專利名稱：塑料容器或預制坯的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于塑料容器或預制坯的瓶口，涉及用于吹塑形成塑料容器的預制坯組件，涉及由該預制坯組件吹塑形成的塑料容器，以及涉及制作所述瓶口、預制坯組件和容器的方法。
背景技術：
在塑料容器的制造中，常規上注入成型或壓模形成容器的預制坯，該預制坯具有主體以及帶一個或更多外螺紋或其他瓶蓋固定裝置的瓶口。預制坯瓶口通常被模制成其最終的形狀，而預制坯主體隨后被吹塑成型為容器主體的所需形狀。預制坯可以是單層結構或是多層結構，在多層結構中，預制坯主體中的一個或更多中間層可以延伸至或不延伸至預制坯的瓶口區域內。美國專利No.4,609,516、4,710,118和4,954,376描述了多層容器預制坯的注入成型。
將容器的瓶口區域模制成預制坯的一部分存在若干問題。例如，當預制坯以注入成型法形成時，塑料材料通常在預制坯主體的封閉端被注入模腔內并必須首先流入沿著預制坯內腔側面的區域，以形成壁相對較薄的預制坯主體，然后流入瓶口被模制的區域以形成厚得多的瓶口部分。由于其處于流動路徑的末端，可能難于充分地注滿上述相對較厚且更具輪廓的瓶口部分。此外，瓶口通常比預制坯主體要求更為精確且穩定的標注尺寸，這樣可能延長模制工藝的周期時間。另外，在預制坯瓶口部分至少與預制坯主體的外層材料相同的情況下，可能會限制在瓶口獲得更為需要的性能特性的能力。舉例來說，當預制坯是聚酯結構譬如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)時，可以將預制坯的瓶口部分整體或部分晶化以改善瓶口區域的運行特性，尤其是對于較高溫度的容器應用(譬如熱裝罐、巴氏滅菌，瓶膽等)。然而，瓶口至少與預制坯主體(對于多層的預制坯)的外層材料相同的上述要求可能會限制預制坯或容器的設計、制造和/或性能特性。
在轉讓于本申請受讓人的美國申請系列No.10/351,671、10/375,376、10/375,758和10/403,415中，公開了用于預制坯和容器的瓶口組件，其中預制坯頸部具有環繞于其開口端的外凸緣，并且一個單獨的塑料瓶口環以與該外凸緣相銜接的方式被裝配在預制坯頸部上。所述瓶口環具有一個或更多的外螺紋或其他裝置用來固緊瓶蓋，且其塑料結構可以不同于預制坯的塑料結構。預制坯主體和頸部可以是相對較薄的塑料結構，而瓶口環(自己或與頸部一起)形成加厚的結構。然而，在充注容器期間從瓶口溢出的液體可能在瓶口環與預制坯凸緣之間流動，并在瓶口環與預制坯頸部之間匯集。這種流動難看并可能導致模制品變形。由此期望提供一種用于塑料預制坯或容器的瓶口組件、一種制作塑料預制坯或容器的方法以及一種預制坯組件，它們可減少或消除液體在瓶口環與預制坯/容器頸部之間泄漏的可能性。
發明內容
按照本發明的一個實施例，提供了一種制作預制坯組件的方法。提供塑料預制坯，該預制坯具備帶封閉端的主體以及從該主體延伸的頸部，所述頸部具備開口端以及環繞該開口端徑向向外延伸的凸緣。所述凸緣具備鄰近所述頸部的外表面的切口槽。提供瓶口環，該瓶口環具備環形主體以及帶有用于固緊瓶蓋的固定部分的外表面。環形唇從瓶口環的所述主體延伸。將上述瓶口環與預制坯進行裝配，以使所述環被容納在所述頸部的外表面上并且所述環形唇被容納在所述槽的至少一部分中并與其相嚙合。
按照本發明的另外一個實施例，提供了一種用于塑料容器或預制坯的瓶口組件。該組件包括具備被外凸緣環繞的開口端的塑料頸部，所述凸緣具有鄰近所述頸部的外表面的切口槽。該組件還包括塑料瓶口環，所述瓶口環具備帶有與所述頸部的外表面對置的內表面的環形主體，以及帶有用于固緊瓶蓋的固定部分的外表面。瓶口環上的環形唇延伸到所述槽的至少一部分中并與其相嚙合。
