專利名稱：由兩種或多種材料制成的預(yù)成型件及其獲得方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注坯吹塑領(lǐng)域中的一個(gè)改進(jìn)。具體地講，本發(fā)明涉及適于通過吹模法制成瓶子(和一般任何中空制品)的新預(yù)成型件、制作這些預(yù)成型件的方法和通過吹模法由這些預(yù)成型件獲得的制品。本發(fā)明的方法采用兩種(或多種)材料來制造復(fù)合預(yù)成型件。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所采用的兩種材料具有不同的顏色，因此所得瓶子表現(xiàn)出多色效果。
背景技術(shù)：
注坯吹塑及其變體的注射拉伸吹模法通常用于以工業(yè)規(guī)模制造高質(zhì)量的中空制品，例如瓶子。在該方法的第一步，將熔化的塑料材料注入由內(nèi)芯棒和預(yù)成形模具形成的模具腔體中，形成“試管”狀的中間體，稱為“預(yù)成型件”。然后將預(yù)成形模具打開，隨后將形成的預(yù)成型件通過吹模法或拉伸吹模法成型。
在注坯吹塑法中，將支撐所形成預(yù)成型件的芯棒立即轉(zhuǎn)移到具有期望中空制品形狀的瓶子吹模中。通過芯棒中氣閥的空氣將該熱的預(yù)成型件吹脹，使其膨脹而得到瓶子吹模的形狀。在所得到的瓶子已充分冷卻而可以觸摸后，將其從吹模上取下備用(典型地，可讓工件冷卻約24小時(shí))。關(guān)于注坯吹塑法的更多資料可從通用教科書上獲得，例如“The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology”(尤其見87頁)，第二版(1997)，Wiley-Interscience Publication出版。
在注射“拉伸吹?！狈椒?有時(shí)稱為雙軸定向吹模法)中，將預(yù)成型件小心地調(diào)節(jié)到足夠熱的溫度，讓其膨脹以達(dá)到雙軸分子沿吹模法制成瓶子的側(cè)壁對(duì)齊。用較強(qiáng)的空氣壓力和通常一個(gè)芯棒將該預(yù)成型件沿軸(垂)向拉伸。與常規(guī)注坯吹塑所得瓶子不同，拉伸吹模法所得瓶子比預(yù)成型件顯著增長(zhǎng)。供拉伸吹模法選擇的材料有PET、PP和PEN(聚乙烯萘酚樹脂)。注射拉伸吹模法有不同的方法，例如一步法、兩步法(也稱為“再加熱與吹制”)。關(guān)于注射拉伸吹模法的更多資料可從通用教科書上獲得，例如“The Wiley Encyclopedia ofPackaging Technology”(尤其見87至89頁)，第二版(1997)，Wiley-Interscience Publication出版。
注坯吹塑典型用于制造具有嚴(yán)格頸部光潔度的較小成型制品，而且通常用于制造供化妝品或藥品業(yè)使用的較高價(jià)值瓶子。注射拉伸吹模法典型用于制造較大制品，例如供汽水業(yè)用的飲料容器，雖然并非總是如此。
除非另外明確說明，本文所用術(shù)語“注坯吹塑”既指注坯吹塑也指注射拉伸吹模法。
擠壓吹塑和注坯吹塑是不同的方法。在擠壓吹塑中，(典型連續(xù))擠壓熔化的塑料以形成端部開口的連續(xù)管。以規(guī)則的間距將擠壓的塑料切斷，并將切件直接用于吹模法以形成制品。在擠壓吹塑方法中，熔化的塑料材料并不圍繞型芯材料預(yù)成型而形成預(yù)成型件。擠壓吹塑所成制品的最終形狀沒有注坯吹塑所得制品精確和可控制。關(guān)于擠壓吹塑進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可在一般的包裝教科書上獲得，例如“The WileyEncyclopedia of Packaging Technology”，參見上文，特別是83至86頁。擠壓吹塑可用于獲得具有多個(gè)層的疊層或共擠瓶，以實(shí)現(xiàn)美感或改進(jìn)的物理(阻隔)特性。
雖然常規(guī)注坯吹塑提供具有精確形狀的高質(zhì)量瓶子，但是這些瓶子通常由單層材料制成，而且只有一種顏色(例如參見US4,988,477，它公開一種制造均勻著色聚酯容器的方法，其中的顆粒狀PET原料與染料組合物混合)。
