的聚乙烯可以是各種類型的聚乙烯，如低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。所說的聚丙烯可以是等規聚丙烯，也可以是間規聚丙烯。所說的聚酰胺可以是各種類型的聚酰胺，如聚酰胺6、66、11、12等型號。
上述所說的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的制備加工方法，流程圖如圖1所示，主要包括以下工藝步驟(1)、熔融擠出將選定的聚合物組合對中的基底相聚合物與附生相聚合物分別置入不同的擠出機加熱至熔融狀態塑化擠出；(2)、微層共擠由擠出機擠出的分別形成基底相聚合物層與附生相聚合物層的兩股熔料流以預定的流率比同步定量輸送進入分層共擠摸具，形成分層復合熔融料片，再進入層倍增器進行反復分割-重疊-匯合，使層數增加，層厚變薄；(3)、復合膜、復合片材、復合板材擠出、壓延成型由層倍增器流出的片狀料流進入平縫式片、板口模擠出，形成熔體狀態的多層聚合物復合片、板的坯料，經過一系列輥筒的壓延、冷卻形成復合膜、片、板；(4)、再加熱處理將冷卻定型的復合膜、片、板再進行加熱處理，使其溫度升至附生相聚合物熔點溫度與基底相聚合物熔點溫度之間，或者低于附生相聚合物的熔點溫度；(5)、熱拉伸對熱處理后的復合膜、片、板進行拉伸，使其產生拉伸變形，并使其達到設計的幾何尺寸和厚度。
(6)、容器成型拉伸變形至設計幾何尺寸與厚度的復合膜、復合片材、復合板材通過熱熔接、熱成型、粘接等方法制成所需要形狀的包裝容器。
上述所說的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，當容器以多層復合膜為基材制成時，也可以采用如下步驟制備(1)、熔融擠出將選定的聚合物組合對中的基底相聚合物與附生相聚合物分別置入兩臺擠出機，加熱至熔融狀態塑化擠出；(2)、微層共擠由擠出機擠出的分別形成基底相聚合物層與附生相聚合物層的兩股熔料流以預定的流率比同步定量輸送進入分層共擠摸具，形成分層復合熔融料片，再進入層倍增器進行反復分割-重疊-匯合，使層數增加，層厚變薄；(3)、復合膜擠出、吹塑由層倍增器流出的片狀料流分成至少2股，經由至少2個進料通道進入至少為2層共擠的管口模擠出，形成熔體狀態的多層聚合物復合管坯，管坯離開口模后，被內部通入的壓縮空氣吹脹形成管狀泡膜，由風環冷卻；(4)、再加熱處理將冷卻后的復合管狀泡膜沿縱向切開成為平膜，再進行加熱處理，使其溫度升至附生相聚合物熔點溫度與基底相聚合物熔點溫度之間，或者低于附生相聚合物的熔點溫度；(5)、熱拉伸對熱處理后的復合膜進行拉伸，使其產生拉伸變形，并使其達到設計的幾何尺寸和厚度。
(6)、容器成型拉伸變形至設計幾何尺寸與厚度的復合膜通過熱熔接、熱成型、粘接等方法制成所需要形狀的包裝容器。
上述所說的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，特別是尺寸精度、表面質量要求高，或者頸口口徑小于器身的容器，如罐、瓶等復合包裝容器，還可以采取以下的方法制備，其具體制備加工方法流程圖如圖2所示，主要包括以下工藝步驟(1)、熔融塑化將選定的聚合物組合對中的基底相聚合物與附生相聚合物分別置入雙料筒注射機的兩個料筒中，加熱至熔融狀態塑化，在注射部件的推動下，經注射機噴嘴注射進入微層共注工序；(2)、微層共注射分別形成基底相聚合物層與附生相聚合物層的兩股熔料流以預定的流率比同步定量注射進入分層共注射混料器，形成分層復合熔融料片，再進入層倍增器進行反復分割-重疊-匯合，使層數增加，層厚變薄；(3)、容器型坯注射成型由層倍增器流出的料流注射進入至少為一模一腔的容器型坯注射成型模具型腔中，并被冷卻定型成為多層聚合物復合容器型坯；(4)、容器型坯熱處理調溫將冷卻定型的復合容器型坯再進行加熱處理，使其溫度升至附生相聚合物熔點溫度與基底相聚合物熔點溫度之間，或者低于附生相聚合物的熔點溫度；(5)、拉伸吹塑成型將熱處理后的容器型坯放置入吹塑模具中，通過拉伸桿對熱處理后的復合容器型坯進行拉伸并向型坯內部注入壓縮空氣，使型坯吹脹產生雙軸拉伸變形，周向拉伸比控制在1.1～4，縱向拉伸比控制在1.5～10。吹脹后容器壁貼緊模具型腔內壁冷卻成型為瓶、罐等容器形狀，達到設計的幾何尺寸和厚度。
