带嘴塑料瓶的制作方法

专利名称：带嘴塑料瓶的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料瓶嘴的结构。
背景技术：
以PET为代表的塑料瓶通过注塑成型等来形成的预成型件的双轴拉伸来生产。近些年，出于对包括节约资源和成本削减在内的考虑，已经减小了塑料瓶的重量。当减小塑料瓶的重量时，为了其经济价值，必须保持塑料瓶的强度。
日本特许公开Hei-2011-113589披露了这样的瓶子，其中瓶身部分和瓶肩部分总体上更薄，同时通过保留瓶嘴的必要厚度来保持强度。用于拧紧瓶盖的的螺纹部分形成为在瓶嘴处突出，且凸缘形支撑环形成为在螺纹部分下方突出。
日本特许公开Hei-2004-26201和日本特许公开Hei-2008_143588论述了保留了拆封警示包装(tamper evidence)的瓶子。在这种瓶的嘴中于螺纹部分与支撑环之间形成了一密封环(bead ring)。当操作瓶盖以打开这种类型的瓶子时，拆封警示包装带与整个瓶盖分开，并且其最终经由密封环和支撑环被保持住，以避免分离。
近些年，从节约资源的角度，同样提出了减小瓶嘴重量的要求。通过热结晶化处理来提供耐热性，以使得日本特许公开Hei-2004-26201和Hei-2008-143588中披露的瓶嘴不会由于热灌装而变形，但是这并不有助于减小重量。此外，日本特许公开Hei-2001-113589 仅披露了瓶身部分的重量减小，而没有充分地减小瓶嘴的重量。事实上，尽管在日本特许公开Hei-2001-113589中举例说明了瓶身部分为0. 5mm厚，但是瓶嘴非常厚，为2. 2mm。
如果采用应用于瓶身部分的相同方法来减小瓶嘴的重量，如日本特许公开 Hei-2001-113589中陈述的，则强度会由于整个瓶嘴会变得太薄而明显降低。因此，在操作瓶盖以打开瓶子时，存在瓶嘴变形或开裂的风险。此外，如果瓶嘴在安装瓶盖之前的瓶生产过程中安置在夹盘中，则存在安置在夹盘中的瓶嘴部分(例如，日本特许公开 Hei-2004-26201和Hei-2008-143588中的支撑环与密封环之间的圆周壁部分)被破坏或者拆封警示包装遭受破坏的风险。

发明内容
本发明的目的是提供一种塑料瓶，其中瓶嘴的重量减小且不损害强度。
塑料瓶具有带有圆周壁的瓶嘴，包括形成在圆周壁的外圆周表面上的螺纹部分、 在螺纹部分下方从外圆周表面突出的支撑环、以及在圆周壁上形成的冲孔部分。
还将理解，前面的一般性描述和后面的详细描述都只是示例性和说明性的，并不限制如权利要求所描述的本发明。


附图结合在说明书中并构成说明书的一部分，其与说明部分一起阐明了本发明的示例性实施方式，用于解释本发明的原理。
图1是根据一个实施方式的塑料瓶的主视图； 图2是示出了图1的塑料瓶的放大的瓶嘴的斜视图； 图3是图2的瓶嘴的主视图； 图4示出了显示出用瓶盖封闭图2中所示的瓶嘴的状态的半剖视图； 图5示出了沿图3中的线V-V剖切的横截面图。
具体实施例方式现在将详细参考在附图中显示的本发明的示例性实施方式。只要可能，将在全部附图中用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。
在一个实施方式中，塑料瓶具有带有圆周壁的瓶嘴，包括形成在圆周壁的外圆周表面上的螺纹部分、在螺纹部分下方从外圆周表面突出的支撑环、以及形成在圆周壁上的冲孔部分。
由于在本发明中厚度局部减小，因此与厚度均勻减小相比，可以减小重量而不损害瓶嘴的强度。此外，在形成瓶嘴的过程中树脂流动性的阻碍受到抑制且不破坏预成型件的成型特性。