對(duì)于具有復(fù)合形狀的瓶子，并非總是可通過貼標(biāo)簽、蝕刻或雕刻來進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行裝飾，而且可能成本高。在WO97/21539中已嘗試通過采用兩種不同顏色的材料來制造瓶子，以改進(jìn)注坯吹塑瓶子的外觀。在WO97/21539公開的方法中，不同顏色的材料通過進(jìn)料口順序注入常規(guī)注射模具的腔體中。根據(jù)WO97/21539，通過認(rèn)真控制例如注射材料量、它們的注射速率以及注射溫度等各種操作參數(shù)可實(shí)現(xiàn)材料的層狀分布。然而，控制這些參數(shù)是困難的，而且如WO97/21539中的圖8所示，層間邊界不精確，該方法不適于制造具有可重復(fù)的裝飾性特征的預(yù)成型件。該系統(tǒng)也只能制造具有不同顏色材料水平疊置層的瓶子(以瓶子的軸線作為垂直軸線)。
美國(guó)專利申請(qǐng)US 2002/0058114 A1公開一種獲得具有至少兩種顏色的著色預(yù)成型件的方法。在該方法中，首先通過從基底預(yù)成型件底部區(qū)域的注射點(diǎn)注射第一材料來形成具有圓柱形凹槽的基底預(yù)成型件。將基底預(yù)成型件轉(zhuǎn)移到第二模具中，并通過從還是在基底預(yù)成型件底部區(qū)域的注射點(diǎn)注射第二材料來填充凹槽。該方法可重復(fù)，以獲得多色預(yù)成型件。不同顏色的材料分布為水平疊置的層。該方法可反復(fù)進(jìn)行以獲得多色預(yù)成型件。當(dāng)以預(yù)成型件的中心軸線作為垂直軸線時(shí)，不同顏色的材料分布為水平疊置的層。本文中第一材料噴嘴的中心軸線和第二材料的中心軸線為同一軸線。在本發(fā)明中已發(fā)現(xiàn)，噴嘴的中心軸線不必為同一軸線，而且當(dāng)采用非同軸噴嘴時(shí)可獲得新的預(yù)成型件。
EP 1,180,424 A1公開一種具有疊層可剝離內(nèi)層的瓶子制造方法，以用于遞送毛發(fā)染料等特殊用途。
人們期望具有一種可以更多地控制預(yù)成型件中不同材料分布的系統(tǒng)，例如可獲得可重復(fù)和可識(shí)別的圖案或徽標(biāo)。同時(shí)，兩種材料間的粘合應(yīng)有足夠強(qiáng)度，而且當(dāng)吹模預(yù)成型件時(shí)不破裂。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及適于通過吹模法制成瓶子(和一般任何中空制品)的新預(yù)成型件以及制造這些預(yù)成型件和通過吹模這些預(yù)成型件而獲得制品(例如瓶子)的方法，它們均在權(quán)利要求書中界定。本發(fā)明的預(yù)成型件由至少第一材料和與第一材料不同的第二材料制成。
制造本發(fā)明預(yù)成型件的方法包括以下連續(xù)步驟i)用注模法將第一材料通過具有第一中心軸線的第一注射噴嘴注入預(yù)成形腔體內(nèi)，形成不完整的預(yù)成型件，所述預(yù)成形腔體由內(nèi)芯棒和預(yù)成形模具之間的空間形成，其中所述預(yù)成形腔體的構(gòu)型為在第一材料已全部注入所述預(yù)成形腔體內(nèi)之后，在不完整預(yù)成型件中留下至少一個(gè)空置體積，ii)通過具有第二中心軸線的第二注射噴嘴將第二材料注入空置體積內(nèi)，特征在于第一中心軸線和第二中心軸線不同軸。
本發(fā)明也涉及包括底部區(qū)域和側(cè)壁區(qū)域的新預(yù)成型件，其特征在于底部區(qū)域完全由第一材料制成，而側(cè)壁區(qū)域除至少一個(gè)體積由第二材料填充外通常由第一材料制成。例如，可將第一材料注入預(yù)成型件的底部區(qū)域，而第二材料注入預(yù)成型件的側(cè)壁區(qū)域。
然后，預(yù)成型件可通過常規(guī)吹模法或拉伸吹模法技術(shù)進(jìn)行吹模加工。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過閱讀本說明書的公開內(nèi)容，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
附圖概述雖然本說明書通過特別指出并清楚地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求作出結(jié)論，但據(jù)信由下列優(yōu)選實(shí)施方案的說明并對(duì)照附圖可更好地理解本發(fā)明，圖中的相同參考數(shù)字代表相同的元件，其中

圖1為表示具有三個(gè)標(biāo)識(shí)區(qū)域(頸部、側(cè)壁和底部)的傳統(tǒng)預(yù)成型件圖。
圖2為圖示說明本發(fā)明一個(gè)示例性兩注射步驟方法的示意圖。
圖3為圖示說明通過吹模法(例如拉伸吹模法)加工可由圖2所示方法獲得的預(yù)成型件以制造瓶子的示意圖。
圖4為本發(fā)明一個(gè)示例性四階段注射吹模法的示意圖，其中注射和吹模階段在同一機(jī)器上進(jìn)行。