在上述三種制備多層聚合物復合包裝容器的方法中，當制備工藝步驟(4)中的加熱處理溫度低于附生相聚合物熔點溫度時，還須將拉伸吹塑的復合容器再一次進行加熱，使其溫度升至高于附生相聚合物熔點而低于基底相聚合物熔點的溫度進行一段時間的熱處理。
上述所說的擠出機可以是單螺桿擠出機，也可以是雙螺桿擠出機，注射成型機可以采用雙料筒注射成型機，或者在普通單料筒注射成型機上增加安裝一套注射裝置。
上述所說的采用注射-拉伸-吹塑加工具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的方法，容器型坯的成型模具可以是普通形式的注射成型模具，也可以是熱流道式的注射成型模具。
上述所說的分層共擠/共注摸具為至少兩層，最好為三層，形成基底相和附生相的兩種聚合物分別由兩臺擠出機定量輸送進入模具，或者擠出機與熔體泵聯用定量輸送進入模具，或者注射機定量輸送進入模具，使經共擠/共注摸具流出的基底相聚合物與附生相聚合物兩股熔料流按照預定的組份比例匯合形成B-A-B三層結構熔體料片。所說的層倍增器為設計有2～8個料流通道的2～8階的層倍增器，結構如圖3所示。這里所說的階是指分層結構熔體料片分割-重疊-匯合的次數，2階是指分割-重疊-匯合2次，8階是指分割-重疊-匯合8次。對復合膜、片、板進行拉伸時，縱向拉伸比控制在1.5～30。
聚合物的異相附生結晶是一種結晶聚合物在另一種結晶聚合物取向基底上的附生結晶現象。在附生相聚合物層與基底相聚合物層形成的聚合物復合包裝容器中，其附生相聚合物層的片晶的c軸與基底相聚合物層的片晶的c軸呈大角度交角，聚合物復合包裝容器器壁為納米級層厚的編織結構，因此聚合物復合包裝容器器壁縱橫兩向的強度、模量和延展性都大幅度提高。另外，由于兩種聚合物片晶分別成為連結對方晶區和非晶區的橋梁，而非晶區又是材料力學性能的薄弱點，晶區的架橋連結可以使兩者的弱點均得到加強，產生力學性能的正協同效應，使得聚合物復合包裝容器器壁的力學性能、阻隔性和耐腐蝕性能得到進一步提高。本發明正是利用聚合物異相附生結晶這一原理開發出來的一種納米層織構的多層聚合物復合包裝容器。在這種包裝容器中，基底相聚合物片晶的c軸與附生相聚合物片晶的c軸成30～60度大角度交叉，如圖4所示。具有這種特殊形態結構的塑料復合包裝容器，基底相聚合物晶體取向排列，附生相聚合物的有序片晶晶體c軸與基底相聚合物片晶的c軸成大角度交叉排列，在包裝容器器壁內形成有序晶體增強相交叉編織結構，而且兩相的層間粘結強度極高，極大的提高包裝容器的縱向和橫向的物理機械強度；同時兩相晶區的互相架橋也極大的減少了非晶區缺陷，使復合包裝容器的縱向和橫向的強度、剛度、延展性都得到進一步提高。兩相聚合物的晶區互相架橋、緊密連接，使二者的晶體互相封閉了對方的非晶區，這極大提高了復合包裝容器的氣體(氧氣、二氧化碳等氣體)阻隔性和防潮隔濕性能。
本發明提供的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器及其加工方法，可以在生產線上成型具有納米層織構的多層聚合物復合箱、桶、罐、瓶、袋、包、盒等包裝容器，工藝條件簡單易于控制，切實可行，適合于工業化的大規模生產。
四
