具有功能、视觉和/或触觉效果的单层吹塑制品以及制造此类制品的方法与流程

本发明涉及吹塑制品、用于吹塑制品的预成型件、以及用于制备此类制品和预成型件的方法。

背景技术：

由热塑性材料制成的吹塑制品在各种行业包括消费品和食品行业中很受欢迎。例如，用于液体产品的容器诸如瓶通常经由吹塑制成。在吹塑工艺期间，预成型件一般在高压下用空气或另一种气体在模具中膨胀以形成所得制品。对于某些制品，使用拉伸吹塑，其中预成型件在膨胀成最终制品之前在模具中时被软化和/或拉伸。

尽管已发现吹塑是一种用于制造制品诸如容器等的高效且有效的工艺，但该工艺的要求可使得难以提供具有某种美学、功能和/或触觉品质或特性的制品。例如，可能期望提供具有纹理化外表面、纹理化外表面和平滑外表面(例如，以确保标签可容易地施加到其上)的外观、以及/或者当观察外表面时可见的不同颜色、标记、装饰和/或文字的制品。然而，由于预成型件的形成方法、用于吹塑工艺的模具的高成本和将预成型件吹塑成最终制品所需的加工要求，吹塑工艺常常限制制品外表面的外观的可用选择。

因此，期望在吹塑制品上提供改善的美学特征部、功能特征部和/或触觉特征部。提供用于制造吹塑制品的改进方法也将是有益的，以允许更大范围的美学特征部、功能特征部和/或触觉特征部。还期望提供一种形成用于吹塑制品的预成型件的改进方法，该方法允许所得吹塑制品具有更大范围的美学特征部、功能特征部和/或触觉特征部，并且/或者允许触觉特征部、功能特征部和/或美学特征部快速且成本有效地改变。此外，期望在吹塑制品上提供改善的美学特征部、功能特征部和/或触觉特征部，同时保持工艺简单、成本有效且可大规模生产，并且允许所得制品具有部分或全部平滑的外表面，以便易于贴附标签。

技术实现要素：

本发明提供了一种解决现有技术的一种或多种缺陷以及其他有益效果的方法。说明书、权利要求和附图描述了本发明的各种特征部和实施方案，包括由以预先确定的图案蚀刻的预成型件形成的单层吹塑制品。该制品包括主体和开口，该主体包括围绕内部空间的一个或多个壁，该开口与该内部空间流体连通。该一个或多个壁具有内表面、外表面和厚度。预先确定的特征部结合到该一个或多个壁中，其中该预先确定的特征部至少部分地由对应于预先确定的图案的一个或多个壁的厚度的变化引起。

此外，本发明公开了一种用于形成吹塑制品的方法。该方法包括提供热塑性材料的注塑预成型件，其中该预成型件具有主体和开口，该主体具有一个或多个壁，该一个或多个壁具有厚度。该主体也具有外表面，其中预成型件的外表面的至少一部分已以预先确定的图案被热蚀刻，以移除形成预成型件的一个或多个壁的热塑性材料中的至少一些。预成型件被吹塑以便形成制品，其中对应于预成型件的蚀刻部分的一个或多个壁的至少一部分根据预定图案在厚度上变化。

附图说明

图1是根据本公开的预成型件的平面图。

图2是沿2-2截取的图1的预成型件的放大剖视图。

图3是根据本发明的预成型件在被激光蚀刻时的平面图。

图3a是沿剖面线3a-3a截取的图3的预成型件的剖视图。

图3b是图3a所示预成型件的部分60的放大视图。

图4是根据本发明的吹塑制品的平面图。

图4a是沿剖面线4-4截取的图4的预成型件的剖视图。

图4b是图3a所示预成型件的部分60的放大视图。

图4c是根据本发明的预成型件的部分的放大视图。

图4d是根据本发明的吹塑制品的部分的放大视图。

图4e是根据本发明的预成型件的部分的放大视图。

图4f是根据本发明的吹塑制品的部分的放大视图。

图4g是根据本发明的预成型件的部分的放大视图。

图4h是根据本发明的吹塑制品的部分的放大视图。

图5是根据本发明的吹塑制品的平面图。

图6是根据本发明的吹塑制品的平面图。

图6a是根据本发明的吹塑制品的剖视图。

图6b是根据本发明的吹塑制品的预成型件的剖视图。

图7a是根据本发明的吹塑瓶的平面图。

图7b是根据本发明的吹塑瓶的平面图。

图8是用于形成注塑预成型件的示例性模具的剖视图。

图9是通过激光蚀刻的预成型件的透视图。

图10是根据本发明的吹塑模具的剖视图。

具体实施方式

本文所用的“制品”是指供消费者使用的单个吹塑中空物体，例如适于盛装材料或组合物的容器。制品可以是容器，其非限制性示例包括瓶、管、筒、罐、杯等。此类容器中容纳的组合物可以为多种组合物中的任一种组合物，包括但不限于洗涤剂(例如，衣物洗涤剂、织物柔软剂、盘碟护理、皮肤和毛发护理)、饮料、粉末、纸材(例如，纸巾、擦拭物)、美容护理组合物(例如，化妆品、洗剂)、药用品、口腔护理(例如，牙膏、漱口水)等等。容器可用于储存、运输和/或分配其中包含的材料和/或组合物。

“吹塑”是指一种制造工艺，通过该工艺形成含中空腔的制品。一般来讲，存在三种主要类型的吹塑：挤出吹塑(ebm)、注射吹塑(ibm)和注射拉伸吹塑(isbm)。本发明的吹塑制品可经由ibm和isbm或任何其他已知的或开发的吹塑方法制备，所有这些方法在本文中简单地称为吹塑。吹塑工艺通常开始于形成前体结构或“预成型件”，该前体结构或“预成型件”最终膨胀成最终制品。如本文所用，预成型件可为任何形状或构型，但通常为具有至少一个开口端或两个开口端的管的大致形状。预成型件的示例包括但不限于型坯(常常给出的名称为用于挤出吹塑的前体结构)、预成型件、以及用于不同吹塑技术的其他前体结构。如本文所用，预成型件可通过挤出、注射、压塑模制、3d印刷以及其他已知或开发的方法形成。预成型件的注塑可为单一材料的简单注塑、单一步骤中两种或更多种材料的共注射和/或两个或更多个步骤中预成形的重叠注塑。注塑步骤可紧密耦接到吹制步骤，如在ibm、1步isbm或1.5步isbm中，或者可在二次操作诸如2步isbm中脱离。在吹塑期间，通常将预成型件或其他前体结构夹紧到模具中，并且将流体(通常为压缩空气)通过开口引导到预成型件中以使预成型件膨胀至模具的形状。有时在引入流体之前或同时机械拉伸预成型件(称为“拉伸吹模”)。另外，还可在引入流体之前加热或冷却预成型件。由流体产生的压力将热塑性塑料推出以适形于或部分地适形于包含其的模具的形状。一旦塑料已经冷却并变硬，打开模具并且顶出所形成的制品。

