專利名稱：容器或預(yù)成品的內(nèi)螺紋的旋鍛成型方法與具有這樣內(nèi)螺紋的容器和預(yù)成品的制作方法
本申請(qǐng)主要針對(duì)塑料容器，吹塑成型的塑料容器的預(yù)成品，以及在預(yù)成品或容器上加工內(nèi)螺紋的方法。
背景技術(shù)：
在制造塑料容器如單層或多層的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器時(shí)，一般會(huì)塑造一個(gè)具有主體和有一道或多道外螺紋的瓶口的容器預(yù)成品。通常瓶口在預(yù)成品上最終成型，然后預(yù)成品的主體按照容器主體形狀的要求吹塑成型。然而，這種制造技術(shù)并不適于具有內(nèi)螺紋的預(yù)成品或容器的制造，其原因之一是很難將具有內(nèi)塑造螺紋的預(yù)成品與其成型模具相剝離。
因此，需要有一種來(lái)在塑料預(yù)成品或容器的瓶口上加工內(nèi)螺紋的方法，以及提供這種具有內(nèi)螺紋的預(yù)成品或容器瓶口。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在一個(gè)預(yù)成品或容器的塑料頸部加工至少一道內(nèi)螺紋的方法。本方法包括如下步驟a)將具有外沿溝槽的第一工具與頸部的內(nèi)表面相嚙合；b)具有外沿邊緣的第二工具與頸部的外表面相嚙合；c)然后進(jìn)行頸部和工具的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使得頸部在溝槽與邊緣之間旋鍛形成至少一道內(nèi)螺紋。
在本方法的其他可選方案中，相對(duì)旋轉(zhuǎn)的步驟可包括旋轉(zhuǎn)兩個(gè)工具；旋轉(zhuǎn)預(yù)成品；
旋轉(zhuǎn)預(yù)成品并旋轉(zhuǎn)第一和第二工具之一；旋轉(zhuǎn)兩個(gè)工具并旋轉(zhuǎn)預(yù)成品。
本方法可在預(yù)成品上完成，然后可將預(yù)成品的主體吹塑成型制成容器。同樣的，本方法還可在容器的頸部上完成，如由預(yù)成品吹塑成型的容器。該預(yù)成品可由噴射模塑或壓縮模塑法成型。該預(yù)成品在成型時(shí)可在頸部塑造一個(gè)外螺紋，這樣可生產(chǎn)出一個(gè)同時(shí)具有外塑造螺紋和內(nèi)旋鍛螺紋的預(yù)成品或容器頸部。
該內(nèi)螺紋的螺距可制成變化或不變的，螺紋可為簡(jiǎn)單的凹槽，如環(huán)繞頸部的一道連續(xù)溝槽。
在本方法的一個(gè)實(shí)施例中，還包括一個(gè)在內(nèi)螺紋成型的同時(shí)修光頸部上表面的步驟。該修光步驟可由對(duì)頸部上表面進(jìn)行熱壓處理來(lái)完成。
在其他實(shí)施例中，還可設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的頸環(huán)，該頸環(huán)可裝配在頸部，位于頸部外表面之上。此頸環(huán)可具有外螺紋，其本身就可為一個(gè)已成型的塑料制品。
在各種實(shí)施例中，可對(duì)一個(gè)或多個(gè)工具進(jìn)行加熱。同樣的，預(yù)成品或容器的頸部也可被加熱以促進(jìn)內(nèi)旋鍛螺紋的成型過(guò)程。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一個(gè)包含一個(gè)塑料預(yù)成品或容器的制品。該制品具有一個(gè)圓柱形頸部，其頸壁厚度基本均勻，并且頸部具有至少一道內(nèi)旋鍛螺紋。該制品還可包含一個(gè)頸環(huán)，該頸環(huán)蓋緊在頸部上并且具有至少一道外螺紋。另外，該外螺紋可由噴射模塑或壓縮模塑法成型。該容器可為由預(yù)成品吹塑成型的塑料容器。
以下的描述和附圖一起組成了本說(shuō)明書(shū)的一部分，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明所述的一個(gè)方面的沒(méi)有鑄造螺紋的預(yù)成品的透視圖。
圖2為對(duì)圖1所示的預(yù)成品進(jìn)行內(nèi)螺紋旋鍛的示意圖。
圖3為在容器中進(jìn)行內(nèi)螺紋旋鍛的示意圖，該容器由圖1所示的預(yù)成品制成。