圖1、具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法流程2、具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器(瓶、罐等)的加工方法流程3、層倍增器結構原理示意4、多層聚合物復合包裝容器的納米層織構的形態結構示意圖五具體實施方式
下面給出的實施例是對本發明的具體描述，有必要在此指出的是，以下實施例只用于對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域技術熟練人員根據上述本發明內容對本發明做出的非本質性的改進和調整仍屬于本發明的保護范圍。
實施例1具有納米層織構的多層聚合物復合包裝桶的制備。
1、聚合物材料聚合物組合對為高密度聚乙烯/等規聚丙烯(HDPE/iPP)；2、熔融擠出形成附生相(A)的聚合物(HDPE)和形成基底相(B)的聚合物(iPP)分別由兩臺雙螺桿擠出機熔融塑化，其中HDPE的擠出溫度為190℃，iPP的擠出溫度為220℃。經過擠出機熔融塑化擠出的熔體進入微層共擠工序；3、微層共擠由兩臺擠出機以流率比為10∶90的比率將HDPE/iPP的熔體同步送入一個設計有三層共擠摸具和4通道5階層倍增器疊加組成的微層共擠機頭中，在共擠模具內使兩股熔料流匯合形成三層結構的熔體料片，擠出的熔體料片進入5階層倍增器進行5次分割-重疊-匯合，使熔體料片的層數增加，層厚變薄。料流被反復分割和重疊組合，在最后一階層數達到2049層。微層共擠機頭的溫度為220℃；4、復合板材壓延成型由層倍增器流出的片狀料流進入平縫式板材口模擠出，形成熔體狀態的多層聚合物復合板坯料，經過一系列輥筒的壓延、冷卻形成復合板材；5、復合板材的加熱處理；復合板材前行進入隧道式紅外加熱烘箱，熱處理溫度為150℃；6、復合板材的熱拉伸通過調整牽引輥筒的速比對加熱至150℃的復合板材進行拉伸，使其產生拉伸變形，縱向拉伸比為10，拉伸后的復合板材冷卻至室溫卷取。
7、容器成型切取一塊板材，加熱至100℃，置于桶的熱成型模具型腔之上，周邊壓緊，型腔中抽真空，將板材吸塑成所需要形狀的桶。
聚合物組合對高密度聚乙烯/等規聚丙烯(HDPE/iPP)經上述方法加工生產出的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝桶，包裝桶材料的基底相聚合物的片晶c軸與附生相聚合物層的片晶c軸交叉，交角為50度，作為基底相聚合物層的等規聚丙烯(iPP)的各層累計厚度為復合包裝桶壁總厚度的90％，作為附生相聚合物層的高密度聚乙烯(HDPE)層的各層累計厚度為復合包裝桶壁總厚度的10％，且作為附生相聚合物層的高密度聚乙烯(HDPE)層的單層厚度約為100納米。
實施例1制備的HDPE/iPP多層復合包裝桶，切取復合包裝桶桶壁板材進行測試，沿板材擠出方向的縱向拉伸強度可達260MPa，斷裂伸長率可達80％，橫向拉伸強度可達100MPa，斷裂伸長率可達25％。桶對烴類溶劑的阻隔性和耐腐蝕性有很大提高。
實施例2具有納米層織構的多層聚合物復合包裝袋的制備。
1、聚合物材料聚合物組合對為線性低密度聚乙烯/等規聚丙烯(LLDPE/iPP)；2、熔融擠出形成附生相(A)的聚合物(LLDPE)和形成基底相(B)的聚合物(iPP)分別由兩臺雙螺桿擠出機熔融塑化，其中LLDPE的擠出溫度為160℃，iPP的擠出溫度為200℃。經過擠出機熔融塑化擠出的熔體進入微層共擠工序；3、微層共擠由兩臺擠出機以流率比為40∶60的比率將LLDPE/iPP的熔體同步送入一個設計有三層共擠摸具和4通道4階層倍增器疊加組成的微層共擠機頭中，在共擠模具內使兩股熔料流匯合形成三層結構的熔體料片，擠出的熔體料片進入4階層倍增器進行4次分割-重疊-匯合，使熔體料片的層數增加，層厚變薄。料流被反復分割和重疊組合，在最后一階層數達到513層。微層共擠機頭的溫度為200℃；