圖5為一個(gè)可供選擇的四階段注射吹模法的示意圖，該方法還包括一個(gè)調(diào)節(jié)工位和一個(gè)緊隨其后的拉伸吹模工位。
圖6至11每個(gè)都顯示有兩個(gè)圖形右手邊的圖形是本發(fā)明由兩種材料制成的預(yù)成型件的一個(gè)實(shí)施例；左手邊對(duì)應(yīng)的圖形是通過吹模在適合的模具中加工右手邊的預(yù)成型件而獲得瓶子的一個(gè)實(shí)例。
圖12是圖6所示預(yù)成型件橫截面的示意圖。
圖13是圖11所示預(yù)成型件橫截面的示意圖。
圖14是用于制造圖6至12所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第一材料完全注入第一模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。
圖15是用于制造圖6至12所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第二材料完全注入第二模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。
圖16是用于制造圖11至13所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第一材料完全注入第一模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。
圖17是用于制造圖11至13所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第二材料完全注入第二模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。
發(fā)明詳述雖然本說明書以特別指出和清楚地限定本發(fā)明保護(hù)范圍的權(quán)利要求書作為結(jié)尾，但據(jù)信通過下列進(jìn)一步說明和展示本發(fā)明范圍內(nèi)優(yōu)選實(shí)施方案的描述和實(shí)施例可更好地理解本發(fā)明。給出的這些實(shí)施例僅僅是為了舉例說明的目的，并非解釋為對(duì)本發(fā)明的限制，因此在不背離本發(fā)明精神和范圍的條件下可以對(duì)其進(jìn)行許多改變。
所有引用的參考文獻(xiàn)均全文引入本文以供參考。任何文獻(xiàn)的引用并不是對(duì)其作為要求保護(hù)的本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的可獲得性的認(rèn)可。
本文所用“包括”是指可以加入其它步驟和其它成分。該術(shù)語包括術(shù)語“由...組成”和“基本上由...組成”。
本文所用術(shù)語“瓶子”是指可通過吹模法獲得的任何中空制品。本發(fā)明中的瓶子優(yōu)選適于用作任何種類物質(zhì)的容器，例如液體、固體或半固體。術(shù)語瓶子并不意味著制品的特殊目的用途。例如，本文所用術(shù)語“瓶子”包括預(yù)定用于容納化妝品(例如洗發(fā)劑、面霜等)、可食用產(chǎn)品(例如牛奶、軟飲料、調(diào)味品等)以及化學(xué)用品等的制品。
本文所用術(shù)語“預(yù)成型件”是指在芯棒和預(yù)成形模具腔體之間通過注模法加工塑料材料而得到并預(yù)定用于(拉伸)吹模法制成瓶子的“試管”狀中間體。在吹模工藝期間，預(yù)成型件的頸部基本保持不變，而預(yù)成型件的其余部分將極大地膨脹。預(yù)成型件有時(shí)不恰當(dāng)?shù)胤Q為“型坯”，雖然該術(shù)語應(yīng)保留給在擠壓工藝期間形成的擠壓條狀中間體。根據(jù)期望的最終瓶子形狀，預(yù)成型件的橫截面可為圓柱形或非圓柱形，例如橢圓形、圓角方形/矩形、三角形和非對(duì)稱形等。
術(shù)語“注射噴嘴的中心軸線”是指通過所述注射噴嘴中心的軸線。
術(shù)語材料的“注射點(diǎn)”是指完整預(yù)成型件上的區(qū)域，材料通過該區(qū)域從噴嘴注入模具內(nèi)。注射點(diǎn)通常為圓形，但并非必須為圓形，而且在完整預(yù)成型件上，甚至吹模法所得制品上，根據(jù)通常為圓形的稍微粗糙的出現(xiàn)可明顯識(shí)別。
本文所用術(shù)語“預(yù)成型件的頸部區(qū)域”是指預(yù)成型件的上部，該部分在吹模工藝期間不被拉伸，而且瓶蓋通常安裝在該處。頸部區(qū)域包括預(yù)成型件的嘴部。
本文所用術(shù)語“預(yù)成型件的底部區(qū)域”是指預(yù)成型件上直接與頸部區(qū)域相對(duì)且沒有恒定橫截面的部分。
