容器的制造方法
【專利說明】容器
[0001] 優(yōu)先權(quán)
[0002] 本申請根據(jù)35U. S. C. § 119(e)要求2013年3月14日提交的美國臨時申請序列 號61/783, 994的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用明確結(jié)合在此。
[0003] 背景
[0004] 本披露涉及器皿、并且具體地涉及杯子或瓶子。更確切地說，本披露涉及由聚合物 材料形成的杯子。
[0005] 概述
[0006] 根據(jù)本披露的器皿被配置成用于在內(nèi)部區(qū)域內(nèi)容納產(chǎn)品。在多個展示性實施例 中，該器皿是絕熱容器，例如飲料杯子。在多個展示性實施例中，該器皿是容器，例如洗發(fā)水 瓶。
[0007] 在多個展示性實施例中，容器在多層共擠出吹氣模制工藝中由多層管形成。該多 層管包括內(nèi)部聚合物層、與該內(nèi)部聚合物材料間隔開的外部聚合物層、以及位于該內(nèi)和外 部聚合物層之間的中間的多孔非芳香族聚合物材料。
[0008] 在多個展示性實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物層具有在約0. 01g/cm3至 約0. 19g/cm3的范圍內(nèi)的密度。在多個展示性實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物層 具有在約0. 05g/cm3至約0. 19g/cm3的范圍內(nèi)的密度。在多個展示性實施例中，該中間的多 孔非芳香族聚合物層具有在約〇. lg/cm3至約0. 185g/cm3的范圍內(nèi)的密度。
[0009] 在進(jìn)一步的實施例中，器皿包括底板和側(cè)壁。側(cè)壁聯(lián)接于該底板上并且安排成從 覆蓋在該底板上的底面向上延伸。該側(cè)壁和底板相配合而在其間限定內(nèi)部產(chǎn)品儲存區(qū)域。
[0010] 在進(jìn)一步的實施例中，該底板和該側(cè)壁相配合而形成單體元件，該單體元件包括 形成了該內(nèi)部產(chǎn)品儲存區(qū)域的邊界的內(nèi)部聚合物層、被安排成與該內(nèi)部聚合物層成間隔開 的關(guān)系以在其間限定芯室的外部聚合物層、以及定位在該芯室中而位于該外部聚合物層與 該內(nèi)部聚合物層之間的中間的多孔非芳香族聚合物材料。
[0011] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料具有在約0. 01g/cm3至 約0. 19g/cm3的范圍內(nèi)的密度。
[0012] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料包括聚丙烯。
[0013] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料的密度是在約0. lg/cm3 至約0. 185g/cm3的范圍內(nèi)。
[0014] 在進(jìn)一步的實施例中，該內(nèi)部聚合物層、該外部聚合物層各自包括聚丙烯。
[0015] 在進(jìn)一步的實施例中，該內(nèi)部聚合物層、該外部聚合物層各自包括聚丙烯。
[0016] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料包括高密度聚乙烯。
[0017] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料的密度是在約0. lg/cm3 至約0. 185g/cm3的范圍內(nèi)。
[0018] 在進(jìn)一步的實施例中，該內(nèi)部聚合物層、該外部聚合物層各自包括聚丙烯。
[0019] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料的密度是在約0. lg/cm3 至約0. 185g/cm3的范圍內(nèi)。
[0020] 在進(jìn)一步的實施例中，該內(nèi)部聚合物層、該外部聚合物層以及該中間的多孔非芳 香族聚合物材料各自包括聚丙烯。
[0021] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿進(jìn)一步包括邊沿，該邊沿聯(lián)接于該側(cè)壁的上部部分 上并且被形成為包括開向該內(nèi)部產(chǎn)品儲存區(qū)域的口部。
[0022] 在進(jìn)一步的實施例中，該邊沿聯(lián)接于該內(nèi)部聚合物層和該外部聚合物層中的每一 者上以便關(guān)閉通向在該側(cè)壁中形成的芯室的一部分的環(huán)形開口。