圖4為圖3中區(qū)域4部分的剖面圖。
圖5為在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，同時(shí)具有內(nèi)螺紋和外螺紋的預(yù)成品和頸環(huán)配件的透視圖。
圖6為對(duì)具有外塑造螺紋的預(yù)成品進(jìn)行內(nèi)螺紋旋鍛的示意圖。
圖7為具有一個(gè)外塑造螺紋和一個(gè)內(nèi)旋鍛螺紋的預(yù)成品的剖面圖。
圖8為在另一實(shí)施例中，具有一道內(nèi)部水平溝槽(作為內(nèi)旋鍛螺紋)的預(yù)成品的剖面圖。
圖9為在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，預(yù)成品與第一和第二工具進(jìn)行不同形式相對(duì)運(yùn)動(dòng)的示意圖。
圖10為在容器上進(jìn)行內(nèi)螺紋旋鍛和在容器頸部上表面進(jìn)行修光的組合步驟的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1示出了一個(gè)具有主體12和一個(gè)整體頸部14的容器預(yù)成品10的例子。頸部14的輪廓最好呈圓柱形，并且在本實(shí)施例中該頸部成型時(shí)不具有任何內(nèi)部或外部螺紋。圖1所示的預(yù)成品10在成型時(shí)同時(shí)塑造了一個(gè)外邊緣16用以與加固式結(jié)構(gòu)共同來(lái)蓋緊最終的容器，以及一個(gè)支撐凸緣18以便于預(yù)成品和容器的操作。邊緣16和凸緣18是可選結(jié)構(gòu)。圓柱形頸部14的徑向頸壁厚度通常是均勻的。預(yù)成品10可由噴射模塑或壓縮模塑法成型，其制造材料可選擇單層塑料結(jié)構(gòu)如PET，或多層塑料結(jié)構(gòu)，例如其具有PET的基體層或結(jié)構(gòu)層以及具有單個(gè)或多個(gè)隔離材料(如乙烯醇(EVOH)或尼龍)構(gòu)成的中間層。該隔離層可延伸至預(yù)成品頸部14，或不延伸到那兒。
如本發(fā)明的一個(gè)方面所述，頸部14的內(nèi)螺紋可在預(yù)成品的主體12吹塑成型之前或之后旋鍛成型。如圖2所示，一道或多條內(nèi)螺紋20在預(yù)成品的主體12吹塑成型之前已旋鍛在頸部14中。該螺紋20是由將第一旋轉(zhuǎn)工具22與頸部14的內(nèi)表面相嚙合，以及第二旋轉(zhuǎn)工具24與頸部14的外表面相嚙合，然后在預(yù)成品頸部旋鍛成型的。內(nèi)部工具22包括一個(gè)具有外沿溝槽28的圓盤(pán)26，外部工具24包括一個(gè)具有外沿邊緣32的圓盤(pán)30。將工具22和工具24分別與頸部14的內(nèi)表面和外表面相嚙合，旋轉(zhuǎn)工具(以及預(yù)成品)，從而邊緣32使得頸部14的塑料材料發(fā)生形變，將其鍛入工具22的溝槽28中。如有需要，可在過(guò)程中對(duì)工具22和24兩個(gè)或其中之一加熱來(lái)促進(jìn)形變；或者，此旋鍛也可以是一個(gè)冷處理操作。在頸部14的內(nèi)螺紋20成型之后，就可將預(yù)成品10放入合適的吹塑模具中，然后對(duì)加熱過(guò)的預(yù)成品主體12進(jìn)行吹塑以形成容器的主體12a(如圖3所示)。
圖3示出了旋鍛的另一種方法，該方法在容器主體12a吹塑成型以后再對(duì)預(yù)成品頸部14進(jìn)行內(nèi)螺紋20的旋鍛。圖3中各部件的標(biāo)號(hào)與圖1-2中的相同。無(wú)論預(yù)成品上內(nèi)螺紋的成型是在預(yù)成品的主體吹塑成型之前或之后，頸部14的徑向頸壁厚度基本保持均勻，如圖4所示。
圖5示出了一個(gè)在瓶口同時(shí)具有內(nèi)螺紋和外螺紋的預(yù)成品或容器的成型方法。在預(yù)成品或容器(如圖2或圖3所示)的頸部14的一道或多道內(nèi)螺紋20旋鍛之后，將一個(gè)獨(dú)立的頸環(huán)34扣在頸部14的外表面上。頸環(huán)34上具有一道或多道預(yù)成型的外螺紋34。作為圖5的改進(jìn)形式，邊緣16和/或支撐凸緣18可形成在環(huán)34而不是預(yù)成品上。這樣，圖5實(shí)施例所示的最終的容器將同時(shí)包括內(nèi)外螺紋，其內(nèi)螺紋旋鍛在容器頸部，而外螺紋塑造在一個(gè)獨(dú)立的頸環(huán)上。
