專利名稱：被拉伸的容器螺紋及其制造方法
技術領域：
本發明涉及模制的塑料容器和制造這樣的容器的方法。
背景技術：
在塑料容器的制造中，例如單層或者多層的PET容器，通常的做法是模制具有一個殼體(本體)和一個帶一道或多道外螺紋的開口(finish)的容器預制品。所述開口通常被模制出最終的幾何形狀，同時預制品的本體接著被吹塑成容器本體所需要的幾何形狀。雖然這種制造工藝對于制造不同開口尺寸的容器是令人滿意的，但當被采用來制造預制品和增加開口尺寸的容器時，生產量大大地減少。例如，一個具有96個模腔用于開口尺寸為28mm預制品的預制品陰模對于同樣的總陰模尺寸通常只容納48個開口尺寸為43mm的模腔。對于開口尺寸大于大約2.0英寸或者50mm的寬口預制品，此生產量甚至還減少。
為了解決這種生產量的問題，已經提出了制造寬口容器的方法，通過模制窄頸的預制品，然后在形成容器本體的模腔內吹塑預制品本體和帶螺紋的容器開口以及修整斜邊或者坡面(trim moil or dome)，其中在從模中取出容器后，修整斜邊或者坡面必須與預制品開口一起從容器本體和開口清除。雖然這種工藝允許窄頸預制品的使用，并且因此保持了在預制品模制階段的高生產量，此工藝具有的缺點是，斜邊和預制品開口組成了必須被再利用或者被丟棄的裁屑。此外，當制造具有例如防滲樹脂的中間層的多層容器時，這種工藝表現出防滲樹脂的邊被暴露在斜邊調整片的缺點，這會導致相當大的水汽吸收和許多親水的防滲樹脂，例如乙烯醇(EVOH)的防滲性能的降低。此外，大概也是最重要的，在容器開口上的外螺紋按照這種工藝被吹塑，并且沒有象通過直接模制形成的外螺紋那樣被明確地界定和清晰化。
發明內容
因此，本發明的一個主要目的是提供一種制造塑料容器的方法，和/或由此方法形成的塑料容器，其中容器螺紋通過壓力模制(壓塑成型或者注塑成型)而不是吹塑形成，而且這保持了在預制品模制階段的高生產量。
按照本發明的第一方面，一種制造具有本體和帶至少一道外螺紋的開口的塑料容器的方法，包括壓力模制(例如，注塑成型或壓塑成型)具有一個本體和一個帶至少一道外螺紋的開口的塑料坯體，吹塑成型預制品的本體以形成容器的本體，以及在吹塑成型容器本體之前、之后或者既在之前又在之后，擴大壓力模制的預制品開口以形成具有至少一道壓力模制的外螺紋的容器開口。在本發明的優選實施例中，在容器本體被吹塑成型后，開口被擴大。本發明能被應用來擴大預制品開口或者容器開口，從例如28mm的小窄頸尺寸到例如43mm的較大窄頸尺寸。本發明還能實施以擴大窄頸的預制品或者容器的開口為寬口預制品或者容器的開口，例如28mm到63mm，或者48mm到63mm。本發明還能被實施以擴大寬口開口為更大的寬口開口，例如63mm到83mm。
從下述說明、所附的權利要求書和相應的附圖將最好地理解本發明及其其它的目的、特征和優點，其中圖1是按照本發明一個目前優選的實施例的用于模制半成品容器產品的預制品和吹塑模的示意圖；圖2是在圖1中吹塑成型后的半成品容器的正視圖；圖3是用于擴大圖2中所示半成品容器的開口的裝置的示意圖；和圖4是在圖3的工藝之后具有擴大的開口的容器的正視圖。
具體實施例方式
術語“窄頸”開口和“寬口”開口在本申請中采用它們通常的意義，因為“寬口”開口具有大于大約2.0英寸或者50mm的外徑(E直徑)，而窄頸開口具有等于或者小于大約2.0英寸或者50mm的外徑。在塑料容器領域，28mm和43mm的開口是通常的窄頸開口，但是本發明絕不局限于這些特定的開口直徑。在塑料容器領域，63mm的開口是通常相對小的寬口開口，但是本發明也絕不局限于這些特定尺寸的寬口開口。83mm的開口是相對較大的常規寬口開口尺寸。
