具有至少局部尖棱构成的容器几何形状的塑料容器和用于制造塑料容器的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的具有至少局部尖棱构成的容器几何形状的塑料容器。本发明还涉及一种用于制造塑料容器的方法。

背景技术：

在过去常见的由镀锡铁板或有色金属板、由玻璃或还由陶瓷制成的容器越来越多地由塑料制成的容器取代。尤其，对于流体物质的包装，例如对于在家庭、农业、工业和商业等中的应用，近期主要使用塑料容器。小的重量和较低的成本无疑在这种替代中发挥了不可忽视的作用。可回收塑料材料的使用以及在其制造中总体上更有利的总能量平衡也有助于促进用户对塑料容器的接受。

单层的或多层的塑料容器通常在所谓的挤出吹塑法中、尤其在软管吹塑法中制造。用于挤出吹塑法的挤出吹塑机通常具有一个或多个挤出机，用于输送需要的塑料材料。挤出机的输出端与挤出头连接，在所述挤出头的优选开口尺寸可调节的排出喷嘴处排出挤出的软管。挤出的塑料软管能够单层地或多层地构造。从排出喷嘴连续地或近似连续地排出的软管插入到吹塑模具中并且在关闭吹塑模具之后借助于移入到模具空腔中的吹塑芯轴通过超压充气。之后，将充气的塑料容器从模腔中脱模。挤出吹塑的塑料容器根据通常在底部区域中伸展的挤压褶皱来辨别，所述挤压褶皱由在关闭吹塑模具时对挤出的塑料软管的挤压引起。

由聚对苯二甲酸乙二酯(pet)和类似材料制成的塑料容器大多以所谓的拉伸吹塑法制造。在此，首先以注塑法在注塑模具中制造预制件。近期，也提出用于制造预制件的冲挤法或还有挤出吹塑。预制件具有基本上细长的预制件本体，并且在其一个纵向端部处闭合地构成。通常在那里也存在由注塑造成的注射点。在预制件本体的另一端部上连接有颈部部段，所述颈部部段设有倾倒开口。颈部部段已经具有容器颈部的之后的形状。在颈部部段的外侧处因此通常已经构成有用于固定封闭件的固定机构。固定机构能够构成为相对于颈部壁部突出或缩回的结构，例如螺纹部段或这种突出部或螺纹槽或用于卡口封闭件的滑槽引导部。经常在颈部部段处也设有所谓的卡环，所述卡环径向地从环周伸出。卡环用作为用于由预制件拉伸吹塑的塑料容器的可旋拧的旋拧封闭件的可分离的保证带的支座，或者在油瓶等的情况下用于固定通常使用的铰链封闭件的下部部分。在大部分已知的预制件中，预制件本体和颈部部段通过所谓的支撑环彼此分开。支撑环从颈部壁部起径向伸出，并且用于运输预制件或由其制成的塑料容器，并且用于将预制件支撑在吹塑成型工具上或在封闭塑料容器时用于支撑所述塑料容器。

预制件在其制造后脱模，并且可以以单级拉伸吹塑法趁热立即再加工。在两级拉伸吹塑法中，将预制件冷却并暂存，用于在拉伸吹塑设备上的在空间上和/或在时间上分开的进一步加工。在拉伸吹塑设备中的进一步加工之前，然后在需要时对预制件进行处理，即给予预制件温度特性曲线。然后，将所述预制件引入到拉伸吹塑设备的吹塑模具中。在吹塑模具中，将预制件最终通过以过压吹入的流体、通常空气，根据模腔充气并且在此附加地用拉伸芯轴轴向拉伸。

也已经已知注射吹塑法，其中拉伸吹塑工艺直接跟随预制件的注射进行。预制件在此保留在注射芯上，所述注射芯同时形成拉伸芯轴的形式。预制件还通过过压根据吹塑模具的模腔充气，所述吹塑模具移向注射芯或反之，并且在此由拉伸芯轴拉伸。此后，将制成的塑料容器脱模。拉伸吹塑的或注射吹塑的塑料容器可根据通常在容器底部的区域中设置的、由预制件造成的注射点来辨识，在所述注射点中，塑料材料仅轻微拉伸直至完全不拉伸。