如本文用作名词的术语“蚀刻”是指当从表面去除材料时形成的腔。作为动词，术语“蚀刻(etch)”和“蚀刻(etching)”是指从表面去除材料的动作。蚀刻可机械地、化学地和热地(例如，激光)进行。虽然对蚀刻的最大或最小深度没有具体限制，但蚀刻深度通常在约0.001mm至约2.0mm的范围内，包括该范围内的任何深度，诸如0.010mm、0.075mm、0.100mm、0.200mm、0.300mm、0.400mm、0.500mm、1.0mm、1.5mm等。

在本发明的上下文中，术语“层”意指在其化学组成方面通常连续且通常均匀的材料的厚度。然而，预期任何特定层在某些构型中可具有中断部分和/或非均匀材料或区域。

如本文所用，术语“半透明的”是指被测量的材料、层、制品或制品的部分具有大于0％且小于或等于90％的总光透射率。如本文所用，术语“透明的”是指被测量的材料、层、制品或制品的部分具有90％或更高的总光透射率。如本文所用，术语“不透明的”是指被测量的材料、层、制品或制品的部分具有0％的总光透射率。总光透射率是根据astmd1003测量的。

预成型件：

如上所述，预成型件通常用于吹塑工艺中。图1示出了示例性预成型件10。预成型件10具有主体12和具有开口34的至少一个开口端16。预成型件10也可包括颈部或饰面14、以及与开口端16相对设置的闭合端18。预成型件10的饰面14可包括一个或多个螺纹20或可用于所得制品中以与顶盖或其他闭合装置接合的其他结构。颈部14也可包括传送环22或可有助于制造工艺的其他结构。

预成型件10可用于吹塑工艺以提供初步结构，在预成型件10以最终制品(或中间制品)的形状设置在模具中时，该初步结构可借助于将加压流体导入到预成型件10的开口端16中而被转化成最终制品诸如瓶。通常，在引入加压流体之前，预成型件10可被加热或以其他方式机械地或化学地操纵以软化预成型件10的材料，从而允许预成型件10膨胀成模具的形状而不会碎裂或破裂。下面描述与根据本发明的示例性吹塑工艺有关的更多细节。

一般来讲，预成型件10与吹塑步骤分开形成。预成型件10可通过任何合适的方法形成，包括但不限于模塑、挤出、3d印刷、或其他已知的或开发的方法。预成型件10可由单一材料形成或可包括不同材料的层或区域。图2是沿剖面线2-2截取的图1所示预成型件10的放大剖视图。如图所示，预成型件10包括一个或多个预成型件壁30、闭合端18和内部空间36。预成型件壁30具有邻近内部空间36的内表面32和形成预成型件10的外部的外表面33。通常，但不是必须的，预成型件壁30的厚度在约1.0mm和约6mm之间。预成型件壁30被示出为具有三个层：外层40、与外层40相邻但从外层向内的中间层42、以及内层44。虽然示出了三个层，但可使用任何数量的层，包括单个层、两个或更多个层、三个或更多个层或任何其他数量的层。另外，虽然这些层被示出为贯穿预成型件10的整个长度延伸，但任何一个或多个层可仅部分地延伸穿过预成型件10。此外，层40、42和44可各自具有厚度t1、t2和t3。每个层40、42和44的厚度t1、t2和t3可与其他厚度中的一个或多个厚度相同或不同。层40、42和44可以由相同的材料或不同的材料制成。它们也可以是相同或不同的颜色，或者具有相同或不同的光透射率。例如，外层40可为透明的，并且内层44或中间层42可具有颜色或者为半透明的或不透明的，但可设想具有相同或不同光透射率的层的任何其他组合。通过包括具有不同颜色和/或不同光透射率的层，由预成型件10形成的制品可具有有趣的和/或独特的美学特性。

根据本发明的预成型件或制品可由单一热塑性材料或树脂形成，或由在一个或多个方面彼此不同的两种或更多种材料形成。在预成型件10具有不同层的情况下，构成这些层中的每个层的材料可与任何其他层相同或不同。例如，预成型件或制品可以包括一层或多层热塑性树脂，该热塑性树脂选自由以下项组成的组：对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)、聚苯乙烯(ps)、聚碳酸酯(pc)、聚氯乙烯(pvc)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚对苯二甲酸亚环己烷二甲醇酯(pct)、二醇改性的pct共聚物(pctg)、环己烷二甲醇和对苯二甲酸的共聚酯(pcta)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbct)、丙烯腈-苯乙烯(as)、苯乙烯-丁二烯共聚物(sbc)、或聚烯烃，例如低密度聚乙烯(ldpe)、线性低密度聚乙烯(llpde)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)以及它们的组合中的一者。

也可使用再循环利用的热塑性材料，例如消费后再循环利用的(“pcr”)材料、工业后再循环利用的(“pir”)材料和重磨的材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pcrpet)、高密度聚乙烯(pcrhdpe)、低密度聚乙烯(pcrldpe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pirpet)、高密度聚乙烯(pirhdpe)、低密度聚乙烯(pirldpe)等。热塑性材料可包括衍生自可再生资源的单体与衍生自不可再生(例如，石油)资源的单体的组合。例如，热塑性树脂可包含全部由生物衍生的单体制成的聚合物，或包含部分地由生物衍生的单体制成并且部分地由石油衍生的单体制成的聚合物。

