專利名稱：具有一體式柄部的容器的制造方法和由此方法制造的容器的制作方法
具有一體式柄部的容器的制造方法和由此方法制造的容器
本發(fā)明涉及一種具有一體式柄部的容器的制造方法。此方法尤其適 于制造透明的帶有柄部的塑性材料容器。適用的透明塑性材料的實例為 聚丙烯。本發(fā)明還涉及包括中空柄部的用雙軸定向聚丙烯制成的容器。
聚丙烯在本領(lǐng)域已知為 一種制造透明容器的適合材料。常規(guī)使用擠 壓吹塑法。雖然此方法能夠產(chǎn)生一體式柄部，但會使瓶子具有低透明性 和低沖擊強度。
于2004年5月11日公布的US-A-6,733,716公開了一種方法。所 述方法包括用拉伸桿拉伸聚對笨二甲酸乙二醇酯(PET)預(yù)成型件；在 模具中將預(yù)成型件吹塑成瓶子的形狀；將吹氣自拉伸桿排到將要形成柄 部的內(nèi)壁表面上；并且將吹模內(nèi)的可移動模區(qū)段自第一回縮位置推進到 第二位置上，從而將制品的內(nèi)壁表面緊壓到與瓶子的對面內(nèi)壁表面接 觸，以使表面在高溫粘結(jié)，并且形成自吹模制品外壁延伸的一體式柄 部。
然而，在利用移動模區(qū)段前完成容器成形預(yù)吹的現(xiàn)有技術(shù)方法導致 在柄部區(qū)域延展性材料過度拉伸，或者需要使用顯著較厚壁的預(yù)成型件 和最好的瓶子。此外，由于聚對苯二甲酸乙二醇酯的表面特性及其熔溫 和吹溫之間的差異，聚對苯二曱酸乙二醇酯不適合自身粘結(jié)。因此，修 剪粘結(jié)區(qū)段同時又在柄部保持液體密封性變得難以施行。
因此，仍然需要一種制造包括一體式柄部的透明容器的經(jīng)濟方法。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及一種吹塑容器的方法，其中在第一吹塑步驟中，在模具 腔體內(nèi)使預(yù)成型件內(nèi)的壓力增加到O.lMPa(l巴)至lMPa ( 10巴) 的范圍內(nèi)，以便預(yù)成型件在^t具腔體內(nèi)膨脹，并且在同一第一吹塑步驟 中，使膨脹著的預(yù)成型件被部分夾擠，并且優(yōu)選地在柄部區(qū)域中向內(nèi)移 動的夾具之間熔融；隨后，在第二吹塑步驟中，使預(yù)成型件內(nèi)壓力增加 到大于lMPa(10巴)，以便預(yù)成型件膨脹到模具腔體的限界，從而 形成容器。
附圖概述


圖1示意性地顯示在第一吹塑步驟前通過具有插入的預(yù)成型件的 模具腔體的橫截面。
圖2顯示在第一吹塑步驟期間與閨1相同的視圖。 圖3顯示在第一吹塑步驟結(jié)束時與圖1相同的視圖。 圖4顯示在第二吹塑步驟結(jié)束時與圖1相同的視圖。 圖5顯示根據(jù)本發(fā)明制造的容器的具有切開部分的側(cè)視圖。
發(fā)明詳述
透明容器(例如瓶子)為用于諸如飲料、食品、洗滌和家用清潔產(chǎn) 品、洗發(fā)劑及其它個人護理產(chǎn)品的消費品的非常理想的包裝。
相對較大的包裝，例如兩升和兩升以上的包裝，還應(yīng)理想地具有柄 部，以便即使是在包裝充滿時消費者也能夠很方便地拿起產(chǎn)品并從包裝 中倒出。
這些目的的前一目的是透明容器，該目的已利用各種熱塑性材料實 現(xiàn)，但最通常利用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),并且最通常在注射拉 伸吹模工藝中制造。
這些目的的后一目的是具有柄部的容器，該目的也已利用包括聚乙 烯和聚丙烯的各種熱塑性材料實現(xiàn)，最通常在擠壓吹塑工藝中制造。在 此工藝中，聚乙烯和聚丙烯容器是被吹塑的，并且這些熱塑性材料的流 動性應(yīng)使該材料在模具腔體內(nèi)圍繞固定插件流動，從而形成柄部。由聚 乙烯和聚丙烯擠壓吹塑制造的容器顯示具有低透明性和低沖擊強度。
本發(fā)明還涉及一種注射拉伸吹模方法。此方法適于提供具有柄部的 容器。此外，本發(fā)明利用在注射拉伸吹模方法后變成雙軸定向的聚丙 烯。所得雙軸定向的聚丙烯顯示具有優(yōu)良的透明性，也就是說基本為"透 明性，，。
本文所述"模具" 一般包括兩個或多個部件。所述部件可閉合成"模 具腔體"并且打開，以允許預(yù)成型件插入模具和/或允許吹塑的產(chǎn)品自模 具移出。在實際操作中，可在連續(xù)高速機器上組合多個^t具腔體。
