专利名称：被拉伸的容器螺纹及其制造方法
技术领域：
本发明涉及模制的塑料容器和制造这样的容器的方法。
背景技术：
在塑料容器的制造中，例如单层或者多层的PET容器，通常的做法是模制具有一个壳体(本体)和一个带一道或多道外螺纹的开口(finish)的容器预制品。所述开口通常被模制出最终的几何形状，同时预制品的本体接着被吹塑成容器本体所需要的几何形状。虽然这种制造工艺对于制造不同开口尺寸的容器是令人满意的，但当被采用来制造预制品和增加开口尺寸的容器时，生产量大大地减少。例如，一个具有96个模腔用于开口尺寸为28mm预制品的预制品阴模对于同样的总阴模尺寸通常只容纳48个开口尺寸为43mm的模腔。对于开口尺寸大于大约2.0英寸或者50mm的宽口预制品，此生产量甚至还减少。
为了解决这种生产量的问题，已经提出了制造宽口容器的方法，通过模制窄颈的预制品，然后在形成容器本体的模腔内吹塑预制品本体和带螺纹的容器开口以及修整斜边或者坡面(trim moil or dome)，其中在从模中取出容器后，修整斜边或者坡面必须与预制品开口一起从容器本体和开口清除。虽然这种工艺允许窄颈预制品的使用，并且因此保持了在预制品模制阶段的高生产量，此工艺具有的缺点是，斜边和预制品开口组成了必须被再利用或者被丢弃的裁屑。此外，当制造具有例如防渗树脂的中间层的多层容器时，这种工艺表现出防渗树脂的边被暴露在斜边调整片的缺点，这会导致相当大的水汽吸收和许多亲水的防渗树脂，例如乙烯醇(EVOH)的防渗性能的降低。此外，大概也是最重要的，在容器开口上的外螺纹按照这种工艺被吹塑，并且没有象通过直接模制形成的外螺纹那样被明确地界定和清晰化。
发明内容
因此，本发明的一个主要目的是提供一种制造塑料容器的方法，和/或由此方法形成的塑料容器，其中容器螺纹通过压力模制(压塑成型或者注塑成型)而不是吹塑形成，而且这保持了在预制品模制阶段的高生产量。
按照本发明的第一方面，一种制造具有本体和带至少一道外螺纹的开口的塑料容器的方法，包括压力模制(例如，注塑成型或压塑成型)具有一个本体和一个带至少一道外螺纹的开口的塑料坯体，吹塑成型预制品的本体以形成容器的本体，以及在吹塑成型容器本体之前、之后或者既在之前又在之后，扩大压力模制的预制品开口以形成具有至少一道压力模制的外螺纹的容器开口。在本发明的优选实施例中，在容器本体被吹塑成型后，开口被扩大。本发明能被应用来扩大预制品开口或者容器开口，从例如28mm的小窄颈尺寸到例如43mm的较大窄颈尺寸。本发明还能实施以扩大窄颈的预制品或者容器的开口为宽口预制品或者容器的开口，例如28mm到63mm，或者48mm到63mm。本发明还能被实施以扩大宽口开口为更大的宽口开口，例如63mm到83mm。
从下述说明、所附的权利要求书和相应的附图将最好地理解本发明及其其它的目的、特征和优点，其中图1是按照本发明一个目前优选的实施例的用于模制半成品容器产品的预制品和吹塑模的示意图；图2是在图1中吹塑成型后的半成品容器的正视图；图3是用于扩大图2中所示半成品容器的开口的装置的示意图；和图4是在图3的工艺之后具有扩大的开口的容器的正视图。
具体实施例方式
术语“窄颈”开口和“宽口”开口在本申请中采用它们通常的意义，因为“宽口”开口具有大于大约2.0英寸或者50mm的外径(E直径)，而窄颈开口具有等于或者小于大约2.0英寸或者50mm的外径。在塑料容器领域，28mm和43mm的开口是通常的窄颈开口，但是本发明绝不局限于这些特定的开口直径。在塑料容器领域，63mm的开口是通常相对小的宽口开口，但是本发明也绝不局限于这些特定尺寸的宽口开口。83mm的开口是相对较大的常规宽口开口尺寸。
