專利名稱：塑料容器或預(yù)制坯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于塑料容器或預(yù)制坯的瓶口，涉及用于吹塑形成塑料容器的預(yù)制坯組件，涉及由該預(yù)制坯組件吹塑形成的塑料容器，以及涉及制作所述瓶口、預(yù)制坯組件和容器的方法。
背景技術(shù)：
在塑料容器的制造中，常規(guī)上注入成型或壓模形成容器的預(yù)制坯，該預(yù)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(yù)制坯瓶口通常被模制成其最終的形狀，而預(yù)制坯主體隨后被吹塑成型為容器主體的所需形狀。預(yù)制坯可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層結(jié)構(gòu)，在多層結(jié)構(gòu)中，預(yù)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(yù)制坯的瓶口區(qū)域內(nèi)。美國專利No.4,609,516、4,710,118和4,954,376描述了多層容器預(yù)制坯的注入成型。
將容器的瓶口區(qū)域模制成預(yù)制坯的一部分存在若干問題。例如，當(dāng)預(yù)制坯以注入成型法形成時，塑料材料通常在預(yù)制坯主體的封閉端被注入模腔內(nèi)并必須首先流入沿著預(yù)制坯內(nèi)腔側(cè)面的區(qū)域，以形成壁相對較薄的預(yù)制坯主體，然后流入瓶口被模制的區(qū)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(yù)制坯主體要求更為精確且穩(wěn)定的標(biāo)注尺寸，這樣可能延長模制工藝的周期時間。另外，在預(yù)制坯瓶口部分至少與預(yù)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(dāng)預(yù)制坯是聚酯結(jié)構(gòu)譬如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)時，可以將預(yù)制坯的瓶口部分整體或部分晶化以改善瓶口區(qū)域的運(yùn)行特性，尤其是對于較高溫度的容器應(yīng)用(譬如熱裝罐、巴氏滅菌，瓶膽等)。然而，瓶口至少與預(yù)制坯主體(對于多層的預(yù)制坯)的外層材料相同的上述要求可能會限制預(yù)制坯或容器的設(shè)計、制造和/或性能特性。
在轉(zhuǎn)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(yù)制坯和容器的瓶口組件，其中預(yù)制坯頸部具有環(huán)繞于其開口端的外凸緣，并且一個單獨的塑料瓶口環(huán)以與該外凸緣相銜接的方式被裝配在預(yù)制坯頸部上。所述瓶口環(huán)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(jié)構(gòu)可以不同于預(yù)制坯的塑料結(jié)構(gòu)。預(yù)制坯主體和頸部可以是相對較薄的塑料結(jié)構(gòu)，而瓶口環(huán)(自己或與頸部一起)形成加厚的結(jié)構(gòu)。然而，在充注容器期間從瓶口溢出的液體可能在瓶口環(huán)與預(yù)制坯凸緣之間流動，并在瓶口環(huán)與預(yù)制坯頸部之間匯集。這種流動難看并可能導(dǎo)致模制品變形。由此期望提供一種用于塑料預(yù)制坯或容器的瓶口組件、一種制作塑料預(yù)制坯或容器的方法以及一種預(yù)制坯組件，它們可減少或消除液體在瓶口環(huán)與預(yù)制坯/容器頸部之間泄漏的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個實施例，提供了一種制作預(yù)制坯組件的方法。提供塑料預(yù)制坯，該預(yù)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(huán)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(huán)，該瓶口環(huán)具備環(huán)形主體以及帶有用于固緊瓶蓋的固定部分的外表面。環(huán)形唇從瓶口環(huán)的所述主體延伸。將上述瓶口環(huán)與預(yù)制坯進(jìn)行裝配，以使所述環(huán)被容納在所述頸部的外表面上并且所述環(huán)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(fā)明的另外一個實施例，提供了一種用于塑料容器或預(yù)制坯的瓶口組件。該組件包括具備被外凸緣環(huán)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(huán)，所述瓶口環(huán)具備帶有與所述頸部的外表面對置的內(nèi)表面的環(huán)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(huán)上的環(huán)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(yù)制坯組件。所述組件包括塑料預(yù)制坯，該預(yù)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(huán)形底切以在凸緣的下側(cè)形成切口槽。所述組件還包括瓶口環(huán)，該瓶口環(huán)具備設(shè)置在所述預(yù)制坯頸部上的環(huán)形主體，以及帶有至少一個外螺紋的外表面。瓶口環(huán)上的環(huán)形唇延伸到所述槽的至少一部分中并與其相嚙合。