術(shù)語“預(yù)成型件的側(cè)壁區(qū)域”是指預(yù)成型件上頸部區(qū)域和底部區(qū)域之間的部分，它具有基本恒定的橫截面。
圖1圖示說明由單種材料制成的預(yù)成型件(1)，其中標(biāo)出頸部區(qū)域(1a)、側(cè)壁區(qū)域(1b)和底部區(qū)域(1c)。
本文所用術(shù)語“不完整預(yù)成型件”是指僅部分成型并包括隨后在將預(yù)成型件吹成瓶子之前可由至少一種其它材料來填充的至少一個(gè)空置體積的預(yù)成型件?？罩皿w積可延伸穿過預(yù)成型件的整個(gè)壁厚(這時(shí)可將其設(shè)計(jì)為孔)，但空置體積優(yōu)選不延伸穿過整個(gè)壁厚，這時(shí)可將其設(shè)計(jì)為凹槽。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D2和3討論本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，注射熔化的塑料材料以形成預(yù)成型件和通過(拉伸)吹模該預(yù)成型件在分開的機(jī)器上進(jìn)行。
在第一注射工位(2)，將第一熔化塑料材料(4)通過注射噴嘴(6)注入第一模具腔體(8)內(nèi)。該模具腔體(8)外側(cè)被第一預(yù)成形模具(10)限制，而內(nèi)側(cè)被置于預(yù)成形模具內(nèi)部中心的內(nèi)部圓柱形芯棒(12)限制。第一注射噴嘴具有中心軸線(為草圖清晰起見，在該圖中未示出)，在本實(shí)施例中該中心軸線與圓柱形芯棒同軸。該第一模具腔體適于在第一材料已完全注入后在所得預(yù)成型件(15)內(nèi)留下至少一個(gè)空置體積(14)。在本文中將該包括至少一個(gè)空置體積的預(yù)成型件稱為“不完整”預(yù)成型件(15)。
適于在第一材料已完全注入后在所得預(yù)成型件內(nèi)留下至少一個(gè)空置體積(14)的第一模具腔體可用不同的方法獲得。例如，如圖2所示，第一預(yù)成形模具的內(nèi)側(cè)可包括一個(gè)(或多個(gè))模具材料(可為不銹鋼)的突起體積，該突起體積通過壓印將在所得不完整預(yù)成型件(15)內(nèi)留下一個(gè)(或多個(gè))對(duì)應(yīng)的空置體積。一旦第一塑料材料已充分冷卻并固化，那么可將第一預(yù)成形模具打開?？蓪⑿景艉臀挥谄渖系牟煌暾A(yù)成型件(15)旋轉(zhuǎn)到第二注射工位(16)。
第二注射工位(16)可包括由內(nèi)部芯棒(12)和第二預(yù)成形模具(20)之間的空間形成的第二預(yù)成形腔體(18)，所述第二預(yù)成形腔體適于進(jìn)行第二融化材料的注模法加工，以填充所述至少一個(gè)空置體積(14)。在第二預(yù)成形模具(20)閉合后，可將第二材料(22)在融化狀態(tài)通過具有第二中心軸線的不同注射噴嘴(24)注入空置體積(14)，以(至少部分地)使不完整的預(yù)成型件(15)完整。第一注射噴嘴的中心軸線和第二注射噴嘴的中心軸線不同軸。
優(yōu)選地，在注射第二材料時(shí)第一和第二材料各自的溫度有利于材料的有效粘結(jié)。這可通過簡(jiǎn)單的重復(fù)試驗(yàn)輕易地確定。
在另一個(gè)實(shí)施方案(未圖示說明)中，第一和第二注射步驟可在相同的預(yù)成形模具中進(jìn)行，所述預(yù)成形模具包括在注射第一融化材料期間關(guān)閉將被第二材料填充的一個(gè)或多個(gè)空置體積的活動(dòng)構(gòu)件，然后在步驟ii)之前將所述活動(dòng)構(gòu)件移除，使得所述第二融化材料可注入至少一個(gè)前面被活動(dòng)構(gòu)件占據(jù)的空置體積中。然后可通過具有不同中心軸線的注射噴嘴注入第一和第二材料。通常將采用不同的注射噴嘴，否則同一噴嘴應(yīng)能相對(duì)于預(yù)成型件移動(dòng)。也設(shè)想模具的活動(dòng)構(gòu)件為可更換的，這樣可讓相同的注射機(jī)器獲得各種結(jié)構(gòu)和形狀。也設(shè)想可將不活動(dòng)但可更換的插件用于機(jī)器的模具腔體中，這樣也增加注射機(jī)器的通用性。I在圖2所示的示意圖中，只表示出一個(gè)空置體積(14)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員都清楚，采用帶有多個(gè)頭部的注射噴嘴可將第二材料同時(shí)填充到不完整預(yù)成型件的幾個(gè)空置體積中。可選擇配有多頭注射噴嘴的注射工位通常用于注模行業(yè)，以形成由不同塑料材料制成的復(fù)合體，例如牙刷柄部或移動(dòng)電話的主體?？墒惯@些工位輕易地適用于本發(fā)明，以用作如上所述的第一和/或第二注射工位。