热塑性树脂可具有相对窄的重量分布，例如通过使用茂金属催化剂聚合的茂金属pe。这些材料可改善光泽度，由此在茂金属热塑性材料的实施方案中，所形成的制品具有进一步改善的光泽度。然而，茂金属热塑性材料可比商品材料更昂贵。

本发明的一个有益效果是，其允许将美学特征部、功能特征部和/或纹理特征部添加到注射吹塑(ibm)制品和注射拉伸吹塑(isbm)制品中，否则就不能实现。这是重要的，因为此类ibm和isbm可由pet制成，pet常常优于其他材料，因为pet比其他透光且有光泽的热塑性材料更普遍地回收利用。本发明允许制造具有平滑外表面和纹理化内表面的ibm和isbm制品，其可以提供独特的和美学上令人愉悦的设计。虽然ebm制品可设置有某些纹理化表面，但由于挤出吹塑工艺(通常使用petg)的性质，纹理的范围受到限制，并且所得产品趋于比仅包含pet的ibm和isbm制品更不易回收。petg中的“g”指的是二醇改性的pet共聚物，其中乙二醇中的一些被另一种二醇环己烷二甲醇(chdm)取代，并且其通常被认为是循环料流中的污染物，并且可对pet的性能和加工性产生负面影响。因此，高度期望改善ibm和isbm制品的美学特征部、纹理特征部和/或功能特征部。

预成型件10可通过任何已知的或已开发的方法形成。例如，预成型件10可通过注射、共注射和/或重叠注塑以及不太常规的技术如压塑模制、3d印刷等来形成。预成型件10可被形成为使得预成型件壁30的至少一部分包括一些纹理，例如，线、点、图案和/或标记，或者它们可被形成为平滑的。如果预成型件10在模具中形成并且表面包括纹理，则重要的是确保纹理不妨碍预成型件10从模具的移除。这可通过限制任何纹理的高度、细度或密度和/或选择具有峰和谷的纹理来进行，所述峰和谷一般平行于其中预成型件10从模具中被移除的方向延伸。例如，可能需要将产生垂直于脱模方向的底切的任何纹理的深度限制为小于约50微米。这对于pet材料而言尤其如此，pet材料与pp或hdpe材料相比趋于具有更高的刚度，并且因此在脱模工艺期间可能剪切而不是变形和回弹。通过本文描述的方法和/或通过预成型件的3d印刷，可以避免与借助于预成型件模具对预成型件10进行纹理化相关的一些限制。

根据本发明的一个方面，预成型件10的外表面33可在其形成之后被修改以改变外表面33的形貌特征。用于修改预成型件10的外表面33的方法包括但不限于激光蚀刻、喷水法、冷压、热压、铣削等。外表面33可被修改以在外表面33中或外表面上形成线、点、图案和/或标记。图3示出了借助于激光器52的光束50进行激光蚀刻的预成型件10的示例性实施方案，但也可采用任何其他合适的技术。激光束50去除材料的形成预成型件的外表面33的部分，从而在外表面33上产生纹理。然而，还设想可将材料添加到外表面33上以提供纹理，诸如预先确定的图案54。预先确定的图案54可呈现任何期望的形状，包括重复的和/或随机的图案、线、点、曲线、字母、数字或任何其他期望的标记。由于预成型件10的外表面33的修改发生在从其中形成预成型件的模具中移除预成型件10之后，因此对可使用的特定纹理或图案54的限制很少(如果有)。这还允许来自相同模具的不同预成型件10具有不同的纹理，这可显著降低生产具有不同美学品质、功能品质和/或纹理品质的制品的成本，这继而可使得少量制品的生产甚至定制制品的生产在经济上是可行的。

图3a是沿图3的剖面线3a-3a截取的图3的预成型件的剖视图。图3所示的示例性实施方案在预成型件壁30中具有三层。层40为外层，层42为中间层，并且层44为内层。可以看出，激光蚀刻从预成型件10去除材料。具体地讲，在图3a所示的实施方案中，激光蚀刻去除外层40的部分。然而，激光器52可以用于去除除了外层40之外的或代替外层的其他层的部分。

图3b是图3a所示预成型件10的部分60的放大视图。如图所示，激光蚀刻可去除层40、42和44中的一个或多个层的全部或一部分。激光蚀刻的深度d可与任何层的厚度相同或不同。例如，激光蚀刻的深度d可与外层40的预蚀刻厚度t1相同，或者可大于或小于外层40和/或任何其他层的预蚀刻厚度(例如，内层44的预蚀刻厚度t3或中间层42的t2)。如果期望外层40形成预成型件10的外表面33，则蚀刻的深度d可小于外层40的预蚀刻厚度t1。另选地，如果期望除外层40之外的一个或多个层形成预成型件10的外表面33的一部分，则蚀刻的深度d可大于外层40的预蚀刻厚度t1。不同蚀刻深度d可在所得吹塑制品上提供不同的美学特征部、功能特征部和/或纹理特征部，激光束50的不同尺寸和形状也是如此。

通常，蚀刻深度在约0.001mm至约2mm之间，但可使用任何合适的蚀刻深度。例如，任何蚀刻或其部分可为预成型件壁30的厚度的至多约90％。除了蚀刻的深度之外，切口(通过蚀刻制成的狭缝或凹口)可采用任何期望的形状。例如，切口的形状可遵循高斯曲线，其中切口在顶部处较宽而在底部处较窄。切口也可为具有大致垂直壁的非锥形狭缝的形状。另外，切口的形状可遵循其他几何形状，如倒锥形或筒形锥形。蚀刻的深度可在整个切口上变化和/或可在纹理或预先确定的图案54的不同部分中不同。

激光器：

如上所述，在预成型件10上产生预先确定的图案54的一种方法是激光蚀刻。可使用任何合适的激光器来蚀刻预成型件10的表面。可用于蚀刻/烧蚀根据本发明的预成型件10的激光器52的一个示例为密封二氧化碳型激光器，该激光器具有在40w至2.5kw范围内的功率，并且具有9微米至11微米、或9.4微米至10.6微米的激光波长。此类激光器可得自多个供应商，包括lpm1000模块，其能够从美国明尼苏达州白熊湖市(whitebearlake,mn,unitedstates)的lasxindustries,inc.的30lasersharp系统中获得。其他品牌和类型的激光器也是可能的，并且可以使用不同的功率范围和设置。根据需要，激光器52可包括可用于改变激光束的能量密度和/或光斑尺寸的光学器件。