本文所指的"預(yù)成型件"為一種在膨脹成完成物體前制造的模塑型 件。預(yù)成型件當然要略小于完成的物體。預(yù)成型件一般在超過熔融溫度 的高溫通過例如注射模塑法制造。適于聚丙烯的適合拉伸溫度介于約
140°C和150°C之間。
本文所指的"拉伸吹模"為一種方法，其中預(yù)成型件一般首先通過 拉伸銷或壓桿縱向拉伸，隨后在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度進行吹塑步 驟，其設(shè)計旨在以吹向得到保留定向，以便所得構(gòu)型為"雙軸定向"。 本發(fā)明的拉伸吹模方法包括兩個步驟第 一吹塑步驟和優(yōu)選隨后立即進 行的第二吹塑步驟。在第一吹塑步驟中，在模具腔體內(nèi)向內(nèi)移動的夾具 部分夾擠膨脹著的預(yù)成型件。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，向內(nèi)移 動的夾具夾擠并熔融膨脹著的預(yù)成型件。向內(nèi)移動夾具在第一吹塑步驟 內(nèi)完成。在第一吹塑步驟期間在預(yù)成型件內(nèi)施加的壓力為O.lMPa(l 巴)至lMPa (10巴)，優(yōu)選為0.3MPa ( 3巴)至0.8MPa ( 8巴)。 隨后，在第二吹塑步驟中增加在預(yù)成型件內(nèi)施加的壓力。在第二吹塑步 驟中，壓力大于O.lMPa( 10巴)，優(yōu)選地最大壓力為1.2MPa( 12巴) 至2MPa (20巴)。
在另一個優(yōu)選的步驟中，然后將所完成的瓶子自模具頂出，并且將 通過使塑性材料在移動的夾具間 一起熔合而形成的焊接柄部區(qū)段移 除，以產(chǎn)生完全通過的柄部。
聚丙烯容易以工業(yè)級獲得。具有熔融強度、重新加熱性能、透明性 和處理窗大小適合組合的材料可購自供應(yīng)商，例如Borealis, BP,和 Total，例如Total的PPR7225。與利用聚對苯二甲酸乙二醇酯時不同， 利用此類材料能夠?qū)郾┻M行注射拉伸吹模，并且當結(jié)合聚丙烯在接 近吹模法所需溫度焊接的能力時，使模具內(nèi)夾焊成為一種可行方法。此 外，由于聚丙烯不象聚對苯二甲酸乙二醇酯那樣以規(guī)定拉伸比顯著應(yīng)變 變硬，由于柄部區(qū)段復(fù)雜性在整個瓶子中必然出現(xiàn)的拉伸變化也不是什 么問題。
此外，近來聚丙烯的材料和加工的發(fā)展已致使注射拉伸吹模在大規(guī) 模、經(jīng)濟可行工藝中的適用性得到改善。具有熔融強度、重新加熱性能、 透明性和處理窗大小適合組合的聚合物已沿靠設(shè)備改善得到發(fā)展，使得 注射拉伸吹模制造的聚丙烯瓶能夠以超過1000瓶/腔體/小時的產(chǎn)量在 高速設(shè)備上生產(chǎn)。注射拉伸吹模制造聚丙烯瓶的優(yōu)點是優(yōu)良的透明性和 光澤與改善的沖擊強度，然而標準注射拉伸吹模法不允許制造一體式柄部。
本發(fā)明的方法提供了一種吹塑容器。該容器包括主瓶腔體和一體式 模塑的中空柄部腔體，并且其中主瓶腔體和中空柄部腔體互連，使得流 體能夠在兩個腔體之間自由流動。吹塑容器包括雙軸定向的聚丙烯。
吹塑容器包括具有兩個相對端的中空柄部，并且兩端以這樣一種方 式互連到容器的主腔體，流體能夠通過中空柄部的一端或兩端在中空柄 部和主腔體之間自由流動，或者可供選擇地吹塑容器包括具有兩個相對 端的中空柄部，兩端的一端互連到容器的主腔體，而另一端封閉。流體 可只通過中空柄部的一端在中空柄部和主腔體之間自由流動。有時將此 容器稱為具有"開放柄部"。
對于工業(yè)應(yīng)用實施，吹塑容器典型例如由標簽或套管裝飾。標簽的 實例為繞貼標簽、濕膠貼標簽和模內(nèi)標簽。套管的實例為拉伸套管和收 縮套管。盡管原則上可將任何類型裝飾應(yīng)用到本發(fā)明的第 一或第二實施 方案，但繞貼標簽尤其適用于第一實施方案，而套管更優(yōu)選地收縮套管 尤其適用于第二實施方案的開放柄部瓶。封套開放式柄部瓶的一種特殊
方法描述于2002年9月11日公布的EP-A-1 238 916中，此專利引入 本文以供參考。