图1说明的是包括本体12和整体模制的开口14的预制品10。开口14具有一道或者多道被整体模制在开口上的外螺纹16。预制品10可以在压力模制操作中被制造，并且可以是一层或者多层构造。(出于本申请的目的，术语“压力模制”包括并且被限定为注塑成型和压塑成型。见US4690633)。通常的预制品10具有多层聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结构，包括内层和外层，并且具有一个或者多个例如EVOH或者尼龙的防渗材料中间层。所述中间层被布置在预制品本体12中，可以或者可以不伸进预制品开口14内。可以理解的是，本发明绝不受这些示范性材料的限制，虽然如下面所述的采用PET开口本发明具有特别的优点。
预制品10被置于吹塑模18中，预制品本体12被置于由模18形成的模腔20内。将受压的空气应用到预制品10的内部以将预制品本体12扩张至模腔20的轮廓。得到的半成品容器22被表示在图2中，具有一个由预制品本体12扩张形成的吹塑成型的本体24，和一个与外螺纹16被整体模制的开口14。然后容器22被引入如图3所示的开口扩张装置26中。一个塞子28沿方向29插进容器的开口14内并且绕其轴线沿方向30转动。塞子28具有一个圆锥形的端部，其最小的直径32小于最初被模制时的预制品开口14的内径，并且较大的直径34等于或者稍微大于需要的成品开口内径(以允许松弛)。塞子28还具有一个圆柱体部分35以装配进扩张后的容器开口并且在其中转动。一个凸缘37与开口的轴向边缘或者顶部密封面摩擦配合以保持开口平整。塞子28可被加热以通过传导来加热容器开口14，于是促进容器开口的塑性扩张。作为一种选择方案，容器开口可以在扩张塞子插入之前被加热。作为另一选择，塞子37可以是静止的，而瓶子在插入时转动。空气可以通过塞子28被输入以硬化容器侧壁。可以采用其它的扩张手段代替塞子28，例如气囊。
塞子28紧接着被沿方向42拉出，剩下带有扩张后的开口36的容器40(图3和4)。开口36具有与预制品螺纹16的几何形状类似但与开口一起被沿径向和圆周方向扩张的外螺纹38。因此，与预制品螺纹16相比，螺纹38被扩张或者被拉伸，但是具有由被模制的螺纹16的几何形状决定的几何形状，与通过吹塑成型得到螺纹相比被明确地界定和清晰化。因此，图4说明了具有本体24和带有扩张后的螺纹38的整体开口36的容器40。
在本发明的一个实施例中，初始内径为28mm的开口可被扩大成43mm的开口直径，或者说直径扩大大约53.6％。在本发明的另一个实施例中，43mm的开口直径能被扩大至63mm的开口直径，或者说扩大大约46.5％。在发明的第三个实施例中，28mm的开口直径能被扩大至63mm的开口直径，或者说扩大大约125％。在发明的再一个实施例中，63mm的开口直径能被扩大至83mm，或者说扩大大约32％。一个开口可以受到多次扩张，如果需要的话，例如从43mm扩大至63mm，接着从63mm扩大至83mm。预制品的螺纹和开口需要比最终需要的尺寸还大还厚，以在拉伸后达到合适的尺寸。如上指出的，在拉伸之前或者拉伸过程中，开口能被加热，例如通过扩张塞子的传导或者通过其它的手段，例如辐射加热。开口和螺纹的拉伸实现了在开口和螺纹中的有益的分子定向。拉伸还加强了产品容器的颈部区域。还可以预见的是，容器开口能在扩张过程中或者之后被整体地或者部分地定型，以防止实质的松弛和收缩，特别是当容器被应用在热装罐场合时。这样的定型能在包括螺纹的开口的外表面上，或者可以完全延伸到容器开口的整个厚度。这样的定型可以与扩张开口和拉伸开口螺纹同时或者在之后实施。
在至今讨论的实施例中容器开口的扩张在单独的步骤中实施。另一方面，开口的扩张能在吹塑成型之前和之后的系列步骤中实施。例如，最初28mm的开口在吹塑成型容器本体之前被扩大至43mm，例如吹塑模被设定为接受43mm的预制品。在吹塑成型之后，开口然后被进一步扩大至63mm。作为另一个改进，开口可以被稍微过度扩张，然后允许其收缩和松弛。例如，开口能被从43mm扩大至63.5mm，然后大概在一个塞子上被允许收缩至63mm。这将具有扩张之后允许应力释放的优点。收缩能通过暴露给热源被诱发，例如在定型操作过程中。