通常市场期望如下塑料容器，所述塑料容器至少局部地具有尖棱的容器几何形状。尖棱在此应在塑料容器的肩部区域和/或体部区域中存在。尖棱在此能够由于坚固性原因、由于美学的原因但是也由于其他实际原因是必要的，例如以便实现更好的可处理性或也以便实现塑料容器的更密的可堆叠性。

作为本发明的意义上的尖棱在此表示如下棱边，所述棱边具有小于0.5mm的曲率半径。这种尖棱的几何形状能够在注塑成型法中实现，而在从现有技术中已知的吹塑法中仅可构成直至0.5mm的最小半径。因此，这因为例如能够用于注塑成型法的稀薄的塑料模塑料不适合于吹塑方法，因为其显示出在充气时撕裂或爆开的趋势。借助非常好地适合于吹塑法的更粘稠的塑料模塑料，在吹塑工艺中不能够成型尖棱和角。由于其对于成本适宜地制造薄壁的塑料容器的良好的拉伸固化在拉伸吹塑法中尤其频繁地使用的、基于聚酯的塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)在强烈拉伸时倾向于所谓的“应变硬化”。这表示，所述塑料在强烈拉伸时固化，使得不再可能将尖棱的轮廓吹出。拉伸吹塑的塑料容器虽然能够在容器颈部的区域中具有尖棱构成的突出的或缩回的结构，例如螺纹部段、螺纹线等。然而这归因于，拉伸吹塑的塑料容器由预制件制造，所述预制件在拉伸吹塑法之前在注塑成型法中制成。预制件的在此注塑成型的颈部部段通常在随后的拉伸吹塑中不再变形。

技术实现要素：

本发明的目的因此是，补救上述问题。吹塑法应如下修改，使得借此也能够实现在容器肩部中和/或在容器本体中具有尖棱的几何形状的塑料容器。在此应能够维持相应的吹塑法的所基于的进程。

所述目的的解决方案在于如下塑料容器，所述塑料容器具有在吹塑法中至少局部尖棱构成的容器几何形状，所述塑料容器具有在权利要求1中详述的特征。所述目的根据本发明也通过一种方法来实现，所述方法具有在最广的方法权利要求中所列举的方法特征。本发明的改进方案和/或有利的实施方案变型形式是相应的从属设备权利要求或方法权利要求的主题。

本发明提出一种塑料容器，所述塑料容器由预制件制成，所述预制件具有至少80％聚酯的质量份额并且可选地具有至少一种出自如下组的添加物：颜料、填充物、催化剂、添加剂和润滑添加剂。塑料容器具有容器颈部和连接于容器颈部的容器肩部，所述容器肩部过渡到借助容器底部封闭的容器体部中。容器肩部、容器底部和容器体部在2级拉伸吹塑法中仅借助于吹塑法改型。聚酯是共聚酯并且具有如下基团，所述基团出自单体环己烷二甲醇(chdm)和/或单乙二醇(meg)、对苯二甲酸(tpa)或其衍生物和间苯二甲酸(ipa)或其衍生物。容器体部的和/或容器肩部的至少一个子区域具有半径小于0.5mm的尖棱。

通过共聚酯，基于聚酯的塑料的拉伸固化和结晶变慢。由此，能够调整“应变硬化”，并且在吹塑法中也能够制造曲率半径小于0.5mm的尖棱的结构。尖棱的结构能够基本上沿径向方向延伸。尖棱的结构然而也能够沿容器体部的环周方向延伸。塑料容器在2级拉伸吹塑法中制造。拉伸吹塑法是充分已知的并且允许以短的周期时间处理大量塑料表达式。塑料容器的生产仅借助于吹塑法能够表示，吹塑模具不具有可运动的部分，所述可运动的部分将塑料容器根据吹塑模具改变其外部轮廓，使得由此实现技术效果。技术效果例如能够是，借助于移入到吹塑模具的腔中的冲头产生拉伸的底部。根据本发明的原材料也适合于在用于制造预制件的注塑成型法中的加工，由所述预制件随后制造具有尖棱的结构的塑料容器。

共聚酯在本发明的一个变型形式中具有根据astmd4603测量的固有粘度，所述固有粘度小于0.75dl/g，优选为0.60dl/g至0.73dl/g，尤其优选0.65dl/g至0.71dl/g。通过选择的固有粘度，塑料不仅适合于在注塑成型法中制造预制件，而且也适合于将预制件在吹塑法中的继续改型。选择的固有粘度在此允许在塑料容器处构成曲率半径小于0.5mm的尖棱。