制品：

根据本发明的吹塑制品可具有独特且有益的特性。所述特性是与制品本身的结构、预成型件10的特性、以及制造预成型件和/或吹塑制品的方法相关的独特特征部的结果。图4至图6示出了根据本发明的吹塑制品100的示例。如上所述，本发明可向吹塑制品100提供迄今为止无法获得和/或用当前可用的批量生产设备和技术无法获得的美学特征部、功能特征部和纹理特征部。例如，如图4所示，本发明的吹塑制品100可包括围绕内部空间107(示于图4a中)的一个或多个制品壁150、具有与内部空间107流体连通的开口104的颈部103、基部106、制品内表面132和制品外表面133。制品100可包括在吹塑制品100的制品内表面132或制品外表面133上的纹理110。如图5和图6所示，根据本发明的吹塑制品100可以包括一个或多个预先确定的特征部105，诸如美学特征部112。美学特征部的示例包括但不限于图案、标记、一种或多种颜色、色调、梯度、深度外观、以及其他美学特征部以及它们的组合。一般来讲，制品100的美学特征部112在普通使用条件下是用户可见的。然而，设想了其中美学特征部112或美学特征部112的部分仅在某些情况下可见的实施方案，诸如当制品100填充有产品或材料、部分填充时或当制品100是空的或部分空的时。功能特征部包括但不限于诸如增加或减小强度、增加或减小柔韧性、增加或减小摩擦系数的特征部、产生肋、斜坡、隆起、谷的结构、或向制品100提供某种功能的其他结构。本发明的吹塑制品100可为单层或多层制品100。在多层制品100中，可存在两个或更多个层。例如，如图4a和图4b所示，制品100可具有形成制品100的制品外表面133的第一层140、形成制品100的内表面132的第三层144，以及夹在第一层140和第三层144之间的第二层142，其中这些层一起构成制品100在该区域中的整个壁150。一般来讲，多层区域(即包括多于一个层的区域)构成制品100的壁150表面的主要部分或全部，但设想其中制品100的至少一部分包括少于设置在制品100的至少另一个区域中的所有层的实施方案。例如，这些层中的一个或多个层可不延伸从制品100的颈部103到基部106的整个距离。

制品100的壁150可以是任何合适的厚度。例如，壁厚tw(示于图4a中)可在约0.1mm至约3.0mm的范围内，但取决于所用的特定工艺和期望的最终结果，其他厚度也是可能的。另外，层的相对厚度(如果有)可彼此不同并且可在整个特定层中变化。也就是说，这些层中的每个层可具有不同于其他层的厚度，或者这些层中的一些或全部层可具有大致相同的厚度。一般来讲，每个层在制品壁的总厚度的5％至100％、5％至75％、5％至50％、或5％至40％之间的某处。并且，如上所述，根据需要，壁150和/或层的不同部分可具有不同的厚度。

吹塑制品100中的层中的一个或多个层或任何层的部分可为透明的、半透明的或不透明的。同样，这些层中的一个或多个层或其部分可以包括一种或多种颜料或其他产生颜色的材料。在此类情况下，这些层中的一个或多个层可透过其他层中的一个或多个层可见。平滑透明外层的存在可有助于允许其他层中的颜料从制品100的外部可见，并且可同时为制品100提供光泽度。不受理论的约束，据信在与包括颜料的半透明层或不透明层相距一定距离处存在光泽表面可产生“深度”效应，这可有助于制品本身的高级外观。其还可赋予制品100由玻璃或除热塑性材料之外的材料制成的外观。

本发明的一个尤其有利且独特的方面是，其允许吹塑制品100在制品100的制品外表面133上形成有纹理的视觉印象，即使其中制品外表面133或其部分相对于纹理或纹理的视觉印象是平滑的。如图4所示，例如，当纹理110形成于制品100的内表面132上，并且制品100的壁150的一个或多个层的至少一部分是透明或半透明的时，可实现具有视觉上明显的纹理的相对平滑的制品外表面133。例如，当将标签115施加到制品100的制品外表面133的一部分上时，尤其是当标签115旨在粘附到制品外表面133上时，诸如压敏标签、收缩标签、直接物体印刷、包绕标签、丝网印刷、模内标签、转印标签、移印和放置在外表面133上或附近的任何其他标签、印刷或材料，平滑制品外表面133可能是有利的。当要印刷制品外表面133时，当使用收缩标签时，以及/或者由于其他原因，包括“感觉”、加工、外观等，平滑制品外表面133也可为期望的。

如图4a和图4b所示，制品100可具有预先确定的特征部105，诸如设置在制品100的部分120上的纹理110。纹理110可产生美学特征部112的全部或一部分，如本文所述。在所示的示例中，纹理110设置在制品的内表面132上，但是设想了其中纹理110设置在制品外表面133上以及/或者设置在制品内表面132和制品外表面133两者上的实施方案。纹理110被示出为由制品的内层144的厚度t6的变型产生。预先确定的特征部105还可提供功能特征部，诸如肋、膛线(rifling)或其他结构。纹理110是对用于形成制品100的预成型件10进行蚀刻和吹塑工艺本身的结果。

预先确定的特征部105由在将制品100膨胀至其最终形状之前对制品100的预成型件10进行操纵而产生。预先确定的特征部105可包括蚀刻区域111和非蚀刻区域113。蚀刻区域111对应于当制品为预成型件10并且尚未膨胀至其最终形状时蚀刻的制品100的区域。非蚀刻区域113是制品100的与预成型件10的在被膨胀成最终制品100之前未被蚀刻的区域相对应的区域。蚀刻区域111可与制品133的外表面133的非蚀刻区域113齐平或向内或向外延伸。可能期望的是，如果蚀刻区域111从非蚀刻区域113向内或向外延伸，则它们的延伸量不超过预先确定的量，以为外表面133提供特定形貌特征。例如，限制蚀刻区域111的向内延伸或向外延伸可有助于提供外表面133，该外表面触摸起来是光滑的和/或可以容易地接受印刷和/或标签或其他形式的装饰。