优选地，冲孔部分会位于远离螺纹部分的螺纹并远离支撑环的位置。
更优选地，冲孔部分会位于螺纹部分与支撑环之间。由此，由于在螺纹部分与支撑环之间的部分被冲孔，因此厚度会较大且重量可减小，同时考虑了强度问题。
这里，当通过装配有可拆卸拆封警示包装带的瓶盖来开启瓶嘴时，使用下面的结构会是理想的。特别地，密封环应该在圆周壁的外圆周表面上在远离螺纹部分与支撑环之间的冲孔部分的位置处突出。此外，当通过操作瓶盖来开启瓶嘴时，拆封警示包装带会被切断并且会随之落在支撑环上，在此，其应该保持在瓶嘴上以免经由密封环和支撑环而分离。
通过对这样的结构冲孔，甚至具有拆封警示包装的瓶子的重量也可减小。
更优选地，最大直径部分(具有圆周壁的外圆周表面中在瓶嘴处的最大直径外圆周表面)应该在密封环的底侧上的下边缘处设置，作为在通过瓶盖开启瓶嘴时被拆封警示包装带接合的部分。冲孔部分可以在圆周壁的外圆周表面处从最大直径部分的下唇缘形成至支撑环的上唇缘。
因为在这种结构中确保了被拆封警示包装带接合的部分的强度，所以可保持拆封警示包装。进而，在不改变现有生产设备的情况下，夹盘接合是可行的，因为最大直径部分位于生产过程中夹盘一般接合的位置处。并且，因为具有最大直径部分，所以现有的规范可以被任何形状的拆封警示包装带的部件(例如，下面讨论的翼片)使用。此外，因为冲孔部分形成在圆周壁的外圆周表面上，所以与圆周壁的内圆周表面上的成形相比，模具可容易地打开以进行注塑成型。
更优选地，具有与最大直径部分相同的最大直径的柱状部分应该在最大直径部分与邻近冲孔部分和最大直径部分的支撑环之间形成。最大直径部分处的最大直径与冲孔部分中的最小直径之间的差异应该不大于3. 0mm。
因为具有与最大直径部分的下侧相同的直径的柱状部分可在给定表面上延续，所以可被夹盘接合的部分可宽广地稳定固定在这种结构中。进而，通过设定前述的最大值 (3. Omm)，可在瓶嘴的注塑成型期间确保树脂的流动性。相反地，当超过最大值时，很可能树脂不会到达柱状部分，从而导致成型失败。
在分散模式中，冲孔部分会以线对称的方式在圆周方向上以均勻间隔形成，且具有与最大直径部分相同的最大直径的柱状部分会邻近最大直径部分在相互邻接的冲孔部分之间形成。
因为除了冲孔部分以外，多个柱状部分在这种结构中具有线对称性，在将柱状部分安置在夹盘中时，很容易完成定心(centering)。一个额外的优点是，由于线对称性，在瓶嘴注塑成型期间，成型平衡提高了，并且由于采用了注塑成型，在打开模具时不会发生成型失败。
在另一个实例中，连接每一个冲孔部分和柱状部分的部分会采用圆弧，该圆弧的曲率半径R在瓶嘴的内侧上定心。在这种结构中，可容易地抑止伴随夹盘上的接合所产生的连接部分的破坏。
在另一个实例中，冲孔部分的横切面会是弧形的。例如，与梯形相比，由于瓶嘴的内向力而产生的冲孔部分处的应力集中会较少发生。
并且，螺纹部分可以具有绕着圆周壁的外圆周表面的至少一个连续螺纹条。由此， 与采用三条螺丝相比，或者与具有弯曲槽的单个非连续螺纹条或没有环绕圆周壁的外圆周表面一周的单个条相比，瓶嘴的强化效果可以由于螺纹部分而得到加强。
瓶嘴的圆周壁的存在螺纹部分的部分的厚度可以比螺纹部分下方的部分的厚度薄。在一个实例中，瓶嘴的圆周壁的存在螺纹部分的部分的厚度可以大于或等于0.8mm以及小于或等于1. 3mm。由于在较薄以减小重量的工件中以一个螺纹条来获得强化效果，因此甚至对于薄工件也可抑制变形和破裂。