[0023] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料是位于該芯室中的唯一 材料。
[0024] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料被安排成完全填充該芯 室。
[0025] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料包括聚丙烯。
[0026] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料的密度是在約0. lg/cm3 至約0. 185g/cm3的范圍內(nèi)。
[0027] 在進(jìn)一步的實施例中，該內(nèi)部聚合物層、該外部聚合物層各自包括聚丙烯。
[0028] 在進(jìn)一步的實施例中，器皿包括底板和側(cè)壁。該側(cè)壁聯(lián)接于該底板上并且被安排 成從位于該底板下方的底面向上延伸。該側(cè)壁和底板相配合而在其間限定內(nèi)部產(chǎn)品儲存區(qū) 域。
[0029] 在進(jìn)一步的實施例中，該底板和該側(cè)壁相配合而形成單體元件，該單體元件包括 形成了該內(nèi)部產(chǎn)品儲存區(qū)域的邊界的內(nèi)部聚合物層、被安排成與該內(nèi)部聚合物層成間隔開 的關(guān)系以在其間限定芯室的外部聚合物層、以及定位在該芯室中而位于該外部聚合物層與 該內(nèi)部聚合物層之間的中間的多孔非芳香族聚合物材料。
[0030] 在進(jìn)一步的實施例中，該內(nèi)部聚合物層、該外部聚合物層和中間的多孔非芳香族 聚合物材料相配合而提供了用于將該器皿的壓縮強(qiáng)度和該器皿的剪切強(qiáng)度最大化而同時 將該器皿的重量最小化的裝置，該壓縮強(qiáng)度是通過頂部負(fù)載測試來測試的并且該剪切強(qiáng)度 是通過側(cè)壁剛度測試來測試的。
[0031] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料包括聚丙烯。
[0032] 在進(jìn)一步的實施例中，該中間的多孔非芳香族聚合物材料的密度是在約0. lg/cm3 至約0. 185g/cm3的范圍內(nèi)。
[0033] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿具有在約0. 51g/cm3至約0. 91g/cm3的密度范圍內(nèi)的 平均密度。
[0034] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的壓縮強(qiáng)度大于具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相 同并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的壓縮強(qiáng)度。
[0035] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的壓縮強(qiáng)度比該對照器皿的壓縮強(qiáng)度大了約5%至 約 30%。
[0036] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的剪切強(qiáng)度大于具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相 同并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的剪切強(qiáng)度。
[0037] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的壓縮強(qiáng)度比該對照器皿的壓縮強(qiáng)度大了約3%至 約 30%。
[0038] 在進(jìn)一步的實施例中，該平均密度為約0. 91g/cm3。
[0039] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的壓縮強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的壓縮強(qiáng)度大了約9%。
[0040] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的剪切強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的剪切強(qiáng)度大了約4%。
[0041] 在進(jìn)一步的實施例中，該密度范圍是約0. 6g/cm3至約0. 8g/cm3。
[0042] 在進(jìn)一步的實施例中，該平均密度為約0. 61g/cm3。
