塑料連接縫、具有連接縫的塑料瓶及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種塑料連接縫，用于至少兩個塑料工件區域的流體密封連接，優選氣體密封連接，塑料工件區域至少個別部分以平坦的方式形成。此外，本發明涉及一種塑料模具，具體來說是一種空腔裝置，尤其涉及具有至少一個塑料連接縫的一種瓶裝置和/或罐
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[0002]本發明還涉及一種用于生產流體密封塑料連接縫，優選氣體密封塑料連接縫和/或生產塑料模具的方法。此外，本發明涉及一種工具裝置，用于生產塑料連接縫或具有塑料連接縫的塑料模具，或涉及一種工具裝置，其用于實施生產塑料連接縫的方法或用于實施生產塑料模具的方法。
【背景技術】
[0003]塑料的使用正日益廣泛，尤其是在日常生活的各個領域。在眾多使用塑料的例子中，其中之一例在于使用塑料作為容器狀的物體，例如塑料瓶或塑料罐。塑料瓶以及塑料罐通常是可關閉的容器，其具有一個相當大的空腔，用于裝載商品，例如特別是液體(其中液體也可以是相當粘稠的物質，如蜂蜜、凝膠及這種類型的材料;顯然，會裝載于容器的所述商品也可以優選是可傾出的固體，例如顆粒或粉末，例如特別是吸濕性顆粒或粉末)。一般而言，在瓶和罐之間的區分是基于其容量，但是，也有一部分另外或是基于其形狀。在多于大約5到10升容量的情況下，通常是罐，而在容量較低的情況下則往往稱之為瓶。另外，有點呈立方體狀的空心體，都被看作罐，而圓柱體相反趨向被識別為瓶。在實際中，分開罐和瓶的經常是流體。
[0004]化學品的塑料容器(還有家用化學制品，如洗滌劑、清潔劑及類似物)幾十年來已經在很大程度上得到廣泛使用，與此同時，食品包裝的塑料容器的使用近年也有所增加，還尤其是液體，如飲料，例如特別是碳酸飲料等，其中高達約10巴的壓力可在容器中產生。
[0005]不論預期用途是甚么，特定大小的塑料容器(還有其他容器)通常需要設有一種手柄，以使容器可更容易攜帶或使容器可更容易處理。雖然通過使用“盲孔”來實現手柄也是完全可行的(手柄開口因而不連續，但仍具有一種分隔壁，分隔兩個相對的手柄凹部)，手柄開口通常需要是連續的(“打開”)。一般而言，這樣的設計從審美角度來看被視為更有利。此夕卜，手柄的實用價值一般會增加，因為這可以使右撇子以及左撇子，還有手掌大小不同的人更容易握持。
[0006]可能的話，進一步理想的是沒有尖銳邊緣和/或突出的邊緣和接縫存在，特別是手柄的區域(即放置所述使用者的手掌或手指的區域)。這些邊緣和接縫至少會對攜帶造成不適，甚至構成一定的損傷風險。
[0007]就這類手柄而言，可能的話，進一步理想的是手柄完全設計為空腔。這種方式可以提供較大的內部容量裝載液體。因此可能的話，如果空腔區域在手柄的兩個連接點上對瓶體打開(因而“向上”和“向下”)，這是特別有用的，這樣，在所有使用條件和傾斜角下都不留有“死容量”使殘留的液體量可以積存。
[0008]同時，可能的話，進一步的需求是物體在使用后都能夠以一種特別良好和簡單的方式回收。可能的話，此需求尤其可由單一材料構成的物體得以實現。不過，就由多種材料構成的所謂“多層坯”來說，良好的可回收性現時也得以實現，因為所選擇的材料組合合適和所使用的不同材料互連。預計在未來幾年，對于良好的可回收性的需求將會越來越重要。
[0009]顯然，盡可能快速和高效地生產以及輸送各容器應當是可行的。對于相對低價的產品而言，這尤為重要，例如飲料(特別是飲用水、礦泉水、汽水及類似物)或某些(家用)化學品(例如汽車擋風玻璃清洗系統的防凍劑)。
[0010]雖然現時某些塑料材料確實有相當可行和符合成本效益的方法實施手柄，其滿足至少大部分前面所提到的需求，但在某些應用領域仍然有困難，例如食品業。PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的使用在某些應用領域特別有利(例如上述的食品業)，因為這種材料結合了不同的有利特性。例如，PET在食品業有利是由于它無味、比較穩定(因此也適合裝載碳酸飲料等)以及有相對高的氣密性(或通過合適的方法容易地進一步增加已有的氣體擴散密封性;這是必要的，例如，以使包含在大氣中的氧不能滲透到瓶中，改變該處食物的味道或導致存儲在其中的食物變壞，或如果吸濕材料例如粉末及類似物裝載于容器中時，防止水(蒸氣)滲透)。此外，PET也是透明的，這被視為一個有利的特性，尤其是在食品業。此外，(家用)化學品以及化妝品(例如香水或沐浴添加劑)的包裝(例如清洗劑及類似物)也是可以應用的領域(僅為舉例，沒有限定性)，其中，使用PET可以是有利的。