如图4b所示，制品100可具有第一层140、第二层142和第三层144，第一层具有第一厚度t4，第二层具有第二厚度t5，第三层具有第三厚度t6。第一层140设置在第三层144的外侧。第一层140包括减薄区域152，该减薄区域比减薄区域152之外的第一层140的厚度t4薄。第一厚度t4的减薄区域152可比覆盖在减薄区域t4上面的第二厚度t5和/或第三厚度t6的至少一部分更薄。因此，预先确定的特征部105可通过以预先确定的图案54改变制品100的一个或多个层的厚度而产生。如图4a和图4b所示，在预先确定的特征部105的至少一部分中，制品100的第一厚度t4的变化可以大于第二层142的第二厚度t5和/或第三层144的第三厚度t6的变化。

图4c至图4h示出了由于预成型件10的不同蚀刻深度制品100的壁150可能看起来如何的不同示例。图4c示出了预成型件10的壁30，其中蚀刻的深度d小于外层40的厚度t1。图4d示出了由图4c的预成型件10形成的制品的壁150在制品100形成后看起来如何。如图所示，所示的壁150的部分包括三个层，即第一层140、设置在第一层140内侧的第二层142和设置在第二层142内侧的第三层144。第一层140具有对应于预成型件10的蚀刻的部分，该部分薄于壁150的未蚀刻部分。图4e示出了预成型件10的壁30，其中蚀刻的深度d等于外层40的厚度t1。图4f示出了由图4e的预成型件10形成的制品的壁150在制品100形成后看起来如何。如图所示，所示的壁150包括三个层，但第一层140具有对应于预成型件10的蚀刻的缺失部分。因此，制品100的外表面133的至少一部分由第二层142形成。图4g示出了预成型件10的壁30，其中蚀刻的深度d大于外层40的厚度t1。图4h示出了由图4c的预成型件10形成的制品的壁150在制品100形成后看起来如何。如图所示，壁150包括三个层，但制品外表面133具有对应于预成型件10的蚀刻的部分，该部分由第三层144构成。制品100可由任何数量的层形成，并且可以包括具有特性的任意数量的纹理特征部、功能特征部和/或美学特征部112，例如可见和/或形成制品100的外表面133的不同层。

图5和图6是根据本发明的瓶的示例。图5示出了具有在制品外表面133上可见的美学特征部112的制品100，即瓶。制品具有形成制品100的壁150的三个材料层。制品100的外层具有与中间层不同的颜色。独特的美学特征部112可归因于如下事实，即制品100的内层的一部分透过外层是可见的。美学图案112通过激光蚀刻用于制造制品100的预成型件来形成。具体地讲，预成型件的外层以预先确定的图案54并以预先确定的深度被激光蚀刻，以允许制品100的中间层的颜色透过外层可见。在所示的实施方案中，第一层140包括提供光泽表面的材料。尽管美学特征部112提供纹理的视觉印象，制品外表面133通常是平滑的。

特定表面平滑的程度可用各种不同的表面形貌特征测量来表示。已发现特别有助于表征根据本发明的预成型件和制品的表面形貌特征的两种测量为最大峰/坑高度(sz)和均方根粗糙度(sq)，如本说明书的测量方法部分中所述。例如，可能期望限制横跨制品外表面133的一些或全部的最大峰/坑高度和/或均根表面粗糙度，以提供期望用于印刷和/或贴标、或用于其他触觉、美学或功能原因的表面。例如，可能期望制品外表面133中的一些或全部制品外表面的sz小于或等于750微米、500微米、250微米、200微米、150微米、100微米、或50微米。除此之外或作为另外一种选择，可能期望蚀刻区域111中的一些或全部蚀刻区域具有特定值或更低的sq。例如，可能期望蚀刻区域111中的一些或全部蚀刻区域具有小于或等于10微米、8微米、5微米或2微米的sq。由于用于形成预先确定的特征部105(诸如预先确定的图案54)的工艺，内表面132也可具有某些拓扑特性。例如，内表面132的蚀刻区域111中的一些或全部蚀刻区域可具有大于或等于约2微米、5微米、8微米或10微米的sq，并且制品内表面132中的一些或全部制品内表面的sz可大于或等于50微米、100微米、150微米、200微米、250微米、500微米或750微米。

图6示出了具有在制品外表面133上可见的美学特征部112的制品100，即瓶。制品具有形成制品100的壁150的三个材料层。制品100的外层具有与中间层不同的颜色。独特的美学特征部112可归因于如下事实，即制品100的内层的一部分透过外层是可见的。美学图案112通过激光蚀刻用于制造制品100的预成型件来形成。具体地讲，预成型件的外层以预先确定的图案54并以预先确定的深度被激光蚀刻，以允许制品100的中间层的颜色透过外层可见。在所示的实施方案中，第一层140包括提供光泽表面的材料。制品外表面133相对于由美学特征部112提供的纹理的视觉印象是平滑的。具体地讲，制品外表面133或其平滑部分例如可具有小于或等于约10微米、8微米、5微米或2微米的sq。除此之外或作为另外一种选择，制品外表面133可具有由预先确定的特征部105产生的形貌特征，该预先确定的特征部具有小于或等于750微米、500微米、250微米、200微米、150微米、100微米或50微米的sz。由于用于形成预先确定的特征部105(诸如预先确定的图案54)的工艺，内表面132也可具有某些拓扑特性。例如，内表面132的蚀刻区域111中的一些或全部蚀刻区域可具有大于或等于约2微米、5微米、8微米或10微米的sq，并且制品内表面132中的一些或全部制品内表面的sz可大于或等于50微米、100微米、150微米、200微米、250微米、500微米或750微米。

对于任何多层制品100，制品外表面133可仅由第三层144形成，或者可部分地由第三层144形成并且至少部分地由任何其他层形成。例如，制品100可具有壁150，该壁具有主要由第三层144和部分地由另一层形成的制品外表面133。当预成型件的外层40被蚀刻到下面层在最终制品100中暴露的深度时，可能是这种情况。这可为制品100提供独特的视觉特征部和触觉特征部，因为这些层可具有不同的特性，诸如光泽度、半透明度、颜色、感觉等。