4、復合膜擠出、吹塑在層倍增器最后一階片狀料流分成2股，經由2個進料通道進入2層共擠的管口模擠出，形成熔體狀態的多層聚合物復合管坯，官坯離開口模后，被芯棒內部通入的壓縮空氣吹脹形成官狀泡膜，由風環冷卻，泡膜內熔體層數為1025層；5、再加熱處理冷卻的管狀復合泡膜經由人字板、橡膠壓輥、切割刀被沿縱向切開成為平膜，在牽引輥牽引下前行，進入隧道式紅外加熱烘箱進行熱處理，熱處理溫度為130℃；6、熱拉伸調整牽引輥的速比對熱處理后的復合膜進行拉伸，使其產生縱向拉伸變形，縱向拉伸比控制在5，薄膜厚度100微米。
7、容器成型將復合薄膜采用熱熔接方法制成所需要形狀的多層復合包裝袋。
聚合物組合對線性低密度聚乙烯/等規聚丙烯(LLDPE/iPP)經上述方法加工生產出的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝袋，復合包裝袋材料基底相聚合物的片晶c軸與附生相聚合物層的片晶c軸交叉，交角為50度，作為基底相聚合物層的等規聚丙烯(iPP)的各層累計厚度為復合包裝袋壁總厚度的60％，作為附生相聚合物層的線性低密度聚乙烯(LLDPE)層的各層累計厚度為袋壁總厚度的40％，且作為附生相聚合物層的線性低密度聚乙烯(LLDPE)層的單層厚度約為80納米。
實施例2制備的LLDPE/iPP多層復合包裝袋，取復合包裝袋的薄膜基材進行測試，縱向拉伸強度可達140MPa，斷裂伸長率可達250％，橫向拉伸強度可達80MPa以上，斷裂伸長率可達150％。薄膜的氧氣透過量為6.5cm3/m2·24h·0.1MPa，水蒸氣透過量為0.7g/m2·24h。
實施例3具有納米層織構的多層聚合物復合包裝瓶的制備。
1、聚合物材料選定聚合物組合對為等規聚丙烯與聚酰胺6(iPP/PA6)；2、熔融塑化使用雙料筒注射成型機，形成附生相(A)的聚合物等規聚丙烯(iPP)和形成基底相(B)的聚合物聚酰胺6(PA6)分別置入注射機的兩個料筒中熔融塑化，其中iPP的注射溫度為220℃，PA6的注射溫度為260℃，在注射螺桿的推動下，經噴嘴注射進入后續裝置；3、微層共注射iPP/PA6的熔體分別由兩個料筒塑化，并以流率比為50∶50的比率同步注射進入一個三層共注射混料器形成三層復合熔融料片，再進入5階4通道和最后一階為2通道1階的層倍增器疊加組成的微層共注射裝置中，進行反復分割-重疊-匯合，在最后一階層數達到4097層，層倍增器溫度為260℃；
4、瓶坯注射成型由層倍增器流出的料流進入一模兩腔的瓶坯注射成型模具，并被冷卻定型成為瓶壁內的層數為4097層的多層聚合物復合瓶坯；；5、瓶坯熱處理調溫將冷卻定型的復合瓶坯置入熱處理烘箱加熱至180℃進行熱處理；6、拉伸吹塑將瓶坯置入吹塑模具中，通過拉伸桿對熱處理后的復合瓶坯進行縱向拉伸，縱向拉伸比控制在4，并向瓶坯內部吹入壓縮空氣，使瓶坯吹脹產生周向拉伸變形，周向拉伸比控制在1.5。吹脹后瓶壁貼緊模具型腔內壁冷卻成型為瓶形狀，瓶壁厚度0.4毫米。
聚合物組合對等規聚丙烯與聚酰胺6(iPP/PA6)經上述方法加工生產出的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝瓶，復合包裝瓶材料的基底相聚合物晶體片晶c軸與附生相聚合物層的有序晶體的片晶c軸交叉，交角為50度，作為基底相聚合物層的聚酰胺6(PA6)各層累計厚度為復合包裝瓶瓶壁總厚度的50％，作為附生相聚合物層的等規聚丙烯(iPP)各層累計厚度為復合包裝瓶瓶壁總厚度的50％，且作為附生相聚合物層的等規聚丙烯(iPP)層的單層厚度約為100納米。
實施例3制備的iPP/PA6多層聚合物復合包裝瓶，切取瓶壁片材進行測試，縱向拉伸強度可達210MPa，斷裂伸長率可達90％，環向拉伸強度可達160MPa，斷裂伸長率可達50％。瓶壁片材的氧氣透過量為0.87cm3/m2·24h·0.1MPa，水蒸氣透過量為0.6g/m2·24h。