参照附图来说明本发明一实施方式的塑料瓶。在随后的说明中，瓶嘴所在的方向是上且瓶底所在的方向是下。高度表示沿着瓶的中心轴线(竖直方向)的长度。横切面形状代表沿着正交于中心轴线的平面(横向平面)的横切面形状。
塑料瓶1 (下文简称为“瓶1”)从上到下具有瓶嘴2、瓶肩3、瓶身部分4、以及底座 5，如图1中所示。这些部分0、3、4和幻一体地形成，且包括用于将饮料保存在其中的瓶壁。饮料可以是任何非碳酸型饮料，包括水、绿茶、或果汁。然而，在其他实施方式中，封装在瓶1中的液体可以是碳酸型饮料或诸如酱汁的食品。
瓶1可以主要由热塑性树脂构成，比如聚乙烯、聚丙烯、或聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且瓶1可以通过拉伸成型来成型，比如双轴拉伸吹塑成型。
说明瓶生产过程的一个实例。首先，将热塑性树脂注入模具中以完成预成型件的注塑成型。这个预成型件具有形状与瓶嘴2的形状精确相同的嘴以及底部连接在所述嘴下方的管状部分。在注塑成型之后，在横向方向上打开用于所述嘴的模具，在竖直方向上打开用于管状部分的模具，移走预成型件并随之将其安置在吹塑成型设备中。在吹塑成型设备中仅对预成型件的管状部分加热，通过拉伸杆在竖直方向上拉伸管状部分，并在横向方向上通过吹压缩空气来拉伸管状部分，以完成瓶肩3、瓶身部分4和底座5的成形。通过这么做来完成瓶1的顺次成型。接着，对瓶子进行清洗、消毒进而用饮料灌装。随之用瓶盖6密封用作饮料的注入孔的瓶嘴2 (见图3)。
瓶嘴2具有向上打开的圆柱形圆周壁10，如图2至4所示。圆周壁10的内圆周表面12在竖直方向上延伸且没有隆起。另一方面，螺纹部分16、密封环18、以及支撑环20在圆周壁10的外圆周表面14上突出。螺纹部分16在圆周壁10的上半部分上存在，同时密封环18和支撑环20以预定间隔在螺纹部分16下方存在。
螺纹部分16可采用两个螺纹条或三个螺纹条，但是在本实施方式中构造了单个螺纹条，其更难以松脱且具有更高的强度。螺纹部分16的螺纹牙顶在长度方向上以单一高度延续，且没有形成所谓的弯曲槽。螺纹牙顶的长度应该大于外圆周表面14的一个圆周， 特别地，有效角度应该超过360°。这里，会大致为720° (例如，完全螺纹部分的650° + 部分的螺纹部分的70° )，其大约为两个圆周的长度。
密封环18和支撑环20在圆周方向上于外圆周表面14上方向外突出。瓶肩3的顶部3a联接于底侧上的支撑环20的下边缘(见图4)。密封环18和支撑环20还以不同的术语(例如，凸缘部分等)表示。
这里，从圆周壁10的厚度量值的观点来看，圆周壁10具有薄部分IOa和比薄部分 IOa厚的厚部分10b，如图4中所示。薄部分IOa为外圆周表面上的螺纹部分16位于其中的管状部分，同时厚部分IOb为螺纹部分16下方的管状部分。密封环18存在于厚部分IOb 的上边缘上，同时支撑环20存在于厚部分IOb的下边缘上。薄部分IOa和厚部分IOb各自在竖直方向上具有均勻的厚度(见图4)。
薄部分IOa和厚部分IOb各自的厚度的大小应该满足整个瓶嘴2所需的强度。当考虑其中一个的厚度时，确定另一个的厚度。一般地，由于在瓶1的生产过程中，密封环18 与支撑环20之间的圆周壁的大部分保持在夹盘中，必须确保相对于夹盘的强度。鉴于此， 本实施方式的瓶嘴2通过如下方式来确保强度，从厚部分IOb来构造所讨论的圆周壁部分， 同时从薄部分IOa来构造剩余的圆周壁部分，同时考虑确保强度。通过从单个连续螺纹条构造存在于薄部分IOa上的螺纹部分16，来加强薄部分IOa的强化效果。