因此，已经公开了一种制造塑料容器的方法和一种完全达到预先提出的所有目的和目标的塑料容器。本发明连同目前优选的实施例已经被公开，并且讨论了多个改进和变化方案。其它的改进和变化对于本领域中的普通技术人员是易于提出的。本发明意图在于包括所有这样的改进和变化，只要落入所附加的权利要求的精神和广义范围内。
权利要求
1.一种制造具有本体(24)和带有至少一个外螺纹(38)的开口(36)的塑料容器的方法，其包括以下步骤(a)压力模制具有本体(12)和带有至少一个外螺纹(16)的开口(14)的塑料预制品(10)，(b)吹塑成型所述预制品的本体以形成容器的本体(24)，和(c)径向向外地扩张所述注塑成型的预制品本体(14)，以形成具有至少一个压力模制的外螺纹(38)的容器开口(36)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(c)中成型的开口(36)是直径至少50mm的宽口开口。
3.如权利要求1或2所述的方法，包括另外的步骤(d)与所述步骤(c)或者同时或者在其之后定型所述开口(36)。
4.如权利要求1或2所述的方法，包括另外的步骤(d)在所述步骤(c)之前或者所述步骤(c)期间加热所述开口(14)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)通过将塞子(28)插进所述开口(14)来实施。
6.如权利要求5所述的方法，包括另外的步骤，即在将所述塞子插进所述开口的过程中，转动所述塞子(28)或者所述开口(14)。
7.如前述任一个权利要求所述的方法，其特征在于，所述开口(14)在步骤(c)中被扩大至少32％。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开口(14)在步骤(c)中被扩大至少125％。
9.如前述任一个权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)在所述步骤(b)之前被实施。
10.如权利要求1至8任一个权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)在所述步骤(b)之后被实施。
11.如权利要求1至8任一个权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)在至少两个阶段被实施，在所述步骤(b)之前的一个阶段和在所述步骤(b)之后的第二阶段。
12.一种按照权利要求1、2或7所述的方法制造的塑料容器。
13.一种塑料容器(40)，包括吹塑成型的容器本体(24)和与所述本体整体成型的开口(36)，所述开口具有至少一个外螺纹(38)，其中存在由于在成型所述开口之后圆周拉伸和径向扩张所述开口所致的分子定向。
14.如权利要求13所述的容器，其特征在于，所述开口(36)的至少一部分被定型。
全文摘要
一种制造具有一个本体(24)和一个带有至少一个外螺纹(38)的开口(36)的塑料容器的方法，包括注塑成型或者压塑成型具有一个本体(12)和一个带有至少一个外螺纹(16)的开口(14)的塑料预制品(10)，吹塑成型预制品的本体以形成容器的本体，或者在吹塑成型容器本体之前、之后或者既在之前又在之后，扩大压力模制的预制品开口以形成具有至少一道注塑成型或者压塑成型的外螺纹的容器开口。在本发明的优选实施例中，在容器本体被吹塑成型后，开口被扩大。本发明还能实施以扩大窄颈的预制品或者容器的开口为宽口预制品或者容器的开口，例如28mm到63mm，或者48mm到63mm。
文档编号B29C49/76GK1756645SQ200480005509
公开日2006年4月5日 申请日期2004年1月23日 优先权日2003年1月24日
发明者布赖恩·A·林奇, 谢特·J·巴克尔, 托马斯·E·纳希尔 申请人:格莱汉姆包装Pet技术公司