[0043] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的壓縮強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的壓縮強(qiáng)度大了約15 %。
[0044] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的剪切強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的剪切強(qiáng)度大了約15 %。
[0045] 在進(jìn)一步的實施例中，該平均密度為約0. 71g/cm3。
[0046] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的壓縮強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的壓縮強(qiáng)度大了約26 %。
[0047] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的剪切強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的剪切強(qiáng)度大了約24%。
[0048] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿的剪切強(qiáng)度比具有的質(zhì)量與該器皿的質(zhì)量大致相同 并且形狀與該器皿的形狀大致相同的對照器皿的剪切強(qiáng)度大了約24%。
[0049] 在進(jìn)一步的實施例中，該器皿具有約56克的質(zhì)量。
[0050] 本披露的額外特征將在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員考慮舉例展示如目前理解的本披 露的最佳執(zhí)行模式的示意性實施例后變得清楚。
[0051] 附圖簡要說明
[0052] 詳細(xì)的說明具體涉及附圖，其中：
[0053] 圖1是根據(jù)本披露的容器的第一實施例的透視圖，示出了該容器從上到下包括邊 沿、側(cè)壁和底板，并且示出了該容器是根據(jù)圖3A-4所示的容器制造方法由多層管形成的；
[0054] 圖2是圖1的容器所包含的側(cè)壁的一部分的放大截面視圖，示出了該側(cè)壁是由多 層管制成的，該多層管從左至右包括外部聚合物層、中間的多孔非芳香族聚合物層以及內(nèi) 部聚合物層；
[0055] 圖3A-3C是根據(jù)本披露的容器制造方法的第一實施例的一系列局部透視圖，示出 了圖1的容器的形成；
[0056] 圖3A是該容器制造方法的一部分的局部透視圖，示出了該容器制造方法是從擠 出內(nèi)層、中間層以及外層以建立多層管開始，該多層管被接收在兩個模具半件之間以便如 圖3B所示進(jìn)行成形；
[0057] 圖3B是類似于圖3A的視圖，示出了處于閉合位置中的兩個模具半件，它們將該多 層管約束在當(dāng)這兩個模具半件閉合時由這兩個模具半件形成的模具空腔中；
[0058] 圖3C是類似于圖3B的視圖，示出了處于打開位置中的兩個模具半件以及從這些 模具半件中彈出的經(jīng)模制的器皿，該器皿用于如圖4所示進(jìn)一步加工而產(chǎn)生圖1的容器；
[0059] 圖4是圖3A-3C的容器制造方法的圖解，示出了該容器制造方法包括以下操作：擠 出提供該內(nèi)部聚合物層的內(nèi)層、擠出提供該中間絕熱多孔非芳香族聚合物層的中間層、擠 出提供該外部聚合物層的外層、建立預(yù)成形多層管、將該預(yù)成形多層管擠出到打開的模具 空腔中、閉合該模具、向該模具空腔中的預(yù)成形多層管中栗入空氣以便致使該多層管膨脹 并且獲得該模具空腔的形狀、打開該模具、從該模具空腔中移出該器皿、將該器皿的頂部切 掉以建立如圖5所示的本體、并且由該本體成形為圖1的容器；
[0060] 圖5是類似于圖1的視圖，示出了在圖4的容器制造方法過程中形成的本體； [0061] 圖6是從該本體的底部獲取的透視圖，示出了被包含在該容器中的底板；
[0062] 圖7A-7D是根據(jù)本披露的容器制造方法的第二實施例的一系列局部透視圖，示出 了如圖9所示的本體的成形，該本體被加工形成容器；
[0063] 圖7A是該容器制造方法的一部分的局部透視圖，示出了該容器制造方法是從擠 出內(nèi)層、中間層以及外層以建立多層管開始，該多層管被接收在兩個模具半件之間以便如 圖7B所示進(jìn)行成形；
[0064] 圖7B是類似于圖7A的視圖，示出了處于閉合位置中的兩個模具半件，它們將該多 層管約束在當(dāng)這兩個模具半件閉合時由這兩個模具半件形成的模具空腔中；
[0065] 圖7C是類似于圖7B的視圖，示出了處于打開位置中的兩個模具半件以及從這些 模具半件中彈出以用于進(jìn)一步加工的經(jīng)模制的器皿，在該進(jìn)一步加工中切割操作移除該器 皿的頂端和底端以建立側(cè)壁；