在另外一個實施例中，提供了一種用于吹塑形成塑料容器的預制坯組件。所述組件包括塑料預制坯，該預制坯具備帶封閉端的、將被吹塑形成容器的主體，以及從該主體軸向延伸并具備開口端的頸部，所述開口端帶有徑向向外延伸的凸緣。所述凸緣具有環形底切以在凸緣的下側形成切口槽。所述組件還包括瓶口環，該瓶口環具備設置在所述預制坯頸部上的環形主體，以及帶有至少一個外螺紋的外表面。瓶口環上的環形唇延伸到所述槽的至少一部分中并與其相嚙合。
在本發明各個描述的實施例中，所述唇與槽的嚙合部分包括一個或更多的面向表面，這些表面能夠將所述瓶口環相對于所述凸緣密封。所述槽，它可以從所述凸緣的下側切出或模制于其中，產生了徑向延伸的上部凸緣部分以及向下凸出的外緣凸起或唇。該外凸緣唇通常與所述槽(以及預制坯頸部的中心軸線)軸向對準。所述凸緣上的這一唇部具有至少一個與所述瓶口環的環形唇上的對置表面相匹配的面向表面，以密封所述瓶口環與凸緣。所述面向表面可以譬如形成相配合的錐形面。所述面向表面可以延伸至所述瓶口環與凸緣的外表面，由此阻止或避免在所述預制坯頸部與瓶口環之間任何液體的進入。所述瓶口環的唇與預制坯的槽可以處于完全銜接中，或者所述唇與槽的至少一部分之間可以存在間隙，只要其他部分能夠密封所述唇與槽。作為選擇，所述唇與槽可以具有階梯形的面向表面。
通常，所述瓶口環與預制坯頸部中的每一個都是環形體，分別具備軸向拉長的環形嚙合內表面和外表面。所述瓶口環由此形成環繞于所述預制坯頸部的套環。
所述瓶口環可以用來為預制坯或容器的頸部提供與容器的側壁相比要厚得多的瓶口部分。所述瓶口環可以是不同于預制坯或容器的頸部的塑料材料，由此，提供了不同的性能特性。在其與頸部裝配之前或之后，可以對所述瓶口環進行處理(譬如，熱處理)，以提供不同的性能(即使由與頸部相同的材料制成)。在通過吹塑成型預制坯以形成容器之后，所述瓶口環可以從預制坯的底端被套入并處于預制坯的頸部上。
通過下列描述及附圖，可以理解本發明的其他不同實施例。
圖1是按照本發明一個實施例的預制坯組件的正視圖；圖2是圖1中所示預制坯組件的分解透視圖；圖3是基本沿著圖1中的3-3線得到的部分剖面圖；圖3A是圖3中所示預制坯頸部上端的放大比例的部分剖面圖；圖3B是圖3中所示瓶口環上端的放大比例的部分剖面圖；圖4和圖5是與圖3所示相似、但顯示了瓶口環和預制坯頸部的修改實施例的部分剖面圖；圖6是按照本發明另一實施例、用來提供預制坯組件的預制坯及瓶口環的透視圖；圖7是基本沿著圖6中的7-7線得到的預制坯頸部及瓶口環的放大部分剖面圖；以及圖8是與圖6-7所示預制坯組件相似的瓶口環及預制坯頸部的部分剖面圖及部分示意圖，并進一步顯示了由該預制坯的主體部分制成的吹塑成型容器部分。
具體實施例方式
圖1-3B顯示了按照本發明一個實施例的預制坯組件10。組件10包括預制坯12以及裝配于其的瓶口環14。
預制坯12包括具有封閉下端18的主體16以及整體形成的頸部20，頸部20具有從其開口端徑向向外延伸的外凸緣22。頸部20通常是圓柱體結構，而凸緣22是環向連續的并基本垂直于預制坯頸部20的中心縱軸線(以圖1中的3-3線來顯示)。切口槽(或底切)24(參看圖3和圖3A)被形成在凸緣22的底面33上，譬如通過模制到凸緣中或以模制后加工方式形成在凸緣中，由此在凸緣22上產生槽上面的頂部25以及向下延伸的凸出或下唇23。