權利要求
1.一種具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，其特征在于復合包裝容器器壁由可以形成非平行鏈異相附生結晶交叉編織結構的基底相聚合物層與附生相聚合物層晶向交錯重疊構成，其中基底相聚合物層的晶體片晶c軸沿容器器壁軸向，其各層累計厚度為容器器壁總厚度的50-99％，附生相聚合物層的晶體片晶c軸與容器器壁軸相交，其各層累計厚度為容器器壁總厚度的1-50％，且附生相聚合物層的單層厚度為50-300納米。
2.如權利要求1所述的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，其特征在于所說的可以形成非平行鏈異相附生結晶交叉編織結構的基底相聚合物層與附生相聚合物層的聚合物組合對選自聚乙烯/聚丙烯與聚丙烯/聚酰胺。
3.如權利要求2所述的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器，其特征在于所說的聚乙烯選自低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯，聚丙烯選自等規聚丙烯與間規聚丙烯，聚酰胺選自聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12。
4.關于權利要求1至3所述具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于包括以下工藝步驟(1)、熔融擠出將選定的聚合物組合對中的基底相聚合物與附生相聚合物分別置入不同的擠出機加熱至熔融狀態塑化擠出；(2)、微層共擠由擠出機擠出的分別形成基底相聚合物層與附生相聚合物層的兩股熔料流以預定的流率比同步定量輸送進入分層共擠摸具，形成分層復合熔融料片，再進入層倍增器進行反復分割-重疊-匯合，使層數增加，層厚變薄；(3)、復合膜、復合片材、復合板材擠出、壓延成型由層倍增器流出的片狀料流進入平縫式片、板口模擠出，形成熔體狀態的多層聚合物復合片、板的坯料，經過一系列輥筒的壓延、冷卻形成復合膜、片、板；(4)、再加熱處理將冷卻定型的復合膜、片、板再進行加熱處理，使其溫度升至附生相聚合物熔點溫度與基底相聚合物熔點溫度之間，或者低于附生相聚合物的熔點溫度；(5)、熱拉伸對熱處理后的復合膜、片、板進行拉伸，使其產生拉伸變形，并使其達到設計的幾何尺寸和厚度。(6)、容器成型拉伸變形至設計幾何尺寸與厚度的復合膜、復合片材、復合板材通過熱熔接、熱成型、粘接等方法制成所需要形狀的包裝容器。
5.關于權利要求1至3所述具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于包括以下工藝步驟(1)、熔融擠出將選定的聚合物組合對中的基底相聚合物與附生相聚合物分別置入不同的擠出機，加熱至熔融狀態塑化擠出；(2)、微層共擠由擠注機擠注出的分別形成基底相聚合物層與附生相聚合物層的兩股熔料流以預定的流率比同步定量輸送進入分層共擠摸具，形成分層復合熔融料片，再進入層倍增器進行反復分割-重疊-匯合，使層數增加，層厚變薄；(3)、復合膜擠出、吹塑由層倍增器流出的片狀料流分成至少2股，經由至少2個進料通道進入至少為2層共擠的管口模擠出，形成熔體狀態的多層聚合物復合管坯，管坯離開口模后，被內部通入的壓縮空氣吹脹形成管狀泡膜，由風環冷卻；(4)、再加熱處理將冷卻的復合管狀泡膜沿縱向切開成為平膜，再進行加熱處理，使其溫度升至附生相聚合物熔點溫度與基底相聚合物熔點溫度之間，或者低于附生相聚合物的熔點溫度；(5)、熱拉伸通過調整牽引輥的速比對熱處理后的復合膜進行拉伸，使其產生拉伸變形，并使其達到設計的幾何尺寸和厚度，縱向拉伸比控制在1.5～30。(6)、容器成型拉伸變形至設計幾何尺寸與厚度的多層復合膜通過熱熔接、熱成型、粘接等方法制成所需要形狀的容器。