第二材料(22)與第一材料(4)不同。所謂不同意思是第一材料的成分與第二材料的成分不完全相同。具體地講，第一和第二材料優(yōu)選具有不同的視覺外觀。例如，第一和第二材料可含有不同的顏料，或者一種材料可不具有色彩，而另一種材料包含顏料。
然而，還優(yōu)選第一材料與第二材料具有相似的物理屬性，使得注入時(shí)第二材料完全與第一材料“焊接”，并且隨后吹制時(shí)預(yù)成型件不容易破裂。因此，第一和第二材料優(yōu)選為相同類型的塑料?？捎米鞯谝缓偷诙牧系某Ｓ脽崴苄运芰系姆窍拗菩詫?shí)施例為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCT)、乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCTG)、酸改性的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCTA)、雙酚-A聚碳酸酯、聚酯與雙酚-A聚碳酸酯的共混物、聚酯基彈性體、聚乙烯(包括低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯)、乙烯丙烯共聚物樹脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚物樹脂、其它聚烯烴樹脂、聚酰胺樹脂、離聚物樹脂、ABS樹脂、聚氯乙烯、其它合成樹脂，以及它們的共聚物。
優(yōu)選的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCT)、乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCTG)、酸改性的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCTA)、雙酚-A聚碳酸酯、聚酯與雙酚-A聚碳酸酯的共混物、聚酯基彈性體、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)，以及它們的混合物。
甚至更優(yōu)選的聚合物，尤其是當(dāng)預(yù)制件被拉伸吹塑時(shí)，為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCT)、乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCTG)、酸改性的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷對(duì)二甲醇酯(PCTA)、雙酚-A聚碳酸酯、聚酯與雙酚-A聚碳酸酯的共混物，以及它們的混合物。
當(dāng)采用不同類型的塑料材料時(shí)，這些材料優(yōu)選應(yīng)盡可能相容。GB2,191,145，圖7提供一個(gè)常用塑料材料在擠壓(而不是注射)環(huán)境下的相容性表。然而，據(jù)信該表對(duì)選擇本發(fā)明中的材料是有用的。根據(jù)焊縫(材料之間的邊界)強(qiáng)度，人們發(fā)現(xiàn)PETG提供優(yōu)異的結(jié)果。
為了得到最好的結(jié)果，特別是材料之間可能的最好粘合強(qiáng)度，空置體積優(yōu)選不延伸穿過預(yù)成型件的整個(gè)厚度，換句話講，空置體積形成凹槽。該凹槽優(yōu)選在預(yù)成型件的外表面。優(yōu)選地，將第一材料注射在預(yù)成型件的底部區(qū)域以制成在其側(cè)壁區(qū)域的外表面上具有凹槽的不完整預(yù)成型件，而將第二材料注射在預(yù)成型件側(cè)壁的某些地方以填充所述凹槽并使預(yù)成型件完整。因此，預(yù)成型件的底部區(qū)域優(yōu)選完全由第一材料制成。
在注射第二材料之后，預(yù)成型件可全部完整，但也設(shè)想在注射第二材料之后預(yù)成型件可僅部分完整，例如在第三或更多材料進(jìn)一步注入其中剩余空置體積的實(shí)施方案中。
回到圖2的實(shí)施方案，在已注射第二材料且預(yù)成型件已完整之后，打開第二預(yù)成形模具(20)并將其上帶有完整預(yù)成型件(26)的芯棒(12)旋轉(zhuǎn)到移除部分(28)，在這里將完整的預(yù)成型件從芯棒(12)上安全移除?？蓪⑿景粜D(zhuǎn)回到第一預(yù)成形模具，以開始新的循環(huán)。