[0011]然而，使用PET的一個大問題是，如果要滿足某些視覺的需求，在合理的努力下，兩個PET部件分別不能彼此連接或只可以穩定性幾乎不足的方式連接。即使兩個PET區域可置于彼此之上和通過超聲焊接彼此連接;在此創建寬度通常為I至2毫米的焊縫經常缺乏足夠的機械穩定性，而且眼睛一般可以輕易將其視覺識別出，部分甚至是奶白色的(和不透明的)腹板。然而，如果兩個PET區域要連接的區域要保持材料的“視覺不可區分性”或“透明度”，問題就會出現。這是因為PET的本質特征，由于PET呈現強烈的結晶傾向(部分是自結晶)。具體而言，在玻璃轉變溫度以上，早就造成高度結晶傾向(通常在分鐘范圍之內，部分甚至更短)。
[0012]現有已知技術中形成孔口或連續手柄的方法不能使用或幾乎不能使用。根據現有方法，塑料容器的部分區域首先向內變形，密封件隨后形成并通過模切除去由此產生的“多余”壁區域。之所以如此，是因為容器必須夠緊和具有很高的密封機率，特別是在食品業或化妝品/醫學業(為了有效預防污染所帶來的的健康風險)。此外，容器在家庭領域往往處理得很隨便(例如家用化學制品、食品、化妝品)，例如，因為購買時它們由袋裝或背包帶走，和/或因為它們偶爾也會跌落地上。塑料容器必須能承受這種負載而不導致其漏出。
[0013]為了解決這個問題，部分改進PET混合物也已被提出，其中接縫可以以一種改進的方式彼此連接。但是，這種改進PET材料的使用仍然未能夠得到廣泛使用，因為各塑料材料過于昂貴。
[0014]進一步的問題是運送仍未填充的空瓶到裝瓶廠，尤其是在食品業(特別是裝瓶廠)。運送(其在本質上是可行的)完全成形的瓶到裝瓶廠填充實際上極為不經濟。之所以如此，是因為在這里輸送的是體積大但重量輕貨品，導致相應不經濟的運輸(同樣也適用于尚未被填充的瓶的存儲)。
[0015]因此，所謂的PET坯(部分被稱作PETlings或PET瓶坯)已經被廣泛采用運送到裝瓶廠。它們具有一個緊湊的形狀。PET坯在獨立的工廠制成，(通常)通過注射成型過程成為坯運送到裝瓶廠。在這里，它們分別通過吹塑成型過程或拉伸吹塑成型過程變形成為瓶，準備填充。一般而言，容量因此增加至少10倍至20倍。藉此節省多大的運輸夫或存儲功夫，可以很容易理解。亦出于容量的原因，手柄只在裝瓶廠成形或塑造。
[0016]因此，使用具有手柄的PET瓶時，也可以保持這種類型的物流運作(運送PET坯到裝瓶廠就地吹塑成型或拉伸吹塑成型)。此外，特別理想的是，符合成本效益的大量可用的標準PET坯仍然可以使用。
[0017]—般而言，根據以上所述，迄今已提出的方法或裝置分別具有至少一個，但大多數幾個缺點。
[0018]EP I 853 416 BI,EP 2 292 401 BI以及EP 2 103 413 BI公開描述了拉伸吹塑成型的塑料容器的各種生產方法，具有成型手柄的容器可以通過該些方法生產。因此，彼此相對布置的兩個可移式模具在拉伸吹塑模中被采用。這些可移式模具朝向彼此移動(其中EP2 103 413 BI額外提出它們在朝向彼此移動之前首先互相移離，以便形成一種在兩側突出的魚眼；可能的話，制成的塑料模具的壁厚通過此會變得均相)，以使塑料容器的兩個壁區域藉由在相應溫度下施加壓力而彼此連接(優選加熱的模具)。對于成型手柄不連續的情況，就是說彼此連接的壁留在制成的瓶內(形成手柄凹部，而不是“真實”的手柄)，這樣的做法一般是有利的。這種形成的“雙壁”的一部分可以是模切。這已經表示在手柄凹部接縫處不能用其中提出的方法實現足夠的流體密封，特別如果部分雙壁是模切的話。另一個缺點是如果沖壓出各個壁，會造成大多尖銳的邊緣，所造成的銳邊至少導致所產生的瓶攜帶上的不適。(特別是如果裝滿的瓶相對較重；以一個2升瓶為例，可以預料其重量超過2公斤)。某程度上，這種尖銳的邊緣也可構成損傷風險，這顯然是不想見到的情況。
[0019]公開號US2011/0064899 Al ,WO 2005/042230 Al ,US 2005/0163952 Al ,US2004/0108627 Al,WO 01/12515 Al,EP O 805 012 Al或WO 96/33063 Al選擇了不同的方法。然而，在這些方法的用例中，使用特定的PET瓶坯是必要的。但是，生產這樣的PET瓶坯相當大規模。此外，由此增加的坯容量使得其運輸更困難。另一個問題是PET瓶坯必須以一個正確的角位置插入吹塑成型機。這表示需要付出額外的精力。此外，在大多數方法或裝置中，所述的例子不可能實現空心手柄，因此具有相應的缺點。WO 2005/042230 Al或其中所述的裝置是目前最先進的。以此方法(使用特定的坯)可生產一個具有空心手柄的瓶，其中，根據一個特殊的實施例，也可以在兩個連接點以流體密封