如圖3A中最佳顯示地，槽24具有通常徑向面朝外的表面26，該表面優選是預制坯頸部20的徑向面朝外的表面28的延續，環形底面30鄰接于(并且基本垂直于)表面26，此外傾斜的(相對于頸部中心軸線小于90°)徑向面朝內表面32(參看圖3A)從槽的底面30的外沿延伸。在本示例中，傾斜面32相對于頸部縱向軸線是錐形結構。錐形面32優選與預制坯頸部20的中心軸線成大約30°的角度。槽24的環形底面30優選處于基本垂直于頸部20軸線的平面內。類似地，外凸緣唇23的環形底面33優選處于基本垂直于頸部20軸線的平面內。
瓶口環14優選是模制塑料結構，并可以不同于或相同于預制坯12的塑料材料。如果使用了相同的材料，可以對所模制的瓶口環進行不同加工以提供不同的性能。瓶口環14具有拉長的環形主體34，該主體帶有整體形成的軸向延伸上唇36。環主體34和唇36優選是環向連續的。唇36具有優選作為環主體34的內表面40的延續而形成的內表面38(參看圖3B)，兩者都優選為圓柱形。唇36還具有優選處于垂直于環14的縱軸線(與所述頸部軸線相同)的平面內的上端面42，以及從上端面42外沿延伸的徑向面朝外的錐形面44。錐形面44優選與預制坯凸緣的唇23上的錐形面32互補，優選處于大約30°的角度，以使這兩個面向表面彼此銜接處于密封嚙合中。環14上的第二頂面46，該頂面可以相對于最上的頂面42平行或成角度，從錐形面44延伸至環主體34的徑向外表面48。環主體34還包括至少一個外螺紋、卷邊或其他裝置用于將瓶蓋固緊于最終的容器(參看圖8)。在附圖所示的示范性實施例中，環主體34還包括環形卷邊52用于嚙合瓶蓋上的破損指示裝置，以及支承凸緣54便于預制坯和容器的后續加工。
預制坯12優選以壓模成型或注入成型工序而形成。瓶口環14，它優選以適當的塑料模制工序形成，可以從預制坯的封閉端套入以使瓶口環14的徑向內表面40與預制坯頸部20的徑向外表面28處于緊密的滑動嚙合狀態中。以上提及的待審申請公開了多種將瓶口環14裝配且固緊到頸部20上的技術手段，譬如僅通過干涉壓配合或使用粘合劑和/或超聲波焊接來增強。將瓶口環14裝配至預制坯頸部20上，直到瓶口環上的唇36被容納在預制坯頸部凸緣22的槽24內并且錐形面44、32進入銜接嚙合中為止。錐形面44、32的這種銜接面向嚙合有助于防止液體在瓶口環與預制坯頸部的對置表面之間的任何流動。槽24的軸向尺寸(深度)可以小于瓶口唇36的軸向尺寸(高度)，以致在裝配后預制坯凸緣22與瓶口環頂面46之間存在間隙56(參看圖3)，這樣有助于確保錐形面44、32處于密封嚙合中。在圖3中，間隙56處在凸緣22的下唇23(參看圖3A)與瓶口環14的頂面46(參看圖3B)之間。
圖4和圖5顯示了按照本發明各自修改后的實施例的其他預制坯組件60、62。圖4和圖5中與圖1至3B相一致的附圖標記表示相同或相關的元件。圖4中的預制坯組件與圖1-3中的預制坯組件之間主要的不同在于，預制坯凸緣22a和/或瓶口環的唇36a被尺寸設定為凸緣22a的底面30、33(參看圖3A)分別都與瓶口環14a的頂面42、46(參看圖3B)銜接嚙合。換而言之，槽的凸緣與瓶口環的唇被設定尺寸以消除圖3中的間隙56。作為其他的選擇，對于圖4的實施例可以在表面30與42(參看圖3A和3B)之間提供間隙。在圖5中，頸部凸緣22b具有錐形面32b在其中延伸至凸緣外邊沿的槽，并且瓶口環的唇36b的錐形面44b延伸至瓶口環的外表面，這也即是消除了嚙合表面33(參看圖3A)和46(參看圖3B)。