圖1說明的是包括本體12和整體模制的開口14的預制品10。開口14具有一道或者多道被整體模制在開口上的外螺紋16。預制品10可以在壓力模制操作中被制造，并且可以是一層或者多層構造。(出于本申請的目的，術語“壓力模制”包括并且被限定為注塑成型和壓塑成型。見US4690633)。通常的預制品10具有多層聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)結構，包括內層和外層，并且具有一個或者多個例如EVOH或者尼龍的防滲材料中間層。所述中間層被布置在預制品本體12中，可以或者可以不伸進預制品開口14內。可以理解的是，本發明絕不受這些示范性材料的限制，雖然如下面所述的采用PET開口本發明具有特別的優點。
預制品10被置于吹塑模18中，預制品本體12被置于由模18形成的模腔20內。將受壓的空氣應用到預制品10的內部以將預制品本體12擴張至模腔20的輪廓。得到的半成品容器22被表示在圖2中，具有一個由預制品本體12擴張形成的吹塑成型的本體24，和一個與外螺紋16被整體模制的開口14。然后容器22被引入如圖3所示的開口擴張裝置26中。一個塞子28沿方向29插進容器的開口14內并且繞其軸線沿方向30轉動。塞子28具有一個圓錐形的端部，其最小的直徑32小于最初被模制時的預制品開口14的內徑，并且較大的直徑34等于或者稍微大于需要的成品開口內徑(以允許松弛)。塞子28還具有一個圓柱體部分35以裝配進擴張后的容器開口并且在其中轉動。一個凸緣37與開口的軸向邊緣或者頂部密封面摩擦配合以保持開口平整。塞子28可被加熱以通過傳導來加熱容器開口14，于是促進容器開口的塑性擴張。作為一種選擇方案，容器開口可以在擴張塞子插入之前被加熱。作為另一選擇，塞子37可以是靜止的，而瓶子在插入時轉動。空氣可以通過塞子28被輸入以硬化容器側壁。可以采用其它的擴張手段代替塞子28，例如氣囊。
塞子28緊接著被沿方向42拉出，剩下帶有擴張后的開口36的容器40(圖3和4)。開口36具有與預制品螺紋16的幾何形狀類似但與開口一起被沿徑向和圓周方向擴張的外螺紋38。因此，與預制品螺紋16相比，螺紋38被擴張或者被拉伸，但是具有由被模制的螺紋16的幾何形狀決定的幾何形狀，與通過吹塑成型得到螺紋相比被明確地界定和清晰化。因此，圖4說明了具有本體24和帶有擴張后的螺紋38的整體開口36的容器40。
在本發明的一個實施例中，初始內徑為28mm的開口可被擴大成43mm的開口直徑，或者說直徑擴大大約53.6％。在本發明的另一個實施例中，43mm的開口直徑能被擴大至63mm的開口直徑，或者說擴大大約46.5％。在發明的第三個實施例中，28mm的開口直徑能被擴大至63mm的開口直徑，或者說擴大大約125％。在發明的再一個實施例中，63mm的開口直徑能被擴大至83mm，或者說擴大大約32％。一個開口可以受到多次擴張，如果需要的話，例如從43mm擴大至63mm，接著從63mm擴大至83mm。預制品的螺紋和開口需要比最終需要的尺寸還大還厚，以在拉伸后達到合適的尺寸。如上指出的，在拉伸之前或者拉伸過程中，開口能被加熱，例如通過擴張塞子的傳導或者通過其它的手段，例如輻射加熱。開口和螺紋的拉伸實現了在開口和螺紋中的有益的分子定向。拉伸還加強了產品容器的頸部區域。還可以預見的是，容器開口能在擴張過程中或者之后被整體地或者部分地定型，以防止實質的松弛和收縮，特別是當容器被應用在熱裝罐場合時。這樣的定型能在包括螺紋的開口的外表面上，或者可以完全延伸到容器開口的整個厚度。這樣的定型可以與擴張開口和拉伸開口螺紋同時或者在之后實施。
在至今討論的實施例中容器開口的擴張在單獨的步驟中實施。另一方面，開口的擴張能在吹塑成型之前和之后的系列步驟中實施。例如，最初28mm的開口在吹塑成型容器本體之前被擴大至43mm，例如吹塑模被設定為接受43mm的預制品。在吹塑成型之后，開口然后被進一步擴大至63mm。作為另一個改進，開口可以被稍微過度擴張，然后允許其收縮和松弛。例如，開口能被從43mm擴大至63.5mm，然后大概在一個塞子上被允許收縮至63mm。這將具有擴張之后允許應力釋放的優點。收縮能通過暴露給熱源被誘發，例如在定型操作過程中。