在本發(fā)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?qū)⑺銎靠诃h(huán)相對于所述凸緣密封。所述槽，它可以從所述凸緣的下側(cè)切出或模制于其中，產(chǎn)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(yù)制坯頸部的中心軸線)軸向?qū)?zhǔn)。所述凸緣上的這一唇部具有至少一個與所述瓶口環(huán)的環(huán)形唇上的對置表面相匹配的面向表面，以密封所述瓶口環(huán)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(huán)與凸緣的外表面，由此阻止或避免在所述預(yù)制坯頸部與瓶口環(huán)之間任何液體的進(jìn)入。所述瓶口環(huán)的唇與預(yù)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(huán)與預(yù)制坯頸部中的每一個都是環(huán)形體，分別具備軸向拉長的環(huán)形嚙合內(nèi)表面和外表面。所述瓶口環(huán)由此形成環(huán)繞于所述預(yù)制坯頸部的套環(huán)。
所述瓶口環(huán)可以用來為預(yù)制坯或容器的頸部提供與容器的側(cè)壁相比要厚得多的瓶口部分。所述瓶口環(huán)可以是不同于預(yù)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(huán)進(jìn)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(yù)制坯以形成容器之后，所述瓶口環(huán)可以從預(yù)制坯的底端被套入并處于預(yù)制坯的頸部上。
通過下列描述及附圖，可以理解本發(fā)明的其他不同實施例。


圖1是按照本發(fā)明一個實施例的預(yù)制坯組件的正視圖；圖2是圖1中所示預(yù)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(yù)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(huán)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(huán)和預(yù)制坯頸部的修改實施例的部分剖面圖；圖6是按照本發(fā)明另一實施例、用來提供預(yù)制坯組件的預(yù)制坯及瓶口環(huán)的透視圖；圖7是基本沿著圖6中的7-7線得到的預(yù)制坯頸部及瓶口環(huán)的放大部分剖面圖；以及圖8是與圖6-7所示預(yù)制坯組件相似的瓶口環(huán)及預(yù)制坯頸部的部分剖面圖及部分示意圖，并進(jìn)一步顯示了由該預(yù)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(fā)明一個實施例的預(yù)制坯組件10。組件10包括預(yù)制坯12以及裝配于其的瓶口環(huán)14。
預(yù)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(jié)構(gòu)，而凸緣22是環(huán)向連續(xù)的并基本垂直于預(yù)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(chǎn)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(yōu)選是預(yù)制坯頸部20的徑向面朝外的表面28的延續(xù)，環(huán)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(nèi)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(jié)構(gòu)。錐形面32優(yōu)選與預(yù)制坯頸部20的中心軸線成大約30°的角度。槽24的環(huán)形底面30優(yōu)選處于基本垂直于頸部20軸線的平面內(nèi)。類似地，外凸緣唇23的環(huán)形底面33優(yōu)選處于基本垂直于頸部20軸線的平面內(nèi)。
瓶口環(huán)14優(yōu)選是模制塑料結(jié)構(gòu)，并可以不同于或相同于預(yù)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(huán)進(jìn)行不同加工以提供不同的性能。瓶口環(huán)14具有拉長的環(huán)形主體34，該主體帶有整體形成的軸向延伸上唇36。環(huán)主體34和唇36優(yōu)選是環(huán)向連續(xù)的。唇36具有優(yōu)選作為環(huán)主體34的內(nèi)表面40的延續(xù)而形成的內(nèi)表面38(參看圖3B)，兩者都優(yōu)選為圓柱形。唇36還具有優(yōu)選處于垂直于環(huán)14的縱軸線(與所述頸部軸線相同)的平面內(nèi)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(yōu)選與預(yù)制坯凸緣的唇23上的錐形面32互補(bǔ)，優(yōu)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(huán)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(huán)主體34的徑向外表面48。環(huán)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(huán)主體34還包括環(huán)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(yù)制坯和容器的后續(xù)加工。