6.關于權利要求1至3所述具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于包括以下工藝步驟(1)、熔融塑化將選定的聚合物組合對中的基底相聚合物與附生相聚合物分別置入雙料筒注射機的兩個料筒中，加熱至熔融狀態塑化，在注射部件的推動下，經注射機噴嘴注射進入微層共注工序；(2)、微層共注射分別形成基底相聚合物層與附生相聚合物層的兩股熔料流以預定的流率比同步定量注射進入分層共注射混料器，形成分層復合熔融料片，再進入層倍增器進行反復分割-重疊-匯合，使層數增加，層厚變薄；(3)、容器型坯注射成型由層倍增器流出的料流注射進入至少為一模一腔的容器型坯注射成型模具中，并被冷卻定型成為多層聚合物復合容器型坯；(4)、容器型坯熱處理調溫將冷卻定型的復合容器型坯再進行加熱處理，使其溫度升至附生相聚合物熔點溫度與基底相聚合物熔點溫度之間，或者低于附生相聚合物的熔點溫度；(5)、拉伸吹塑將容器型坯置入吹塑模具中，通過拉伸桿對熱處理后的復合容器型坯進行縱向拉伸并向容器型坯內部注入壓縮空氣使容器型坯吹脹，產生雙軸拉伸變形，周向拉伸比為1.1～4，縱向拉伸比為1.5～10，吹脹后容器壁貼緊模具型腔內壁冷卻成型為所需要的容器形狀。
7.如權利要求4或5或6所述的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于當復合膜、片材、板材加熱處理和拉伸溫度低于附生相聚合物熔點溫度時，還須將拉伸后的復合膜、片材、板材再一次進行加熱，使其溫度升至高于附生相聚合物熔點而低于基底相聚合物熔點的溫度進行熱處理。
8.如權利要求4或5或6所述的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于兩種聚合物熔料流的流率控制方式為擠出機、注射機直接定量輸送或擠出機與熔體泵聯用定量輸送。
9.如權利要求4或5或6所述的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于所說的分層共擠/共注摸具為三層共擠/共注摸具，在共擠/共注摸具內使基底相聚合物與附生相聚合物兩股熔料流匯合形成三層結構熔融料片。
10.如權利要求6所述的具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器的加工方法，其特征在于復合包裝容器注射成型的型坯模具，選自普通注射成型模具和熱流道注射成型模具。
全文摘要
本發明公開了一種具有納米層織構的多層聚合物復合包裝容器及其加工方法，復合包裝容器由可形成非平行異相附生結晶交叉編織結構的兩種聚合物，經微層共擠/共注射、冷卻成型、熱處理、熱拉伸等工序過程加工制得，在容器器壁中基底相聚合物層的片晶c軸與附生相聚合物層的片晶c軸相交叉，且基底相聚合物層累計層厚為包裝容器器壁厚度的50－99％，附生相聚合物層累計層厚為1－50％，且附生相聚合物層的單層厚度為50－300納米。本發明由于在包裝容器器壁內形成了編織結構的納米層增強相，及兩相晶區存在互相架橋，因此極大地減少了非晶區缺陷，使復合包裝容器的強度、剛度、延展性都得到大幅度提高，并且賦予包裝容器極高的阻隔性、耐腐蝕性。
文檔編號B65D65/40GK1693148SQ20051002094
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月25日 優先權日2005年5月25日
發明者陳利民, 李澤瓊 申請人:四川大學