在本发明的另一实施方案变型形式中，共聚酯具有1.1g/cm³至1.3g/cm³的密度。共聚酯的选择的密度进一步地改进塑料的可加工性。

在本发明的一个变型形式中，共聚酯能够由二元醇份额和二羧酸份额构成，所述二元醇份额和二羧酸份额总计得出物质量的100％，其中二元醇份额为物质量的40％至60％。由环己烷二甲醇(chdm)和单乙二醇(meg)构成的物质量份额的总和以二元醇份额计能够为100％，其中环己烷二甲醇(chdm)具有占二元醇的物质量的0％至100％的份额。

在塑料容器的一个替选的实施方案变型形式中，二羧酸份额能够由间苯二甲酸或其衍生物和由对苯二甲酸或其衍生物构成。由间苯二甲酸或其衍生物和由对苯二甲酸或其衍生物构成的物质量份额的总和以二羧酸份额计能够为100％，其中间苯二甲酸或其衍生物能够具有占二羧酸份额的物质量的10％至60％的份额。

塑料容器的一个实施方案变型形式能够提出，插入到吹塑模具中的预制件通过吹塑法改型成，使得由预制件的伸入到吹塑模具中的在一侧封闭的预制件本体，根据吹塑模具的腔的内部几何形状构成塑料容器的容器肩部、容器底部和容器体部。塑料容器的体部在吹塑方法中在此沿着预制件的中轴线相对于预制件本体拉伸2至4倍。通过所述长度延伸程度，塑料容器具有足够大的机械强度和良好的阻挡特性。

根据原材料的组成和根据对其制造的方法控制，塑料容器能够具有半径小于0.3mm、优选小于0.1mm的至少一个尖棱。

塑料容器优选一件式地构成。

通过塑料容器具有单层或多层的壁部的方式，塑料容器特别针对在其应用中的要求优化。

在塑料容器的一个实施方案变型形式中，尖棱能够至少在容器肩部和容器体部之间的过渡部的子区域处成型。所述构成方案除了美学观点之外关于在从容器肩部至容器体部的过渡区域中的强度也具有优点。在塑料容器的其他实施方案变型形式中，替选地或对此补充地，容器肩部和/或容器本体本身能够至少局部地构成有尖棱的过渡部，所述过渡部具有小于0.5mm的曲率半径。在此，塑料容器能够单层地或多层地构成。

在用于在吹塑法中制造塑料容器的方法中，将插入到吹塑模具中的预制件在吹塑法期间借助大约1m/s至大约3m/s的轴向拉伸速度拉伸。通过高的拉伸速度，塑料材料的分子不能够足够快地彼此滑离。由此，在吹塑模具中构成的塑料容器也不会撕裂。在所述拉伸条件下，塑料材料也保持可充分变形，以便能够产生尖棱的结构。

在一个优选的方法变型形式中，预制件本体在2级拉伸吹塑法中沿着它的中轴线借助于拉伸心轴拉伸。

为了还改进高的拉伸速度的效果，在用于制造塑料容器的方法的另一变型形式中，为了成型容器肩部和容器体部，将流体以大于10bar且小于40bar的压力引入到加热到预先确定的温度的预制件中。所述流体在此能够是气体、优选空气或者是液体。

塑料材料在吹塑模具中的拉伸加固的延迟在另一方法变型形式中也还能够通过如下方式提高，即将具有腔的吹塑模具加热到大于10℃并且小于100℃的温度上，沿着所述腔的内部几何形状构成容器肩部、容器底部和容器体部。