虽然上述示例是多层制品的，但还可以设想单层吹塑制品。例如，如图6a所示，单层制品100可由具有热蚀刻的预先确定的图案54的预成型件形成。美学特征部、功能特征部和/或纹理特征部可结合到制品100的壁150中，使得其从制品100的外部可见。预先确定的特征部105可由对应于预先确定的图案54的壁150的厚度的变化形成。预先确定的图案54可以包括例如通过激光蚀刻从用于形成制品100的预成型件10的外表面33或内表面32(其一个示例在图6b中示出)烧蚀的区域或图案。单层激光蚀刻吹塑制品100可具有平滑的制品外表面133或其一部分，例如具有小于或等于约10微米、8微米、5微米或2微米的sq。除此之外或作为另外一种选择，制品外表面133可具有由预先确定的特征部105产生的形貌特征，该预先确定的特征部具有小于或等于750微米、500微米、250微米、200微米、150微米、100微米或50微米的sz。由于用于形成预先确定的特征部105(诸如预先确定的图案54)的工艺，内表面132也可具有某些拓扑特性。例如，内表面132的蚀刻区域111中的一些或全部蚀刻区域可具有大于或等于约2微米、5微米、8微米或10微米的sq，并且制品内表面132中的一些或全部制品内表面的sz可大于或等于50微米、100微米、150微米、200微米、250微米、500微米或750微米。

制品100可为容器，诸如图7a和图7b所示的瓶180。瓶180可填充有组合物182，诸如个人护理或家庭护理组合物。瓶180可包括美学特征部112，该美学特征部通过瓶180中组合物182的存在得到增强或减轻。例如，在制品内表面132上具有纹理110的透明瓶180中的组合物182可导致纹理110在组合物182邻近纹理110设置的地方比在其不邻近纹理设置的地方更明显、更不明显或甚至不明显。在一个示例中，在内表面上具有纹理110的透明瓶180中的白色组合物182可在组合物82邻近纹理110设置的情况下遮掩纹理110的图案。然而，纹理110可在其中不存在组合物182的区域中清晰可见，例如，当瓶180小于组合物182的半满时，在瓶180的顶部部分中清晰可见。类似地，瓶颜色和组合物颜色之间的其他颜色匹配形式(例如，蓝色瓶中的蓝色组合物)可导致美学特征部112在产品被出售或使用期间更明显或更不明显。另选地，瓶180的美学特征部112可通过其中的组合物182增强。例如，针对组合物182和瓶180选择不同颜色可导致当组合物182在瓶180中时纹理或美学特征部112在视觉上增强。通常，根据颜色饱和度(例如，l、a、b色阶中的l)和色调来描述颜色，但是其他颜色特性也可影响瓶-组合物组合的美观性。

本发明的另一个优点是，其可提供设置在制品100的内表面132上的预先确定的特征部105，而无需改变预成型件10的内表面32。此类预先确定的特征部105本质上可以是简单的(例如，直线、平行线)或复杂的(例如，曲线、非平行线、点、形状、字母、标记以及它们的组合)。如上所述，通过使制品100的内表面132相对于制品外表面133纹理化，制品外表面133可呈现平滑表面，该平滑表面可为其“感觉”所期望的或允许更有效和/或更高效地印刷或标记表面。然而，另外，预先确定的特征部105仍可为制品100提供独特的视觉特性、触觉特性或功能特性。例如，如果制品100的壁150的至少一部分是透明或半透明的，则纹理110或美学特征部112可设置在制品100的内表面132上并且透过制品的壁150可见。如果着色的或不透明的组合物182包含在制品100中，则有可能仅在组合物182中的一些组合物已从制品100分配之后才使纹理110或美学特征部112对用户在视觉上显现出来。另外，在制品100的内表面132上提供纹理110可用于增强或以其他方式修改设置在制品的制品外表面上的纹理110或其他美学特征部112，反之亦然。

除了纯粹的美学有益效果之外，预先确定的特征部105可单独地或除了任何美学特征部或纹理特征部或有益效果之外为制品100提供一个或多个功能方面。例如，具有某种美学特征部112或纹理110的瓶180可与组合物182配对，使得美学特征部112或纹理110在一定量的组合物182已从瓶180分配之后更加可见或更不可见。因此，制造商能够以迄今为止不可用的方式将再购买提醒或其他信息结合到瓶180中。因此，消费者可发现该产品是有趣的和/或精致的，这可驱使购买意图并增加销售。此外，预先确定的特征部105可例如在制品内表面132或制品外表面133上提供肋或其他结构特征部，以向制品100的全部或部分提供改善的强度和/或柔韧性。

预先确定的特征部105可与制品100的任何标签115、颜料、纹理、图形、或任何其他纹理或美学特征部配准。例如，可能期望提供在特定位置具有视觉深度区域或纹理110的制品100以帮助增强制品100的另一个特征部。为此，纹理110和/或其他美学特征部112可在预先确定的位置配准或提供，使得纹理110和/或美学特征部112位于最终制品100上的期望位置中。另外，本发明可提供不必将标签和/或印刷与制品100上的某些区域配准的附加有益效果，因为可提供预先确定的特征部105，同时仍允许大致平滑的外表面133。因此，与具有粗糙或不平外表面的类似制品相比，提供用于贴标或进一步装饰等的制品100可以是更成本有效和高效的。

蚀刻到预成型件10上的图案54可被设计成在任何变形之后在制品100上提供预先确定的特征部105，该变形可能是由于将预成型件10吹制成成品100而引起的。例如，包括制品100上的预先确定的图案54的特征部、图案、标记等中的一些或全部可以以相对于其期望的成品外观扭曲的图案蚀刻在预成型件10上，使得特征部、图案、标记等在形成为三维制品100时获得其期望的成品外观。此类预失真印刷可用于标记，诸如徽标、图表、条形码和要求精确以便执行其预期功能的其他图像。

根据本发明的预成型件10和制品100可包括具有各种功能的层和/或层中的材料。例如，制品100在热塑性材料外层和热塑性材料内层之间可具有阻隔材料层或再循环利用材料层。制品100可包括例如添加剂，按制品重量计添加剂的典型量为0.0001％、0.001％或0.01％至约1％、5％或9％。功能材料的非限制性示例包括但不限于二氧化钛、填料、固化剂、抗静电剂、润滑剂、uv稳定剂、抗氧化剂、防粘连剂、催化剂稳定剂、着色剂、颜料、成核剂及其组合。