現(xiàn)在，完整的預(yù)成型件可進(jìn)行(拉伸)吹模以形成瓶子。自然，完整的預(yù)成型件可在同一制造地點(diǎn)進(jìn)行(拉伸)吹模加工，或者可進(jìn)行儲(chǔ)存，隨后批量運(yùn)輸?shù)街付ǖ拇的＜庸さ攸c(diǎn)。可采用常規(guī)預(yù)成型件的標(biāo)準(zhǔn)拉伸吹模法。例如，如圖3所示，完整的預(yù)成型件(26)可放在預(yù)成型件傳送帶(30)上并由加熱單元(32)再加熱，使它們更易于拉伸，然后放在吹模腔體(36)內(nèi)的常規(guī)拉伸芯棒(34)上。通過拉伸芯棒內(nèi)氣閥的壓縮空氣(或另外的氣體)吹脹和拉伸芯棒(34)本身的同時(shí)作用將預(yù)成形模具內(nèi)的預(yù)成型件主體拉伸。然后打開吹模，最終的瓶子(38)被彈出。也可采用標(biāo)準(zhǔn)的非拉伸吹模法。
圖4表示四階段的方法，它與圖2至3中所表示的方法類似，但更自動(dòng)化。在該方法中，第一和第二注射階段可以與在圖2中所述類似的方式用類似的注射工位(2，16)進(jìn)行。在完整的預(yù)成型件(26)還位于芯棒上的時(shí)候，可將其直接旋轉(zhuǎn)到第二注射工位之后的吹模工位(40)。然后可將壓縮空氣或另外的氣體通過芯棒(12)上的一個(gè)或多個(gè)氣閥吹脹預(yù)成型件的主體，使它適形吹模(36)的形狀。可供選擇地，在該階段可使芯棒(12)縮回，而將適于拉伸吹模法的拉伸桿通過其頸部插入預(yù)成型件中。
然后可將吹模打開，在彈出工位(42)將最終的瓶子(38)彈出。然后可將芯棒轉(zhuǎn)回到第一注射工位(2)，開始新的循環(huán)。當(dāng)然，機(jī)器可包括多達(dá)四個(gè)芯棒，使得注射步驟、吹氣步驟和彈出步驟可在不同的預(yù)成型件/瓶子上同時(shí)進(jìn)行。
圖5是圖示說明本發(fā)明四階段方法的另一個(gè)實(shí)施例。在該方法中，將在第二注射工位(16)之后獲得的完整預(yù)成型件(26)旋轉(zhuǎn)到包括加熱器(46)的調(diào)節(jié)工位(44)，在吹模法的吹模階段和彈出工位(48)之前將完整的預(yù)成型件在這里再加熱。最后，將完整的瓶子(38)從吹模(40)中彈出。
圖4和5的方法是有利的，因?yàn)轭A(yù)成型件立即轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K產(chǎn)品。然而，用于這些方法的機(jī)器比可用于如圖2至3所示兩步驟方法的機(jī)器更復(fù)雜，在那些兩步驟方法中，注射和吹模階段在不同的機(jī)器上進(jìn)行。
雖然本發(fā)明圖示的實(shí)施方案說明方法和由兩種材料制成的預(yù)成型件，但是三種或多種材料的組合也考慮在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可將第三或更多的注射工位增加到本文公開的方法中。
第一和第二材料在完整預(yù)成型件中的分布可由所用預(yù)成形模具的形狀很好地控制，而所獲得的預(yù)成型件能以很好的一致性進(jìn)行再生產(chǎn)。另外，第一和第二材料之間的邊界精確。該結(jié)果是由現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)WO97/21539公開的方法所得不到的，因此根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的方法所獲得的預(yù)成型件據(jù)信是新的。
可用除上述優(yōu)選方法外的其它方法獲得這些新的預(yù)成型件。例如，由單種第一材料制成的常規(guī)完整(完全成型)預(yù)成型件可由常規(guī)方法成型。然后可將一個(gè)或多個(gè)選擇的該預(yù)成型件體積從預(yù)成型件上磨出以形成不完整預(yù)成型件，而該不完整的預(yù)成型件又用相同或不同的注射模具通過在空置體積內(nèi)由第二材料用注模法使其完整。
如果將不完整的預(yù)成型件返回到第一模具以進(jìn)一步注射，那么這樣可避免需要兩個(gè)注模工位。通過第二噴嘴注射第二材料可能增加機(jī)器的成本，但是可使第二材料進(jìn)入第一材料的分布選擇更大，特別是可獲得在瓶子側(cè)壁上的包合物，例如圖6至11所示。也可采用第二模具來注射第二材料。
根據(jù)本發(fā)明，第一和第二材料可彼此相對(duì)分布成各種形狀和形式，如圖6至11所示。例如，第二材料可采用的形狀包括方形、矩形、圓角矩形、圓或橢圓、字母和單詞等。