優(yōu)選地標簽或套管包括用透明材料制成的薄膜基底。這使消費者能 夠看到裝飾(例如商標、徽標、圖象等)、成分說明、使用說明、條形 碼、全息圖像等，同時仍能保留透明容器的有益審美效果。這種裝飾由 包裝領(lǐng)域已知的任何技術(shù)印刷于薄膜基底上。
在本發(fā)明的一個特別有利的實施方案中，標簽或套管包括聚丙烯薄 膜基底。材料循環(huán)非常有利，因此也更為經(jīng)濟可行，因為瓶材料和薄膜 基底均用聚丙烯制成，并且不需要將它們分離成單獨的循環(huán)流。此外， 如果將附加元件配到瓶上，例如環(huán)或封口，優(yōu)選地這些附加元件也出于 相同原因由聚丙烯制成。容器與環(huán)、封口、標簽、套管和附加元件組成 了成品包裝。優(yōu)選地成品包裝包括按重量計至少95%聚丙烯。
任選地，吹塑的容器可用 一個單片式或雙片式自動排水封口蓋上。 自動排水容器在本領(lǐng)域是已知的。這些容器包括用于使由澆注噴管外面
向下滴或流到容器主體的內(nèi)容物返回的部件?，F(xiàn)有技術(shù)的自動排水封口 的實例顯示于美國專利4,550，864和美國專利4,640,855中。
在本發(fā)明的一個特別有利的實施方案中，自動排水噴管為容器的一 個一體式部件。這可通過將自動排水噴管注塑成為預(yù)成型件的一部分，
以便吹塑容器最終成為一個一體式自動排水容器來實現(xiàn)，如美國專利
5,114,659。
以下關(guān)于附圖更詳細地描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案。
在圖1中，常規(guī)預(yù)成型件(2)被引入模具腔體(1)中。常規(guī)預(yù)成型件 (2)可通過任何已知的技術(shù)制造，這些技術(shù)包括注射模塑、擠壓吹塑或壓 縮模塑，并且優(yōu)選地由聚丙烯的專用ISBM級制成?？蓪㈩A(yù)成型件(2) 重新加熱到約IIO'C至150°C的適合模塑溫度，或者在自1-階段 ISBM機的注射模塑步驟冷卻后已處于此溫度。將該預(yù)成型件(2)插入模 具腔體(l)，并且將模具腔體(l)封閉。然后將拉伸桿引入熱的預(yù)成型件 (2),并用其縱向拉伸該材料。在桿接觸預(yù)成型件(2)的基座的點時或之 前，將接近0.5MPa (5巴)至lMPa ( 10巴)的高壓吹氣施加到預(yù)成 型件(2)的內(nèi)側(cè)，迫使預(yù)成型件(2)膨脹進入已排氣的模具腔體(1)。模具 腔體(1)包含兩個初始縮進的可移動模夾具(3,4)。
在圖2中，預(yù)成型件膨脹，其壁變薄，而可移動模具區(qū)段(3,4)在 模具內(nèi)向內(nèi)移動，壓擠正在膨脹的預(yù)成型件。由于在瓶子未完全拉伸時 需要附加拉伸來產(chǎn)生被夾縮區(qū)域，這降低了在這些區(qū)域和最終部件中其 它區(qū)域之間的壁厚度的不均勻性。在一個優(yōu)選的實施方案中，可移動的 模夾具具有被加熱的頂端，以在接觸時增加瓶壁之間的焊接。雖然這些 區(qū)段的側(cè)邊溫熱得允許某種程度的壁厚平衡，但它們處在低于材料熔融 溫度的溫度，所以在接觸時發(fā)生顯著的材料凝固。這不僅進一步改善了 壁厚的穩(wěn)定性，而且在某些情況下使柄部區(qū)域比主瓶壁更厚，從而產(chǎn)生 增強的區(qū)段。此外，可將低摩擦材料或光潔區(qū)域施用到模具內(nèi)部，這樣 使材料跨模具表面流動，以最大程度地提高壁厚度分布的穩(wěn)定性。
在圖3中，拉伸的預(yù)成型件材料開始接觸模具壁(ll),可移動的夾 具(3,4)將完全圍繞預(yù)成型件材料閉合，開始形成焊縫(IO)。然后將附加 吹氣加到〗阮的內(nèi)側(cè)，以4吏內(nèi)部壓力增加到約lMPa ( 10巴)至2MPa (20巴)。在圖4中，這迫使預(yù)成型件材料和模具壁之間完全緊密接 觸，凝離，形成存在的表面光潔或裝飾細部，并因此形成容器(20)。
然后自模具(1)頂出容器(20)。如果需要，利用直接加熱、間接紅外、 超聲焊接或任何其它標準方法進行附加焊接步驟，并通過一系列可能的 技術(shù)將此區(qū)段移除，這些技術(shù)包括機械沖壓、激光切割或熱沖壓。