制造吹塑制品的方法：

如上所述，本发明的制品100可通过任何已知的吹塑方法制成，包括ibm和isbm。在此类方法中，制品100由预成型件10形成，诸如图1所示的预成型件。预成型件10可通过任何已知的方法制成，包括注射、3d印刷或任何其他合适的方法。图8示出了在构成预成型件10的材料已被注射到预成型件模具200的预成型件模具腔215中并且预成型件10已被成形为期望形状之后，注射预成型件模具200中的预成型件10的示例。将构成预成型件10的材料通过孔口210注射到模具中。在材料被冷却或以其他方式改性使得预成型件10可保持其形状之后，将预成型件10从模具200移除。预成型件10可经受任何数量的后模塑技术，包括但不限于化学处理、加热、冷却、光照、机械操纵例如切割、蚀刻、刮擦、弯曲、涂覆等。这些技术可有助于提供预成型件10和/或由预成型件10形成的最终制品100期望的特性。

根据本发明，预成型件10的外表面33可具有预成型件纹理，诸如呈某种图案诸如预先确定的图案54的预成型件纹理。尽管预成型件纹理可以由预成型件模具200提供，但如上文所述，此类工艺在其可产生的预成型件纹理方面非常有限，这是由于需要将预成型件10从模具200移除。因此，优选的是，预成型件10在从模具200中移除之后具有预成型件纹理。如图9所示，预成型件10可由一个或多个激光器52进行激光蚀刻。激光器52可引导一个或多个激光束50以修改或去除预成型件10的外表面33的一部分。烧蚀或去除的材料可在预成型件10的外表面33上产生图案和/或预成型件纹理。预先确定的图案54或预成型件纹理可包括任何数目的线、形状、点、曲线、标记、字母或它们的组合。预成型件的外表面33的任何部分可被激光蚀刻或以其他方式修改，并且修改过程可一次发生或在多个不同的步骤中发生。在蚀刻期间，预成型件10可围绕其纵向轴线l旋转以允许蚀刻装置围绕预成型件10的圆周蚀刻外表面33，或者蚀刻装置可围绕预成型件10旋转，或两者均可旋转。

一旦将期望的预成型件纹理或图案施加到预成型件10，即可将预成型件移动至吹塑步骤以形成最终制品100，或者可储存或以其他方式处理预成型件以用于不同的特性。一般来讲，刚好在吹塑步骤之前，将预成型件10加热或以其他方式处理以从硬化状态将其软化。这允许预成型件10更容易地被吹制成最终制品100的形状。通常，通过灯、热空气、辐射或对流来加热预成型件，但也可使用加热预成型件10的其他方法。当预成型件10准备好被“吹制”或膨胀成最终制品100的形状时，将其放置到吹模诸如例如图10所示的吹模中。吹模250具有由壁270形成的腔260。腔260为最终制品100的形状。壁270可为平滑的或可具有一些纹理。模具250中的预成型件10膨胀，使得预成型件10的壁30接触吹模250的壁270并采用腔260的形状。一般来讲，通过迫使空气或另一种流体通过预成型件的开口端16进入预成型件的开口34来使预成型件10膨胀。如果需要，在腔260中产生的真空可有助于预成型件10的膨胀。一旦预成型件10膨胀成模具250的形状并因此膨胀成最终制品100的形状，即可冷却制品100并且可移除吹模250。制品100可经受附加处理步骤，包括但不限于检查、去除缺陷、清洁、填充、贴标、印刷和密封。

配置吹制工艺使得预成型件纹理中的一些或全部预成型件纹理产生制品100的纹理110是可能的。令人惊讶的是，吹塑工艺可被配置为在制品100的内表面132上产生纹理110，该内表面是壁150的最初被蚀刻或以其他方式产生纹理的表面的相对表面。这对于预成型件10的外表面上的热蚀刻是尤其令人惊讶的。为了达到足以进行热烧蚀和材料蒸发的温度，通常产生熔融或热影响材料区。该熔融区或热影响区可在外表面上产生热诱导结晶。结晶材料抵抗拉伸和重新形成到吹制腔的表面，并且趋于从吹模的表面回弹。为了产生平滑的外表面133，应该(经由外表面上的有效烧蚀)控制外表面上的热结晶量，吹制参数需要优化以：1)使外表面上的附加热和应变诱导结晶最小化，以及2)设置模具中的材料以避免从厚表面到薄表面的过渡中的凹形表面或凸形表面(参见描述实现这一点的吹塑参数的图表)。

例如，如果预成型件10在外表面33上被激光蚀刻，则最终吹塑制品100可在其内表面132上具有对应于该激光蚀刻图案的纹理110。预成型件纹理向制品100的内表面132的这种转移可允许制品100与先前已知的吹塑制品100相比具有独特且美观的特征部。如上文更详细地描述的，一个示例是具有平滑制品外表面和美学特征部112的瓶，该美学特征部赋予瓶厚度、深度和/或纹理的外观。此类美学特征部可使瓶更具吸引力并且更受消费者喜爱。另外，由于制品100可设置有平滑制品外表面133，因此其可更容易贴标和/或具有施加到其上的印刷。此外，由于该方法提供在预成型件离开预成型件模具200之后将纹理、图案或功能特征部添加到预成型件10的方法，因此其可显著简化用于在最终制品100上制备复杂特征部的工艺。尽管预成型件10来自相同预成型件模具200，这也允许改变最终制品100的功能特征部、纹理特征部和/或美学特征部，并且允许更快且更有效地改变制品100的总体美学特征部、纹理特征部或功能特征部，因为如果期望改变所得制品100，则不需要新的预成型件模具200。因此，小型生产批次以及甚至定制制品变得经济上可行。