圖6-8顯示了其他的實施例，其中裝配后的預制坯和瓶口被用來形成吹塑形成的容器64。圖6在下部單獨顯示了瓶口環14c，在圖的上部顯示了其與預制坯12c相組裝。圖7是圖6中的預制坯頸部20c及瓶口環14c裝配后的放大部分剖面圖。圖8顯示了在吹塑成型預制坯主體16c以形成容器主體60c之后圖6-7的組件。最終得到的容器64由此包括與容器主體60c整合一體的未膨脹預制坯頸部20c，以及設置在頸部20c上的瓶口環14c。
預制坯可以是任何合適的塑料結構，例如單層的PET或者多層結構的PET，該多層結構的PET交替具有譬如乙烯基乙醇(EVOH)或酰胺的防滲樹脂層。預制坯可以被注入成型或壓模成型。類似地，瓶口環可以是注入或壓模成型的塑料結構。通過將瓶口環與預制坯相分離，瓶口環可以是任何需要的材料結構，相同或不同于預制坯的材料結構。例如，瓶口環可以是PET、再生樹脂(PCR)、再研磨材料(REG)、聚丙稀(PP)、聚乙烯(PE)或聚乙烯萘(PEN)結構。當瓶口環是聚酯結構(譬如PET、PEN或再研磨材料)時，在模制時瓶口環可以被整體或部分地晶化。這可以通過使用快速晶化材料或適當設置制造瓶口環的加工條件譬如高模型溫、緩慢成型冷卻、模腔中的受熱面積等來實現。作為選擇，也可以在模制后工藝中整體或部分晶化瓶口環。換而言之，瓶口環的材料及制造條件可以獨立于預制坯的材料及制造條件，以在預制坯和最終容器的瓶口區域獲得所需的運行特性。此外，可以模制出具有薄壁部分的預制坯而無須考慮材料流入較厚的瓶口區域，由此降低了材料成本和模制周期。通過干涉配合(譬如壓配合或熱配合)、粘合劑或焊接將瓶口環固緊于預制坯的頸部。瓶口環和/或預制坯的頸部可以提供有適當的裝置用來防止環在頸部的轉動。
通過考慮本說明書及在此公開的本發明實踐，本發明的其他實施例對于本領域的技術人員是顯然的。由此期望上述說明和示例僅僅被看作示范，本發明真實的范圍由附屬的權利要求來揭示。
權利要求
1.一種制作預制坯組件的方法，包括下列步驟(a)提供塑料預制坯，該預制坯具有帶封閉端的主體以及從所述主體延伸的頸部，所述頸部具有開口端以及環繞該開口端的徑向向外延伸的凸緣，所述凸緣具有鄰近所述頸部的外表面的切口槽；(b)提供瓶口環，該瓶口環具有環形主體、帶有用來固緊瓶蓋的固定部分的外表面，以及從所述主體延伸的環形唇；以及(c)將所述瓶口環裝配至所述預制坯，以使所述環被容納在所述頸部的外表面上，并且所述環形唇被容納在所述槽的至少一部分中且與其相嚙合。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述唇與所述槽具有面向的表面，當所述唇被容納在所述槽內時該表面相嚙合。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述面向表面相對于所述頸部的中心軸線是傾斜的。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述槽與唇具有錐形的面向表面。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述面向表面延伸至所述瓶口環與凸緣的外表面。
6.如權利要求1所述的方法，其中在步驟(c)之后，在所述凸緣與所述瓶口環的至少一部分之間存在間隙。
7.如權利要求1所述的方法，其中在步驟(c)之后，所述唇與槽完全銜接。
8.如權利要求2所述的方法，其中所述唇與槽具有階梯形的面向表面。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述瓶口環和所述預制坯頸部分別具有環形嚙合的內表面和外表面。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述瓶口環的固定部分包括徑向變粗的螺紋部分。