在圖1_4所示的特別優(yōu)選的實施方案中，利用接近方形橫截面的容 器，且其中所形成的柄部跨角落與邊緣成45°角。此設(shè)計在截然不同
的需要之間獲得折衷，既使橫截面最接近圓形以易于瓶的吹塑，又使接 近平行的壁區(qū)段適于夾縮和形成柄部。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明制造的瓶(20)的側(cè)視圖。瓶包括主瓶腔體(21) 和中空的柄部腔體(22)。在可移動夾具之間 一起熔融的材料已經(jīng)移除， >^人而形成完成的柄部(23)。
權(quán)利要求
1.一種用于吹塑容器的方法，所述容器包括柄部，其中所述方法包括以下步驟(i)將預(yù)成型件(2)引入模具腔體，并且用拉伸桿拉伸預(yù)成型件(2)；(ii)增加預(yù)成型件(2)內(nèi)的壓力，以便在第一吹塑步驟中使預(yù)成型件(2)在模具腔體內(nèi)膨脹；(iii)使夾具(3，4)在模具腔體內(nèi)向內(nèi)移動，以使膨脹著的預(yù)成型件(2)部分地夾在柄部區(qū)域內(nèi)的夾具之間；(iv)隨后增加預(yù)成型件(2)內(nèi)的壓力，以便在第二吹塑步驟中預(yù)成型件(2)膨脹到模具腔體的限界，從而形成容器；特征在于所述夾具(3，4)的向內(nèi)移動在第一吹塑步驟內(nèi)完成，在第一吹塑步驟中所述壓力為1巴至10巴，并且在第二吹塑步驟中所述最大壓力大于10巴。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在向內(nèi)移動的夾具(3,4)閉合期間 所述預(yù)成型件內(nèi)的壓力為3巴至8巴。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在第二吹塑步驟中所述最 大壓力為12巴至20巴。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述預(yù)成型件在 夾具之間熔融，并且其中所述吹塑容器自模具腔體(l)移除，并且在柄部 區(qū)域中的所述熔融材料(10)凈皮移除以形成柄部。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中所述預(yù)成型件(2) 由聚丙烯制成，并且所述容器由雙軸定向的聚丙烯制成。
6. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，所述方法包括(v)在自 模具頂出容器后對容器進行的附加焊接步驟。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述附加焊接步驟利用直接加 熱、間接紅外、超聲焊接或任何其它標準方法，并且所述的焊接區(qū)段優(yōu) 選地通過機械沖壓、激光切割或熱沖壓來移除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吹塑容器的方法，所述容器包括柄部，其中所述方法包括以下步驟(i)將預(yù)成型件(2)引入模具腔體，并且用拉伸桿拉伸預(yù)成型件(2)；(ii)增加預(yù)成型件(2)內(nèi)的壓力，以便在第一吹塑步驟中使預(yù)成型件(2)在模具腔體內(nèi)膨脹，在第一吹塑步驟中的壓力為0.1MPa(1巴)至1MPa(10巴)；(iii)使夾具(3，4)在模具腔體內(nèi)向內(nèi)移動，以使膨脹著的預(yù)成型件(2)部分地夾在柄部區(qū)域內(nèi)的夾具之間；(iv)隨后增加預(yù)成型件(2)內(nèi)的壓力，其中在第二吹塑中最大壓力大于1MPa(10巴)，以便在第二吹塑步驟中預(yù)成型件(2)膨脹到模具腔體的限界，從而形成容器；并且其中向內(nèi)移動夾具(3，4)在第一吹塑步驟內(nèi)完成。
文檔編號B29C49/18GK101115608SQ200680004185
公開日2008年1月30日 申請日期2006年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者P·J·-F·埃泰斯, W·J·C·康諾利 申請人:寶潔公司