附图说明

下面参照唯一的绘图阐述本发明，其中示出塑料容器的示意剖面图。

具体实施方式

塑料容器整体上具有附图标记1。所述塑料容器例如在拉伸吹塑法中由注塑成型的预制件制造，所述预制件在绘图中虚线地表明并且设有附图标记11。塑料容器1具有容器颈部2和借助容器底部封闭的容器体部4，其经由容器肩部3彼此连接。容器肩部3通过径向伸出的支撑环5与容器颈部2分开并且延伸至与容器体部4的尖棱构成的过渡部6。尖棱在此在本发明的意义上表示，容器在过渡部6处具有小于0.5mm的曲率半径r。例如曲率半径可以为0.2mm至0.3mm。容器颈部2在此对应于预制件11的颈部，其在注塑成型法中制造。预制件11的颈部在拉伸吹塑法中处于吹塑模具外部并且不进一步地改型。因此，容器颈部能够具有结构7，所述结构相对尖棱地构成。所述结构然而不是拉伸吹塑法的结果，而是注塑成型法的结果，所述注塑成型法也允许制造曲率半径小于0.5mm的结构。在容器颈部2处的相对于容器肩部3和/或容器体部4突出或缩回的尖棱的结构7例如能够是螺纹部段、螺纹槽等。在绘图中示出具有支撑环5的塑料容器1，而不言而喻的是，根据本发明的构成方案也能够针对没有支撑环的塑料容器提出。

塑料容器1相对于预制件11的轴向延伸具有2至4的轴向拉伸比。在虚线表明的预制件11的底部存在由注塑成型法得出的注射点，所述注射点设有附图标记12。在所述区域中，预制件11在轴向拉伸过程中在拉伸吹塑法期间仅不明显地拉伸。注射点12因此通常也在完成拉伸吹塑的容器1的容器底部处可见。以所述方式能够辨识拉伸吹塑的塑料容器1并且与以其他方式制造的塑料容器、例如挤出吹塑的塑料容器不同，所述挤出吹塑的塑料容器通常在底部区域中具有挤压褶皱。

根据本发明的塑料容器1由预制件制成，所述预制件具有至少80％聚酯的质量份额并且可选地具有至少一种出自如下组的添加物：颜料、填充物、催化剂、添加剂和润滑添加剂。聚酯是共聚酯并且具有如下基团，所述基团出自单体环己烷二甲醇(chdm)和/或单乙二醇(meg)、对苯二甲酸(tpa)或其衍生物和间苯二甲酸(ipa)或其衍生物。共聚酯具有根据astmd4603测量的固有粘度，所述固有粘度小于0.75dl/g，优选为0.60dl/g至0.73dl/g，尤其优选0.65dl/g至0.71dl/g。共聚酯具有1.1g/cm³至1.3g/cm³的密度。共聚酯能够由二元醇份额和二羧酸份额构成，所述二元醇份额和二羧酸份额总计得出物质量的100％，其中二元醇份额为物质量的40％至60％。由环己烷二甲醇(chdm)和单乙二醇(meg)构成的物质量份额的总和以二元醇份额计能够为100％，其中环己烷二甲醇(chdm)具有占二元醇的物质量的0％至100％的份额。二羧酸份额由间苯二甲酸或其衍生物和对苯二甲酸或其衍生物构成。由间苯二甲酸或其衍生物和对苯二甲酸或其衍生物构成的物质量份额的总和以二羧酸份额计为100％，其中间苯二甲酸或其衍生物能够具有占二羧酸份额的物质量的10％至60％的份额。

预制件到根据本发明的塑料容器1的改型仅在吹塑法中，优选在拉伸吹塑法中进行，所述吹塑法是两级的。在拉伸吹塑法中，插入到吹塑模具中的加热的预制件在拉伸吹塑过程期间借助于拉伸心轴以大约1m/s至大约3m/s的拉伸速度拉伸。吹塑压力在此大约为10bar至40bar。在此，将吹塑模具保持在大于大约10℃、但是小于100℃的温度。

在塑料容器1处建立的尖棱的结构具有小于0.5mm、优选小于0.3mm、尤其优选小于0.1mm的曲率半径。尖棱的结构能够在从容器肩部3至容器体部4的过渡部6处设置。在塑料容器1的另外的实施方案变型形式中，替选地或对其补充地，容器肩部3和/或容器体部4也能够至少局部地构成有尖棱的过渡部和/或结构，其具有小于0.5mm的曲率半径。在此，塑料容器1可以单层地或多层地构成。

本发明以在拉伸吹塑法中制造的塑料容器为例来阐述。上面的描述然而也仅用于阐述本发明并且不视作为是限制性的。更确切地说，本发明通过权利要求和展现给本领域技术人员的并且被本发明的总体构思所包含的等效方案限定。