测量方法：

如本文所用，壁厚、层厚、最大峰/凹坑高度(sz)和均方根粗糙度(sq)如下所述进行测量。

壁厚

壁厚用数字测微器(诸如shinwa79523数字测微器)在制品的其中待测量壁厚的区域中的两个或更多个位置处测量，所述测微器具有+/-0.003mm的精度。

层厚

在其中测量层厚的制品区域中的两个或更多个位置处，用工业显微镜诸如具有0.003mm的精度的olympusbx系列光学显微镜测量层厚。

sz-最大峰/坑高度：

使用3d激光扫描共聚焦显微镜(诸如购自keyencecorporationofamerica的keyencevk-x200系列显微镜)测量最大峰/坑高度sz，该3d激光扫描共聚焦显微镜包括vk-x200k控制器和vk-x210测量单元。仪器制造商的软件vkviewer版本2.4.1.0用于数据收集，并且制造商的软件multifileanalyzer版本1.1.14.62和vkanalyzer版本3.4.0.1用于数据分析。如果需要，可使用制造商的图像拼接软件vkimagestitching版本2.1.0.0。制造商的分析软件符合iso25178。所用的光源是波长为408nm且具有约0.95mw的功率的半导体激光器。

待分析的样本通过从包括待分析区域的制品上切下一片制品而获得，其尺寸可适合显微镜进行适当分析。为了测量具有蚀刻和非蚀刻区域113的制品的sz，应获得包括蚀刻和非蚀刻区域113两者的样本。分析应在蚀刻和非蚀刻区域113两者上进行。如果蚀刻区域的一条轴线比另一条轴线长，则待测量的蚀刻区域的长轴应取向为大致垂直于图像区域的长轴。如果样本不是平坦的，而是柔性的，则可将样本平坦化并且用胶带或其他装置向下保持在显微镜载物台上。如果由于样本的形状、柔韧性或其他特性，当样本未被平坦化时测量结果将更准确，则可使用校正，如下文所解释。

通过在所关注区域(例如，包括蚀刻区域和非蚀刻区域两者的区域)中采集样本的若干邻接图像并将其拼接在一起而获得sz。使用适用于非接触式轮廓测定的10x物镜收集图像，诸如10xnikoncficepiplandiinterferometryobjective，其具有0.30的数值孔径，给出每个图像大约1430x1075微米的图像面积。使用制造商的“vkimagestitching”软件自动拼接图像。使用采集软件的“专家模式(expertmode)”从图像采集数据，其中如本文所述设置以下参数：1)高度扫描范围被设置为涵盖样本的高度范围(这可根据每个样本的表面形貌特征而因样本而异)；2)z方向步长设置为2.0微米；3)实际峰值检测模式被设置为“打开”；以及4)使用仪器控制软件的自动增益特征优化每个样本的激光强度和检测器增益。

在分析之前，使用制造商的multifileanalyzer软件对数据进行以下校正：1)3×3中值平滑，其中3×3像素阵列的中心像素被该阵列的中值替换；2)使用强高度切割进行噪声去除(遵循分析软件中的内置算法)，以及3)使用足以去除表面形状的最简单方法(平面、二阶曲线或波形去除)进行形状校正。应从分析中排除包括外来杂质、样本采集过程的人工痕迹或任何其他明显异常的区域，并且应使用任何无法准确测量的样本的替代样本。使用表面形状校正工具的波形去除方法去除表面的形状。截止波长被指定为要保留的最大结构的尺寸的大约五倍。使用设置面积方法并选择与用于形状去除的面积相同的面积来指定参考平面。所得值为制品的测量部分的sz。

均方根粗糙度(sq)

使用3d激光扫描共聚焦显微镜(诸如购自keyencecorporationofamerica的keyencevk-x200系列显微镜)测量均方根粗糙度sq，该3d激光扫描共聚焦显微镜包括vk-x200k控制器和vk-x210测量单元。仪器制造商的软件vkviewer版本2.4.1.0用于数据收集，并且制造商的软件multifileanalyzer版本1.1.14.62和vkanalyzer版本3.4.0.1用于数据分析。如果需要，可使用制造商的图像拼接软件vkimagestitching版本2.1.0.0。制造商的分析软件符合iso25178。所用的光源是波长为408nm且具有约0.95mw的功率的半导体激光器。

待分析的样本通过从包括待分析区域的制品上切下一片制品而获得，其尺寸可适合显微镜进行适当分析。为了测量制品的蚀刻部分的sq，应获得包括蚀刻区域的样本，并且分析应仅在样本的蚀刻部分上方进行。如果样本不是平坦的，而是柔性的，则可将样本用胶带或其他装置向下保持在显微镜载物台上。如果由于样本的形状、柔韧性或其他特性，当样本未被平坦化时测量结果将更准确，则可以使用校正，如下文所解释。

使用适用于非接触式轮廓测定的20x物镜获得来自样本的测量数据，诸如20xnikoncficepiplandiinterferometryobjective，其具有0.40的数值孔径。使用采集软件的“专家模式”采集数据，其中如本文所述设置以下参数：1)高度扫描范围被设置为涵盖样本的高度范围(这可根据每个样本的表面形貌特征而因样本而异)；2)z方向步长设置为0.50微米；3)实际峰值检测模式被设置为“打开”；以及4)使用仪器控制软件的自动增益特征优化每个样本的激光强度和检测器增益。

在分析之前，使用制造商的multifileanalyzer软件对数据进行以下校正：1)3×3中值平滑，其中3×3像素阵列的中心像素被该阵列的中值替换；2)使用弱高度切割去除噪声(遵循分析软件中的内置算法)，以及3)使用波形去除进行形状校正(0.5mm截止)。使用设置面积方法并选择与用于形状去除的面积相同的面积来指定参考平面。应从分析中排除包括外来杂质、样本采集过程的人工痕迹或任何其他明显异常的区域，并且应使用任何无法准确测量的样本的替代样本。所得值为样本的测量部分的均方根粗糙度sq。

除非另外指明，否则所有百分比均为基于组合物的重量计的重量百分比。除非另外特别说明，否则所有比率均为重量比。所有数值范围是包括端值在内的更窄的范围；所描述的范围上限和下限是可互换的，以进一步形成没有明确描述的范围。有效位数的数字既不限制所指示的量也不限制测量的精度。所有测量均被理解为是在约25℃和环境条件下进行的，其中“环境条件”是指在约一个大气压和约50％的相对湿度下的条件。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或以其他方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其他变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。