在此结构的尺寸的一个实例中，厚部分IOb的厚度优选地为大致2. Omm,同时薄部分IOa的厚度优选地为0. 8mm以上且不大于1. 3mm,更优选地，为1. Omm以上且不大于 1. 2mm。当薄部分IOa的的厚度在0. 8mm以下时，仅通过螺纹部分16的强化效果来确保薄部分IOa的强度会变得困难，但是却增加了成型周期且降低了预成型件的生产效率。另一方面，当薄部分IOa的厚度超过1. 3mm时，瓶嘴2的重量减小变得不够充分。通过将薄部分 IOa的厚度设定为1. Omm以上且不大于1. 2mm，来确保强度和减小重量。
下面说明厚部分IOb的冲孔部分的结构，其重量已经通过局部重量减小而减小了。通过与前述的结构(在薄部分IOa与厚部分IOb之间竖直地划分圆周壁10)相结合， 冲孔结构变得有效，但是即使在没有结合的情况下(特别地，当圆周壁10的厚度在竖直方向上恒定时)也实现了重量的减小。
厚部分IOb具有在密封环18的底侧上的下边缘上的最大直径部分22，且在最大直径部分22的下侧上具有多个冲孔部分M以及多个柱状部分26。最大直径部分22为具有圆周壁10的外圆周表面14中的最大直径外圆周表面的管状部分。例如，最大直径部分具有1. 4mm的高度。柱状部分沈是具有与最大直径部分22相同的最大直径和厚度的部分。 柱状部分在最大直径部分22的给定表面上延续。如图5中所示，连接冲孔部分M和柱状部分沈的连接部分观采用弧形，其曲率半径R在瓶嘴2的内侧上定心，从而以大体倾斜的方式连接上述两者。
多个冲孔部分M在外圆周表面14上在圆周方向上以均勻间隔并以线对称的方式形成，其从最大直径部分22的下唇缘形成至支撑环20的上唇缘。随后，柱状部分沈在邻接的冲孔部分MJ4之间形成。在此实施方式中，总共八个冲孔部分M和柱状部分沈交替排列，但是数量不限于八个。
如图5中所示，冲孔部分M的横切面形状具有朝向瓶嘴2向内弯曲的弧形。冲孔部分M的弧形的R(曲率半径)应该在5至50mm的范围内，优选地为30mm。当R在5mm以下时，由于其太小了从而会发生底切，并且从模具移走预成型件变得更加困难。相反地，当 R超过50mm，由于其过于大，则不会获得用于减小重量的冲孔的充分效果。
冲孔部分对的中央最薄，且其朝向两个边缘逐渐变厚。该最薄的部分具有冲孔部分M的最小直径部分。厚度可以等于或相当于前述的薄部分IOa的厚度。然而，冲孔部分 24的最小厚度不需要相当于薄部分IOa的厚度，只要能确保成型期间的树脂流动性以及强度。冲孔部分M的最小直径与最大直径部分22的最大直径之间的差异在直径上应该不大于3. Omm,优选地在1. 5mm至2. Omm的范围内。当所述差异超过3. Omm时，热塑性树脂可能无法在预成型件的注塑成型期间达到冲孔部分M的两个边缘。相反地，如果所述差异不大于3. 0mm，注塑成型期间热塑性树脂的流动不会受阻挡且可避免成型失败。
下面，参照图4说明瓶盖6。
瓶盖6通过旋转操作装配在瓶嘴2上以封闭瓶嘴2的孔。瓶盖6不需要具有拆封警示包装特性(显示虚假开口的功能)，但是在这里的示例性实施方式中具有拆封警示包装特性。
瓶盖6具有盖体30和拆封警示包装带32。瓶体30具有覆盖瓶嘴2的顶部的圆罩部分36以及覆盖瓶嘴2的侧面的圆柱形部分38。圆柱形部分38是从罩部分36的周界边缘向下延伸的部分。接合瓶嘴2的螺纹部分16的螺纹部分40在圆柱形部分38的内圆周表面上形成。
拆封警示包装带32经由可分桥接物42连接至圆柱形部分38的下边缘。面向上方且向内的翼片44 (接合部分)在拆封警示包装带32的下内表面上形成。翼片44与通过密封环18和最大直径部分22划分的台阶接合。