圖6表示在由第一材料(4)制成的連續(xù)基質(zhì)上多處包含第二材料(22)的瓶子的一個(gè)實(shí)施例。
在圖7中，由第二材料(22)形成刻度，如果第二材料是透明的，那么這樣便于更準(zhǔn)確地讀取瓶?jī)?nèi)所剩內(nèi)容物的比例。
圖8表示具有可用于支撐標(biāo)簽的寬色板的瓶子。
圖9表示曲線形的瓶子，其中第二材料分布在瓶子上可能難于用常規(guī)方法進(jìn)行標(biāo)記的區(qū)域。
圖10圖示說明預(yù)成型件和瓶子如何能夠顯示字母和徽標(biāo)。
圖11圖示說明有幾個(gè)第二材料環(huán)插入其側(cè)壁外表面的預(yù)成型件。圖示的環(huán)是波浪形的，但它們也可為直的。
圖12是圖6所示預(yù)成型件橫截面的示意圖。
圖13是圖11所示預(yù)成型件橫截面的示意圖。
圖14是用于制造圖6至12所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第一材料完全注入第一模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。在注射第一材料之后，留下空置體積(14)為空的，在該例中有三個(gè)。在該例中，第一噴嘴(6)的第一中心軸線(54)和內(nèi)芯棒(12)的中心軸線同軸，雖然在本發(fā)明中這并不總是必須的。
圖15是用于制造圖6至12所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第二材料完全注入第二模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)第二注射噴嘴(24a，24b，24c)的第二中心軸線(56a，56b，56c)和第一注射噴嘴的第一中心軸線(54)不同軸。
圖16是用于制造圖11至13所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第一材料完全注入第一模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。
圖17是用于制造圖11至13所示預(yù)成型件的第一預(yù)成形模具在第二材料完全注入第二模具腔體中時(shí)的橫截面示意圖。第一注射噴嘴(6)的第一中心軸線(54)和第二注射噴嘴(24a，24b，24c)的第二中心軸線(56a，56b，56c)中任何一個(gè)都不同軸。
本發(fā)明的方法適于制造由兩種或多種材料制成的預(yù)成型件和瓶子，其中所述材料在瓶子上具有精確且可重復(fù)產(chǎn)生的分布。從期望瓶子的設(shè)計(jì)開始，可用計(jì)算機(jī)仿真來設(shè)計(jì)需要的預(yù)成型件和吹模，例如用Finite Element Analysis(FEA)工具。圖6至11所示的瓶子圖示說明可通過吹模右手邊所示的預(yù)成型件而獲得的結(jié)果類型。
第一材料(50)的注射點(diǎn)和第二材料(52)的注射點(diǎn)優(yōu)選位于預(yù)成型件的不同區(qū)域。兩種材料都具有不同的注入點(diǎn)可對(duì)預(yù)成型件材料進(jìn)行更復(fù)雜的再分配，例如可使第二材料包含在預(yù)成型件的側(cè)壁內(nèi)，如圖2所示，這在現(xiàn)有技術(shù)中沒有公開。優(yōu)選地，第一材料(50)的注射點(diǎn)和第二材料(52)的注射點(diǎn)都在完整預(yù)成型件的表面。優(yōu)選地，第一材料(50)的注射點(diǎn)和第二材料(52)的注射點(diǎn)彼此相距至少5mm，優(yōu)選為10mm。圖12和13圖示說明的預(yù)成型件，其中第一材料(50)的注射點(diǎn)在完整預(yù)成型件的底部區(qū)域，而第二材料(52a，52b，52c)的注射點(diǎn)在完整預(yù)成型件的側(cè)壁。
第一和第二材料可以也可以不分布為疊置的水平層。
如上所述，第二材料可以延伸穿過也可以不延伸穿過整個(gè)壁厚，但它優(yōu)選僅填充預(yù)成型件側(cè)壁區(qū)域內(nèi)的凹槽，在這些地方它不延伸穿過整個(gè)壁厚。
除了它們的裝飾功能外，復(fù)合預(yù)成型件和瓶子甚至可具有另外的功能例如，如果第一材料(4)是不透明的，而第二材料(22)是透明的，那么使用者不打開瓶子就可透過第二材料看見瓶中剩余內(nèi)容物的量。
也可實(shí)現(xiàn)其它特殊效果。例如，第一或第二材料可包含熱致變色著色劑，使得模塑時(shí)有所述熱致變色著色劑的瓶子或預(yù)成型件的一些部分當(dāng)所處溫度變化時(shí)改變顏色。根據(jù)所用的著色劑，這些顏色變化可為可逆的或不可逆的。