預(yù)制坯12優(yōu)選以壓模成型或注入成型工序而形成。瓶口環(huán)14，它優(yōu)選以適當(dāng)?shù)乃芰夏Ｖ乒ば蛐纬?，可以從預(yù)制坯的封閉端套入以使瓶口環(huán)14的徑向內(nèi)表面40與預(yù)制坯頸部20的徑向外表面28處于緊密的滑動嚙合狀態(tài)中。以上提及的待審申請公開了多種將瓶口環(huán)14裝配且固緊到頸部20上的技術(shù)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(qiáng)。將瓶口環(huán)14裝配至預(yù)制坯頸部20上，直到瓶口環(huán)上的唇36被容納在預(yù)制坯頸部凸緣22的槽24內(nèi)并且錐形面44、32進(jìn)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(huán)與預(yù)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(yù)制坯凸緣22與瓶口環(huán)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(huán)14的頂面46(參看圖3B)之間。
圖4和圖5顯示了按照本發(fā)明各自修改后的實施例的其他預(yù)制坯組件60、62。圖4和圖5中與圖1至3B相一致的附圖標(biāo)記表示相同或相關(guān)的元件。圖4中的預(yù)制坯組件與圖1-3中的預(yù)制坯組件之間主要的不同在于，預(yù)制坯凸緣22a和/或瓶口環(huán)的唇36a被尺寸設(shè)定為凸緣22a的底面30、33(參看圖3A)分別都與瓶口環(huán)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(huán)的唇被設(shè)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(huán)的唇36b的錐形面44b延伸至瓶口環(huán)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(yù)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(huán)14c，在圖的上部顯示了其與預(yù)制坯12c相組裝。圖7是圖6中的預(yù)制坯頸部20c及瓶口環(huán)14c裝配后的放大部分剖面圖。圖8顯示了在吹塑成型預(yù)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(yù)制坯頸部20c，以及設(shè)置在頸部20c上的瓶口環(huán)14c。
預(yù)制坯可以是任何合適的塑料結(jié)構(gòu)，例如單層的PET或者多層結(jié)構(gòu)的PET，該多層結(jié)構(gòu)的PET交替具有譬如乙烯基乙醇(EVOH)或酰胺的防滲樹脂層。預(yù)制坯可以被注入成型或壓模成型。類似地，瓶口環(huán)可以是注入或壓模成型的塑料結(jié)構(gòu)。通過將瓶口環(huán)與預(yù)制坯相分離，瓶口環(huán)可以是任何需要的材料結(jié)構(gòu)，相同或不同于預(yù)制坯的材料結(jié)構(gòu)。例如，瓶口環(huán)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(jié)構(gòu)。當(dāng)瓶口環(huán)是聚酯結(jié)構(gòu)(譬如PET、PEN或再研磨材料)時，在模制時瓶口環(huán)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(dāng)設(shè)置制造瓶口環(huán)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(xiàn)。作為選擇，也可以在模制后工藝中整體或部分晶化瓶口環(huán)。換而言之，瓶口環(huán)的材料及制造條件可以獨立于預(yù)制坯的材料及制造條件，以在預(yù)制坯和最終容器的瓶口區(qū)域獲得所需的運(yùn)行特性。此外，可以模制出具有薄壁部分的預(yù)制坯而無須考慮材料流入較厚的瓶口區(qū)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(huán)固緊于預(yù)制坯的頸部。瓶口環(huán)和/或預(yù)制坯的頸部可以提供有適當(dāng)?shù)难b置用來防止環(huán)在頸部的轉(zhuǎn)動。
通過考慮本說明書及在此公開的本發(fā)明實踐，本發(fā)明的其他實施例對于本領(lǐng)域的技術(shù)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(fā)明真實的范圍由附屬的權(quán)利要求來揭示。
權(quán)利要求
1.一種制作預(yù)制坯組件的方法，包括下列步驟(a)提供塑料預(yù)制坯，該預(yù)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(huán)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(huán)，該瓶口環(huán)具有環(huán)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(huán)形唇；以及(c)將所述瓶口環(huán)裝配至所述預(yù)制坯，以使所述環(huán)被容納在所述頸部的外表面上，并且所述環(huán)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(quán)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(dāng)所述唇被容納在所述槽內(nèi)時該表面相嚙合。