通过翼片44防止瓶盖6移动，翼片44在瓶嘴2被瓶盖6封闭的状态中与密封环 18和最大直径部分22接合，如图4中所示。在此状态下，当瓶盖6沿开启方向转动时，桥接物42被破坏，拆封警示包装带32从盖体30分离，并且其落在支撑环20的上表面上。已经掉落的拆封警示包装带32的上边缘部分此时位于密封环18上，并且其被支撑环20和密封环18保持，从而不会在竖直方向上直接松脱。进一步地，在瓶嘴2开启后保留在瓶嘴2上的拆封警示包装带32的向下运动被支撑环20控制，同时其向上的运动被接触密封环18的翼片44控制。
下面将说明在此图示的实施方式中的瓶1的瓶嘴2的示例性操作效果。
1.从强度和减小重量的角度 形成冲孔部分M以部分地减小在考虑到夹盘的应用时通常较厚的部分(从密封环18到支撑环20的圆周壁部分)的厚度。由此，与总体厚度减小的情况相比，即使在实现重量减小的同时，瓶嘴2的强度也不会有损失。进而，如上所述的，由于在瓶嘴2中设置有具有强化效果的薄部分10a，因此在防止薄部分IOa变形或破裂的同时，瓶嘴2的总体重量可减小。
进一步，可以在瓶嘴2中部分地保留具有与现有的瓶嘴相同厚度的部分，这是因为在与拆封警示包装带32接合的部分处具有最大直径部分22。由于通过这样作而确保了最大直径部分22的强度，因此可保持拆封警示包装特性且可使用现有的瓶盖6。
进一步，因为冲孔部分M的横切面形状是弧形的，因此伴随着瓶1内的压力下降， 由于作用在瓶嘴2的向内方向上的力而引起的冲孔部分对处的应力集中不会立即发生。类似地，即使瓶1通过填充碳酸饮料而被加压，也会抵抗住冲孔部分M处的应力集中。因此， 与横切面具有梯形形状的情况相比，可抑制冲孔部分M处的强度降低。
2.从夹盘应用的角度 当在瓶1的生产过程中，将预成型件沿着吹塑成型设备移动时，瓶嘴2被安置在夹盘中。即使不改变所用的现有生产设施，也可以在瓶嘴2不变形的情况下使用夹盘，这是因为在许多情况下，最大直径部分22存在于夹盘接合的部分处。
进一步，即使夹盘应该在竖直方向上移动，夹盘应用也可以稳定的进行，因为柱状部分沈没有阶梯地在最大直径部分22的下侧上延续。换言之，柱状部分沈自身可用作采用夹盘的部件。进一步，因为多个柱状部分沈以线对称方式设置，所以当柱状部分沈安置在夹盘中时容易定心。此外，因为定位在圆柱部分沈的两个边缘处的连接部分观具有曲率半径R，所以当应用夹盘时可抑制刮擦。
3.从热塑性树脂的流动性和脱模的角度 在预成型件注塑成型期间热塑性树脂的流动性影响瓶1的生产率。由于冲孔部分 24冲压成弧形，因此很容易保证形成冲孔部分M的树脂的流动性。进一步，因为厚部分均勻地设置在树脂流动的方向上，所以会直接防止瓶嘴2的成型期间成型特性的阻碍物。此外，因为冲孔部分M在圆周壁10的外圆周表面14上形成，所以，与它们形成在圆周壁10 的内圆周表面12上的情况相比，在横向方向上打开用于瓶嘴2的模具更容易。进一步，因为冲孔部分M和柱状部分沈以线对称方式设置，所以当在横向方向上打开模具时，提高了成型平衡且抑制了模具失效。因此，可提高瓶1的生产率。
可适当修改前述瓶嘴2的结构设计，只要其不偏离本发明的范围。例如，冲孔部分 M可以形成在密封环18的上侧上，而不是形成在密封环18的下侧上。进一步，冲孔部分 M可以形成在从螺纹部分16的螺纹牙顶向外延伸的部分中，特别地，形成在邻近的螺纹牙顶之间的螺旋形的圆周壁部分中。可替换地，冲孔部分M可以与螺纹部分16的牙顶的端部部分接合。对于单一厚度的瓶嘴2的圆周壁10的形成，这些情况会是理想的应用。进一步，冲孔部分M可以形成在圆周壁10的内圆周表面12上或外圆周表面14上，但是，从前面所述的便于从模具移除的角度而言，形成在外圆周表面14上会是优选的。此外，通过对瓶嘴2进行包括热结晶化的热处理可为瓶嘴2提供耐热性。