圖6和7示出了制造同時(shí)具有內(nèi)外螺紋的預(yù)成品的另一種方法。在此預(yù)成品40中，該預(yù)成品在成型時(shí)將外螺紋42塑造在預(yù)成品頸部44上。成型之后，在吹塑預(yù)成品主體之前或之后，再利用旋鍛工具22和24在頸部44上塑造內(nèi)螺紋46。
在螺紋成型的過(guò)程中或該操作之前，可能需要加熱頸部14。這個(gè)加熱過(guò)程可由工具22和24來(lái)進(jìn)行傳導(dǎo)。頸部最佳的加熱溫度要高于室溫，如對(duì)于PET材料的瓶口來(lái)說(shuō)為50℃～100℃。瓶頸的溫度最好不要超過(guò)頸部玻璃材料的轉(zhuǎn)變溫度Tg多于約40至50℃。例如，將瓶頸加熱至120℃或更高的溫度將引起頸部的扭曲和形變。在頸部14的厚度為0.5至1mm(0.019至0.039英寸)時(shí)，5秒鐘的接觸時(shí)間對(duì)于螺紋成型已經(jīng)足夠。更短的接觸時(shí)間，如一秒或幾秒則可能不夠，除非瓶頸非常??；這在圖1-4所示的實(shí)施例中可能不合要求，但在圖5所示的實(shí)施例中則能夠適用。
這樣，就在預(yù)成品的E壁和容器頸部14上旋鍛成型了一道或多道內(nèi)螺紋。預(yù)成品或容器頸部的全部或部分可在內(nèi)螺紋20成型之前或過(guò)程中結(jié)晶化，以避免發(fā)生收縮或扭曲。這在一些容納高溫物質(zhì)的應(yīng)用例中尤其需要，否則其容器中容納的物質(zhì)的溫度有可能造成容器瓶口的收縮或扭曲。容器瓶口的結(jié)晶化可沿頸部的徑向和軸向延伸至整個(gè)瓶頸，如有需要，還可包括邊緣16和/或支撐凸緣18。
圖8示出了在另一實(shí)施例中，一個(gè)具有主體52和頸部54的預(yù)成品50的橫截面。該頸部的內(nèi)螺紋為一道環(huán)繞頸部圓周的水平連續(xù)溝槽56。
圖9與圖2類似，闡明了旋鍛操作。不同的是，圖9中顯示了第一工具22、第二工具24以及的預(yù)成品頸部14的不同運(yùn)動(dòng)方向(分別為箭頭22a、22b，箭頭24a、24b以及箭頭14a)。圖示的預(yù)成品具有一個(gè)主體12和具有內(nèi)旋鍛螺紋的頸部14。該預(yù)成品具有一根縱軸CL，第一工具22可圍繞一根基本平行于此縱軸的軸旋轉(zhuǎn)(箭頭22a)，也可沿此縱軸做軸向運(yùn)動(dòng)(箭頭22b)。第二工具24與第一工具具有相似的運(yùn)動(dòng)方向(箭頭24a和24b)，不過(guò)應(yīng)該說(shuō)明的是，在任何操作中，第二工具均以與第一工具相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。總的來(lái)說(shuō)，第二工具沿一道環(huán)繞預(yù)成品頸部的大弧線(箭頭31)運(yùn)動(dòng)，從而形成內(nèi)螺紋。在與一個(gè)或兩個(gè)工具的結(jié)合下，預(yù)成品本身可環(huán)繞其縱軸旋轉(zhuǎn)(箭頭14a)。經(jīng)過(guò)這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即可形成一道具有水平排列的螺線或凹槽的螺紋，或一道具有相對(duì)于預(yù)制成品的縱軸傾斜的螺線或凹槽的螺紋。
圖10示出了另一種實(shí)施例，圖中正在將內(nèi)螺紋62旋鍛至容器60的頸部上。在旋鍛內(nèi)螺紋的同時(shí)，第一工具80也在使用修光工具82對(duì)容器頸部66的上表面64進(jìn)行修光，該修光工具位于與頸部上表面64相鄰接的位置。修光板82在壓縮彈簧84的壓力作用下緊靠住頸部的上表面，并且在操作中，還可對(duì)修光板進(jìn)行加熱，以加熱上表面同時(shí)促進(jìn)修光。圖中第一和第二工具80和90繞相互平行的旋轉(zhuǎn)軸反方向旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)螺紋可用于連接例如蓋的封閉件以便密封容器，或者可用于連接例如傾倒壺嘴的附件。