因此，已經公開了一種制造塑料容器的方法和一種完全達到預先提出的所有目的和目標的塑料容器。本發明連同目前優選的實施例已經被公開，并且討論了多個改進和變化方案。其它的改進和變化對于本領域中的普通技術人員是易于提出的。本發明意圖在于包括所有這樣的改進和變化，只要落入所附加的權利要求的精神和廣義范圍內。
權利要求
1.一種制造具有本體(24)和帶有至少一個外螺紋(38)的開口(36)的塑料容器的方法，其包括以下步驟(a)壓力模制具有本體(12)和帶有至少一個外螺紋(16)的開口(14)的塑料預制品(10)，(b)吹塑成型所述預制品的本體以形成容器的本體(24)，和(c)徑向向外地擴張所述注塑成型的預制品本體(14)，以形成具有至少一個壓力模制的外螺紋(38)的容器開口(36)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟(c)中成型的開口(36)是直徑至少50mm的寬口開口。
3.如權利要求1或2所述的方法，包括另外的步驟(d)與所述步驟(c)或者同時或者在其之后定型所述開口(36)。
4.如權利要求1或2所述的方法，包括另外的步驟(d)在所述步驟(c)之前或者所述步驟(c)期間加熱所述開口(14)。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)通過將塞子(28)插進所述開口(14)來實施。
6.如權利要求5所述的方法，包括另外的步驟，即在將所述塞子插進所述開口的過程中，轉動所述塞子(28)或者所述開口(14)。
7.如前述任一個權利要求所述的方法，其特征在于，所述開口(14)在步驟(c)中被擴大至少32％。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述開口(14)在步驟(c)中被擴大至少125％。
9.如前述任一個權利要求所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)在所述步驟(b)之前被實施。
10.如權利要求1至8任一個權利要求所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)在所述步驟(b)之后被實施。
11.如權利要求1至8任一個權利要求所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)在至少兩個階段被實施，在所述步驟(b)之前的一個階段和在所述步驟(b)之后的第二階段。
12.一種按照權利要求1、2或7所述的方法制造的塑料容器。
13.一種塑料容器(40)，包括吹塑成型的容器本體(24)和與所述本體整體成型的開口(36)，所述開口具有至少一個外螺紋(38)，其中存在由于在成型所述開口之后圓周拉伸和徑向擴張所述開口所致的分子定向。
14.如權利要求13所述的容器，其特征在于，所述開口(36)的至少一部分被定型。
全文摘要
一種制造具有一個本體(24)和一個帶有至少一個外螺紋(38)的開口(36)的塑料容器的方法，包括注塑成型或者壓塑成型具有一個本體(12)和一個帶有至少一個外螺紋(16)的開口(14)的塑料預制品(10)，吹塑成型預制品的本體以形成容器的本體，或者在吹塑成型容器本體之前、之后或者既在之前又在之后，擴大壓力模制的預制品開口以形成具有至少一道注塑成型或者壓塑成型的外螺紋的容器開口。在本發明的優選實施例中，在容器本體被吹塑成型后，開口被擴大。本發明還能實施以擴大窄頸的預制品或者容器的開口為寬口預制品或者容器的開口，例如28mm到63mm，或者48mm到63mm。
文檔編號B29C49/76GK1756645SQ200480005509
公開日2006年4月5日 申請日期2004年1月23日 優先權日2003年1月24日
發明者布賴恩·A·林奇, 謝特·J·巴克爾, 托馬斯·E·納希爾 申請人:格萊漢姆包裝Pet技術公司