[0066] 圖7D是類似于圖7C的視圖，示出了在進(jìn)行該切削操作并且將底板聯(lián)接于該側(cè)壁 的底端上而建立如圖9所示的本體之后的側(cè)壁；
[0067] 圖8是圖7A-7D的容器制造方法的圖解，示出了該容器制造方法包括以下操作：擠 出提供該內(nèi)部聚合物層的內(nèi)層、擠出提供該中間絕熱多孔非芳香族聚合物層的中間層、擠 出提供該外部聚合物層的外層、建立預(yù)成形多層管、將該預(yù)成形多層管擠出到打開的模具 空腔中、閉合該模具、向該模具空腔中的預(yù)成形多層管中將空氣以便致使該多層管膨脹并 且獲得該模具空腔的形狀、打開該模具、從該模具空腔中移出該器皿、將該器皿的頂部分和 底部分切掉以建立側(cè)壁、形成底板、將該底板聯(lián)接于該側(cè)壁上以建立本體、并且形成如圖9 所示的容器；
[0068] 圖9是通過使用圖7A-8中的容器制造方法而形成的本體的另一個實施例的透視 圖，其中切除了多個部分以揭示該容器包括側(cè)壁和底板；
[0069] 圖10是從圖9的本體的底部獲取的透視圖，示出了聯(lián)接于該本體的側(cè)壁上的底 板；
[0070] 圖11是根據(jù)本披露的容器的另一個實施例的透視圖，顯示了通過使用本披露的 容器制造方法可以形成從上到下包括邊沿、含有多個肋的側(cè)壁以及底板的容器；
[0071] 圖12是從圖11的容器的底部獲取的透視圖，示出了附著于該容器側(cè)壁上的底 板；
[0072] 圖13A是展示兩個根據(jù)本披露的另一個實施例的容器的一張照片；
[0073] 圖13B是示出了圖13A的這些容器之一的一張照片，其中移除了側(cè)壁的一部分示 以便如圖13C所示進(jìn)行拍照；
[0074] 圖13C是圖13B的側(cè)壁的一部分的放大照片，示出了該側(cè)壁從上到下包括內(nèi)部聚 合物層、中間的絕熱多孔非芳香族聚合物層、外部聚合物層；
[0075] 圖13D是側(cè)壁的一部分的截面放大照片，示出了該側(cè)壁從上到下包括外部聚合物 層（外側(cè)皮層）、中間的絕熱多孔非芳香族聚合物層（泡沫芯）以及內(nèi)部聚合物層（內(nèi)側(cè)皮 層）；
[0076] 圖13E是示出了聯(lián)接于頂部加載測試裝置上經(jīng)受頂部負(fù)載測試的圖13A的這些容 器之一的一張照片；
[0077] 圖14A是示出了根據(jù)本披露的容器的另一個實施例的一張照片，該容器是在已經(jīng) 將空氣栗入模具空腔中的預(yù)成形多層管之中以致使該多層管膨脹并且獲得該模具空腔的 形狀之后正從該模具空腔中移出；
[0078] 圖14B是示出了根據(jù)本披露而形成的一系列成品容器的一張照片；
[0079] 圖14C是示出了被包含在圖14A和14B的容器中的側(cè)壁的區(qū)段的放大照片，示出 了該側(cè)壁從上到下包括內(nèi)部聚合物層、中間的絕熱多孔非芳香族聚合物層、以及外部聚合 物層；
[0080] 圖14D是示出了兩個根據(jù)本披露而形成的容器以及用于形成這些容器的兩個多 層管的一張照片；
[0081] 圖14E是示出了兩個根據(jù)本披露而形成的容器以及用于形成這些容器的兩個多 層管的一張照片；
[0082] 圖15是根據(jù)本披露而形成的、并且經(jīng)受了如圖16和17所示的兩個側(cè)壁剛度測試 并且經(jīng)受頂部負(fù)載測試的容器的另一個實施例的透視圖；
[0083] 圖16是用于測試不同容器的側(cè)壁剛度的側(cè)壁剛度測試設(shè)備的一張照片，該照片 示出了位于靜止的Y形桿與可移動的T形桿之間的展示性容器，這些桿用于使該容器的側(cè) 壁變形；
[0084] 圖17是類似于圖16的視圖，示出了該側(cè)壁剛度測試器具包括聯(lián)接至該T形桿上 用于測量施加至該容器的側(cè)壁上的力的測力計以及聯(lián)接至該測力計上用于測量該側(cè)壁已 變形的距離的行程計；
[0085] 圖18是一個圖表，示出了具有不同密度和不同構(gòu)造的多個容器的頂部負(fù)載測試 結(jié)果，但所有這些容器具有約56克的相似重量；
[0086] 圖19是一個圖表，示出了具有不同密度和不同構(gòu)造的多個容器的側(cè)壁剛度測試 結(jié)果，但所有這些容器具有約56克的相似重量；
[0087] 圖20是一個圖表，示出了具有不同密度和不同構(gòu)造的多個容器的頂部負(fù)載測試 結(jié)果，但所有這些容器具有約〇. 039英寸的相似壁厚度；
[0088] 圖21是一個圖表，示出了具有不同密度和不同構(gòu)造的多個容器的側(cè)壁剛度測試 結(jié)果，但所有這些容器具有約〇. 039英寸的相似壁厚度；并且
[0089] 圖22是使用多層管制