預(yù)成品可以是任何適當(dāng)?shù)乃芰辖Y(jié)構(gòu)，如單層PET或多層結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)可由PET層與樹(shù)脂的隔離層如乙烯醇或尼龍相交替。預(yù)成品可由噴射模塑或壓縮模塑法成型。同樣的，頸環(huán)也可以是噴射模塑或壓縮模塑法成型的塑料制品。頸環(huán)和預(yù)成品是相分離的，因此頸環(huán)可以使用任何所需要的材料結(jié)構(gòu)，可以與預(yù)成品相同，也可以是與預(yù)成品不同的更適宜的材料。例如，頸環(huán)可以是PET，用后回收樹(shù)脂(PCR)，再研磨材料(REG)，聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)或聚乙烯石腦油(PEN)結(jié)構(gòu)。若頸環(huán)為聚酯結(jié)構(gòu)(如PET，PEN或再研磨處理)，則該頸環(huán)成型時(shí)可以為全部或部分結(jié)晶化。這可以通過(guò)使用快結(jié)晶型材料，或合理設(shè)置頸環(huán)加工處理過(guò)程的條件來(lái)達(dá)到，如提高塑模溫度，減緩塑模的冷卻過(guò)程，加熱模腔中特定區(qū)域等等。在成型后的操作中，頸環(huán)可以是部分或全部結(jié)晶化的。也就是說(shuō)，頸環(huán)的材料和制造條件的選擇可獨(dú)立于預(yù)成品的材料和制造條件，這樣制成的最終容器和預(yù)成品的瓶口部分可達(dá)到所需的要求。此外，預(yù)成品可由薄壁元件塑模成型，而不需將物料流引入較厚的瓶口區(qū)域，從而節(jié)約了材料成本和塑模周期。使用干涉配合(如壓配合或收縮配合)、粘接或焊接的方法將頸環(huán)扣緊在頸部。頸環(huán)和/或預(yù)成品頸部可設(shè)置有適當(dāng)?shù)难b置以防止頸環(huán)在頸部的轉(zhuǎn)動(dòng)。
仔細(xì)閱讀了本申請(qǐng)所公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)和實(shí)例后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠清楚本發(fā)明的其他實(shí)施例。上述的說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例僅僅是示例性的，本發(fā)明的真正范圍將由權(quán)利要求書(shū)說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種在預(yù)成品或容器的塑料頸部形成至少一道內(nèi)螺紋的方法，其包括如下步驟(a)將具有外沿溝槽的第一工具與頸部的內(nèi)表面相嚙合；(b)具有外沿邊緣的第二工具與頸部的外表面相嚙合；以及(c)使頸部和工具相對(duì)旋轉(zhuǎn)，以便在溝槽與邊緣之間在頸部中旋鍛形成至少一道內(nèi)螺紋。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中引起相對(duì)旋轉(zhuǎn)的步驟包括(a)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)工具；(b)旋轉(zhuǎn)預(yù)成品；(c)旋轉(zhuǎn)預(yù)成品并旋轉(zhuǎn)第一和第二工具之一；(d)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)工具以及預(yù)成品。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法在預(yù)成品的頸部上實(shí)行。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中預(yù)成品包括主體；所述方法包括，繼內(nèi)旋鍛螺紋成型后，將預(yù)成品的主體吹塑成型以制成容器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法在容器的頸部上實(shí)行。