对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明的塑料瓶进行各种修改和变型。通过考虑这里披露的本发明的说明和实施，本发明的其他实施方式对于本领域的技术人员将是显而易见的。说明和实例应被认为仅是示例性的，本发明的真实范围和精神由随后的权利要求指明。
权利要求
1.一种塑料瓶，包括瓶嘴，具有圆周壁，包括螺纹部分，形成在所述圆周壁的外圆周表面上；支撑环，在所述螺纹部分下方从所述外圆周表面突出；以及冲孔部分，形成在所述圆周壁上。
2.根据权利要求1所述的塑料瓶，其中，所述冲孔部分位于远离所述螺纹部分的螺纹并远离所述支撑环的位置处。
3.根据权利要求2所述的塑料瓶，其中，所述冲孔部分位于所述螺纹部分与所述支撑环之间。
4.根据权利要求3所述的塑料瓶，其中，所述瓶嘴由配备有可分离的拆封警示包装带的盖密封，并且其中，所述外圆周表面具有在所述螺纹部分与所述支撑环部分之间远离所述冲孔部分的位置处突出的密封环，所述拆封警示包装带构造为当通过操作所述盖来开启所述瓶嘴时分离并掉落在所述支撑环上并且被所述密封环和所述支撑环保持在所述瓶嘴上。
5.根据权利要求4所述的塑料瓶，其中，所述瓶嘴具有最大直径部分，该最大直径部分具有在所述密封环的底侧下方的所述外圆周表面处的最大直径，所述最大直径部分构造为当所述瓶嘴被所述盖密封时被所述拆封警示包装带覆盖，并且其中，所述冲孔部分在所述外圆周表面上从所述最大直径部分的下边缘形成到所述支撑环的上边缘。
6.根据权利要求5所述的塑料瓶，其中，具有与所述最大直径部分的直径相同的最大直径的柱状部分形成在所述最大直径部分与邻近所述冲孔部分和所述最大直径部分的所述支撑环之间，其中，所述最大直径部分的最大直径与所述冲孔部分的最小直径之间的差不大于3. 0mm。
7.根据权利要求5所述的塑料瓶，其中，所述冲孔部分在圆周方向上以均勻间隔以线对称的方式形成，并且具有与所述最大直径部分的直径相同的最大直径的所述柱状部分邻近所述最大直径部分在所述冲孔部分的两个邻接冲孔部分之间形成。
8.根据权利要求4所述的塑料瓶，其中，连接所述冲孔部分和所述柱状部分的每一个的部分蚀刻有弧形，该弧形的曲率半径的中心位于所述瓶嘴的内部。
9.根据权利要求3所述的塑料瓶，其中，所述冲孔部分的每一个具有弧形横截面形状。
10.根据权利要求3所述的塑料瓶，其中，所述螺纹部分包括围绕所述圆周壁的外圆周表面的至少一个连续螺纹条。
11.根据权利要求10所述的塑料瓶，其中，所述瓶嘴在所述螺纹部分处的壁厚比在所述螺纹部分下方的部分的壁厚薄。
12.根据权利要求1所述的塑料瓶，其中，所述塑料瓶通过双轴拉伸吹塑成型来形成。
全文摘要
提供了一种塑料瓶(1)，其重量减小且没有损害瓶嘴(2)的强度，该塑料瓶(1)具有带有圆周壁(10)的瓶嘴(2)，其包括形成在圆周壁(10)的外圆周表面上的螺纹部分(16)、在螺纹部分(16)下方从外圆周表面突出的支撑环、以及形成在圆周壁(10)上的冲孔部分(24)。
文档编号B65D1/02GK102186729SQ200980141254
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月14日 优先权日2008年10月15日
发明者松冈健志 申请人:可口可乐公司