3.如權(quán)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(quán)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(quán)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(huán)與凸緣的外表面。
6.如權(quán)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(huán)的至少一部分之間存在間隙。
7.如權(quán)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(quán)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(quán)利要求1所述的方法，其中所述瓶口環(huán)和所述預(yù)制坯頸部分別具有環(huán)形嚙合的內(nèi)表面和外表面。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述瓶口環(huán)的固定部分包括徑向變粗的螺紋部分。
11.如權(quán)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(zhí)行。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，續(xù)之有下列步驟(d)由所述預(yù)制坯吹塑形成容器。
13.一種用于塑料容器或預(yù)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(huán)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(huán)，該環(huán)具有環(huán)形主體、與所述頸部的外表面對置的內(nèi)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(huán)形唇。
14.如權(quán)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(huán)相對于所述凸緣密封。
15.如權(quán)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(quán)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(quán)利要求13所述的瓶口組件，其中在所述凸緣與所述瓶口環(huán)至少一部分之間存在間隙。
18.如權(quán)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(quán)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(quán)利要求13所述的瓶口組件，其中所述瓶口環(huán)的固定部分包括徑向變粗的螺紋部分。
21.如權(quán)利要求13所述的瓶口組件，其中所述瓶口環(huán)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(yù)制坯組件，包括(a)塑料預(yù)制坯，該預(yù)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(cè)具有形成切口槽的環(huán)形底切；以及(b)瓶口環(huán)，該瓶口環(huán)具有設(shè)置在所述頸部上的環(huán)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(huán)形唇。
23.如權(quán)利要求22所述的預(yù)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(huán)相對于所述凸緣密封。
24.如權(quán)利要求23所述的預(yù)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(quán)利要求23所述的預(yù)制坯組件，其中所述槽與唇具有錐形的面向表面。
26.如權(quán)利要求22所述的預(yù)制坯組件，其中在所述凸緣與所述瓶口環(huán)的至少一部分之間存在間隙。
27.如權(quán)利要求22所述的預(yù)制坯組件，其中所述唇與槽完全銜接。
28.如權(quán)利要求23所述的預(yù)制坯組件，其中所述唇與槽具有階梯形的面向表面。
29.如權(quán)利要求22所述的預(yù)制坯組件，其中所述瓶口環(huán)的固定部分包括徑向變粗的螺紋部分。
30.如權(quán)利要求22所述的預(yù)制坯組件，其中所述瓶口環(huán)與所述頸部壓配合嚙合。
全文摘要
一種用于塑料容器或預(yù)制坯的瓶口組件，包括具有被外凸緣(22)所環(huán)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(huán)，該瓶口環(huán)具有環(huán)形主體、與所述頸部的外表面對置的內(nèi)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(huán)形唇(36)。所述槽可以被所述凸緣上的徑向向內(nèi)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(nèi)的錐形面，以使瓶口環(huán)相對于所述凸緣密封從而防止液體在瓶口環(huán)與頸部之間進(jìn)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(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者托馬斯·E·納希爾 申請人:格萊漢姆包裝Pet技術(shù)公司