本發(fā)明的瓶子也可用作對(duì)付不法商販的防偽措施。如化妝品等高價(jià)值商品的防偽是一個(gè)越來越受關(guān)注的問題，而偽造者會(huì)發(fā)現(xiàn)仿制具有兩種不同顏色內(nèi)嵌材料的瓶子更為困難。如果瓶子優(yōu)選僅有一種總體顏色，那么另一種可能性是使用在正常條件下具有相同顏色的第一和第二材料，但在一種材料中添加紫外線反應(yīng)劑。當(dāng)用適當(dāng)?shù)淖贤饩€燈照射時(shí)，紫外線反應(yīng)劑發(fā)亮，紫外線燈可為手持檢測(cè)器，類似于檢測(cè)偽鈔的檢測(cè)器。這會(huì)便于例如顧客或市場(chǎng)對(duì)偽劣品的控制。
權(quán)利要求
1.一種用于制造適于通過吹模法制成瓶子的預(yù)成型件(26)的方法，所述預(yù)成型件由至少第一材料(4)和與第一材料不同的第二材料(22)制成，所述方法包括以下連續(xù)步驟i)通過具有第一中心軸線(54)的第一注射噴嘴將第一材料(4)注模到預(yù)成形腔體(8)內(nèi)來形成不完整的預(yù)成型件(15)，所述預(yù)成形腔體(8)由內(nèi)芯棒(12)和預(yù)成形模具(10)之間的空間形成，其中所述預(yù)成形腔體(8)構(gòu)型為在第一材料(4)已完全注入所述預(yù)成形腔體(8)之后，在不完整預(yù)成型件(15)中留下至少一個(gè)空置體積(14)，和ii)通過具有第二中心軸線(56)的第二注射噴嘴(24)將第二材料(22)注入空置體積(14)中，特征在于所述第一中心軸線和所述第二中心軸線不同軸。
2.一種由至少第一材料和與第一材料不同的第二材料(22)制成的預(yù)成型件(26)，其中所述預(yù)成型件可由權(quán)利要求1所述的方法獲得。
3.如權(quán)利要求2所述的預(yù)成型件，其中第一材料(50)的注射點(diǎn)和第二材料(52)的注射點(diǎn)均在完整預(yù)成型件的表面。
4.如權(quán)利要求2或3所述的預(yù)成型件，其中第一材料的注射點(diǎn)和第二材料的注射點(diǎn)彼此相距至少5mm，優(yōu)選10mm。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的預(yù)成型件，其中所述預(yù)成型件包括底部區(qū)域(1c)和側(cè)壁區(qū)域(1b)，特征在于所述底部區(qū)域完全由第一材料制成，并且側(cè)壁區(qū)域除至少一個(gè)體積(14)由第二材料(22)填充外其余由第一材料制成。
6.如權(quán)利要求5所述的預(yù)成型件(26)，其中所述體積是在預(yù)成型件外表面上的凹槽，所述凹槽不延伸穿過所述預(yù)成型件側(cè)壁的整個(gè)厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的預(yù)成型件，其中由所述第二材料填充的凹槽在所述預(yù)成型件的外表面形成至少一個(gè)環(huán)。
8.如權(quán)利要求6所述的預(yù)成型件，其中所述凹槽在所述預(yù)成型件的表面形成非環(huán)的形狀。
9.一種用于獲得由第一材料和與第一材料不同的第二材料制成的瓶子的方法，所述方法包括吹模如權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述預(yù)成型件的步驟。
10.一種由至少第一材料和與第一材料不同的第二材料制成的瓶子，其中所述瓶子可通過吹模如權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述預(yù)成型件而獲得。
全文摘要
用于制造由兩種不同材料制成的預(yù)成型件的方法，其中第一材料(4)和第二材料(22)由具有不同軸的中心軸線的噴嘴注射。優(yōu)選地，預(yù)成型件包括第二材料在第一材料側(cè)壁內(nèi)的包合物。優(yōu)選包括底部區(qū)域(1c)和側(cè)壁區(qū)域(1b)的新預(yù)成型件，其中底部區(qū)域完全由第一材料制成，而側(cè)壁區(qū)域除至少一個(gè)體積(14)由第二材料(22)填充外通常由第一材料(4)制成。
文檔編號(hào)B65D6/00GK1914018SQ200580003897
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月2日
發(fā)明者S·D·J·希爾 申請(qǐng)人:寶潔公司