11.如權利要求1所述的方法，其中所述步驟(a)以注入成型或壓模成型的方式執行。
12.如權利要求1所述的方法，續之有下列步驟(d)由所述預制坯吹塑形成容器。
13.一種用于塑料容器或預制坯的瓶口組件，包括(a)塑料頸部，該頸部具有被外凸緣所環繞的開口端，所述凸緣具有鄰近所述頸部的外表面的切口槽；以及(b)塑料瓶口環，該環具有環形主體、與所述頸部的外表面對置的內表面、帶有用于固緊瓶蓋的固定部分的外表面，以及延伸到所述槽的至少一部分中并與其相嚙合的環形唇。
14.如權利要求13所述的瓶口組件，其中所述唇與槽具有嚙合的面向表面以將所述瓶口環相對于所述凸緣密封。
15.如權利要求14所述的瓶口組件，其中所述面向表面相對于所述頸部的中心軸線是傾斜的。
16.如權利要求15所述的瓶口組件，其中所述槽與唇具有錐形的面向表面。
17.如權利要求13所述的瓶口組件，其中在所述凸緣與所述瓶口環至少一部分之間存在間隙。
18.如權利要求13所述的瓶口組件，其中所述唇與槽完全銜接。
19.如權利要求14所述的瓶口組件，其中所述唇與槽具有階梯形的面向表面。
20.如權利要求13所述的瓶口組件，其中所述瓶口環的固定部分包括徑向變粗的螺紋部分。
21.如權利要求13所述的瓶口組件，其中所述瓶口環與所述頸部壓配合嚙合。
22.一種用于吹塑形成塑料容器的預制坯組件，包括(a)塑料預制坯，該預制坯具有帶封閉端的主體用于吹塑形成容器，以及從所述主體整體延伸具有開口端的頸部，所述開口端帶有徑向向外延伸的凸緣，所述凸緣在其下側具有形成切口槽的環形底切；以及(b)瓶口環，該瓶口環具有設置在所述頸部上的環形主體、帶有至少一個外螺紋的外表面，以及延伸到所述槽的至少一部分中并與其相嚙合的環形唇。
23.如權利要求22所述的預制坯組件，其中所述唇與槽具有嚙合的面向表面以將所述瓶口環相對于所述凸緣密封。
24.如權利要求23所述的預制坯組件，其中所述面向表面相對于所述頸部的中心軸線是傾斜的。
25.如權利要求23所述的預制坯組件，其中所述槽與唇具有錐形的面向表面。
26.如權利要求22所述的預制坯組件，其中在所述凸緣與所述瓶口環的至少一部分之間存在間隙。
27.如權利要求22所述的預制坯組件，其中所述唇與槽完全銜接。
28.如權利要求23所述的預制坯組件，其中所述唇與槽具有階梯形的面向表面。
29.如權利要求22所述的預制坯組件，其中所述瓶口環的固定部分包括徑向變粗的螺紋部分。
30.如權利要求22所述的預制坯組件，其中所述瓶口環與所述頸部壓配合嚙合。
全文摘要
一種用于塑料容器或預制坯的瓶口組件，包括具有被外凸緣(22)所環繞的開口端的一塑料頸部。所述凸緣具有鄰近該頸部外表面的軸向開口的槽。還包括一塑料瓶口環，該瓶口環具有環形主體、與所述頸部的外表面對置的內表面、帶有至少一個用于固緊瓶蓋的外螺紋或卷邊或其他裝置的外表面，以及延伸到槽中的環形唇(36)。所述槽可以被所述凸緣上的徑向向內延伸的錐形面部分地形成，并且所述唇具有徑向向外延伸的錐形面嚙合于所述凸緣上徑向面朝內的錐形面，以使瓶口環相對于所述凸緣密封從而防止液體在瓶口環與頸部之間進入。
文檔編號B29C49/00GK1898134SQ200480038851
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月23日 優先權日2003年12月24日
發明者托馬斯·E·納希爾 申請人:格萊漢姆包裝Pet技術公司