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中預(yù)成品由噴射模塑或壓縮模塑法成型。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在內(nèi)螺紋成型的同時(shí)修光頸部上表面的步驟。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中螺紋的螺距可制成變化或不變的。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中螺紋為凹槽。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中凹槽是環(huán)繞頸部的連續(xù)凹槽。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括(d)提供頸環(huán)；以及(e)將頸環(huán)裝配在頸部，使該頸環(huán)被容納在頸部外表面上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中頸環(huán)具有外螺紋。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中頸環(huán)是成型的具有外螺紋的塑料頸環(huán)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中頸部是具有外螺紋的成型頸部。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中外塑造螺紋和內(nèi)旋鍛螺紋沿軸向移置。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括加熱所述工具的一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括加熱一個(gè)或多個(gè)頸部，第一工具和第二工具。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中預(yù)成品具有主體，所述方法進(jìn)一步的包括，在形成內(nèi)旋鍛螺紋之前或之后，用吹塑法使主體成型以制成容器。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求1的所述方法制作的塑料預(yù)成品或容器，在其頸部單獨(dú)具有至少一道內(nèi)旋鍛螺紋，或者還一起具有頸部的一道外塑造螺紋。
20.一種包括塑料預(yù)成品或容器的制品，具有(a)圓柱形頸部，該頸部的頸壁厚度基本均勻；(b)在頸部中至少有一道內(nèi)旋鍛螺紋。
21.如權(quán)利要求20所述的制品，還包括頸環(huán)，該頸環(huán)蓋緊在頸部上并且具有至少一道外螺紋。
22.如權(quán)利要求20所述的制品，其中頸部由噴射模塑或壓縮模塑法成型。
23.如權(quán)利要求20所述的制品，其中頸部具有整體成型的外螺紋。
24.如權(quán)利要求20所述的制品，其中制品是吹塑成型的容器。
全文摘要
一種制造具有內(nèi)螺紋瓶口的塑料容器的方法。該容器由一個(gè)具有主體(12)和整體頸部(14)的預(yù)成品(10)制成，其預(yù)成品的主體在一個(gè)鑄模腔中膨脹形成容器的主體。在預(yù)成品的主體吹塑成型之前或之后，必須在頸部加工出至少一道內(nèi)螺紋(20)。此內(nèi)螺紋可由將具有外沿溝槽(28)的第一工具(22)與頸部的內(nèi)表面相嚙合，并將具有外沿邊緣(32)的第二工具(24)與頸部的外表面相嚙合，然后進(jìn)行頸部和工具的相對(duì)旋轉(zhuǎn)旋鍛而成。本申請(qǐng)同時(shí)還公開(kāi)了這種預(yù)成品與容器。
文檔編號(hào)B65D1/02GK1898071SQ200480039103
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者W·布魯斯·拉森, 托馬斯·E·納希爾 申請(qǐng)人:格萊漢姆包裝Pet技術(shù)公司