一种收腰灌装瓶及其模具的制作方法

本发明涉及吹塑成形领域，特别涉及一种收腰灌装瓶及其模具。

背景技术：

饮料因为可口、方便，非常受人们的喜欢。而盛放饮料的瓶子往往是塑料制成的，而为了降低成本，往往将瓶子的壁厚做薄，这样就能节省大量的塑料。为了美观，让灌装瓶具有立体感、便于人们握持在手上，故往往会在瓶体上设置收腰段，但是由于壁厚较薄的收腰段容易变形，所以现有技术往往将收腰段的外观面设计成若干从上到下螺旋设置的凸条，所述凸条紧挨设置，通过这样的设计来加强收腰段的强度，但是这样的设计导致模具非常的难以加工，收腰段必须的模腔、模芯部分都必须一体成形，加工时要采用昂贵的、耗时长的放电加工工艺，而且一旦损坏将无法修复。

故本领域技术人员想将其改进为在收腰段上设置若干个整体从上到延伸的下陷区，但是这样就导致了下陷区与基础段落差大，并且下陷区的底面容易在热灌装时产生变形。

为了加强强度，原可以在下陷区的上侧、下侧设置凸环，但是凸环的两侧均具有巨大的高度差，这样的结构不利于吹瓶成型和脱模，塑料分布偏薄，容易造成成形缺陷，结晶度差。

尤其是对于热灌装的时候，由于灌装瓶的塑料软化，在冷却收缩后，这就容易导致收腰段变形。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种良品率高的具有下陷区的收腰灌装瓶。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种收腰灌装瓶，包括竖直设置的壁厚均匀的瓶体，瓶体的外壁上设有基础段，基础段的中部设有往内收缩的弧形的收腰段，收腰段上设有若干个沿上下延伸的下陷区，所述若干个下陷区沿周向环形布设，下陷区的底面为下凹面，基础段位于下陷区的上侧、下侧的部分称为基准段，下陷区的上侧和下侧均设有壁厚均匀的往外倾斜设置的指甲位，所述指甲位为在下凹面上往外凸起的弧面，指甲位与基准段用过渡面连接，下凹面、指甲位、过渡面、基准段从内到外依次阶梯式连接，所述过渡面为往外延伸的平面或所述倾斜面为往外倾斜的斜面；基础段上设有上凹槽、下凹槽，上凹槽位于收腰段的上侧，下凹槽位于收腰段的下侧。

作为上述方案的进一步改进，瓶体的整体高度为p，下陷区的竖直尺寸为l，下凹面到基准段的水平距离为k，指甲位往外凸起的水平尺寸为m，指甲位的竖直尺寸为h，指甲位的矢高尺寸为d，指甲位往外倾斜的角度为e，其中：0°<e<45°，0<d<m，0.3p≤l≤0.8p。

作为上述方案的进一步改进，瓶体具有竖直设置的中轴线，指甲位与下凹面连接的边缘称为指甲内缘，指甲内缘的中点远离过渡面，指甲内缘的中点的两侧靠近过渡面，指甲内缘上的任意点、中轴线所确定的截面称为基准截面，指甲内缘上的中点所确定的基准截面称为中截面，除中截面之外的基准截面称为侧截面，指甲位在基准截面上的竖直尺寸即为所述的h，指甲位在基准截面上的往外倾斜的角度即为所述的e；指甲位在中截面上的竖直尺寸为h中，指甲位在中截面上的往外倾斜的角度为e中；指甲位在侧截面上的竖直尺寸为h侧，指甲位在侧截面上的往外倾斜的角度为e侧，其中：

作为上述方案的进一步改进，20mm<l<200mm。

作为上述方案的进一步改进，上凹槽的上侧环面和上凹槽的上侧环面所成的夹角为b，上凹槽与收腰段之间的间距为c，上凹槽的槽深为d，下凹槽的槽深为m，下凹槽的底部宽度为n，下凹槽与收腰段之间的间距为o，其中：60°≤b≤90°、1.5mm≤c≤8mm、3mm≤d≤8mm、1.5mm≤m≤4mm、1mm≤n≤4mm、1mm≤o≤4mm。

作为上述方案的进一步改进，收腰段往内收缩的最大距离为a，0mm<a<10mm。

作为上述方案的进一步改进，3mm<k<15mm。

作为上述方案的进一步改进，a<k。

作为上述方案的进一步改进，瓶体具有竖直设置的中轴线，下陷区沿径向的截面整体呈矩形。

一种用于生产上述的弧形收腰灌装瓶的模具，包括有模腔，所述模腔内壁与所述瓶体外壁形状匹配。

本发明的有益效果是：一种收腰灌装瓶，包括竖直设置的壁厚均匀的瓶体，瓶体的外壁上设有基础段，基础段的中部设有往内收缩的弧形的收腰段，收腰段上设有若干个沿上下延伸的下陷区，所述若干个下陷区沿周向环形布设，下陷区的底面为下凹面，基础段位于下陷区的上侧、下侧的部分称为基准段，下陷区的上侧和下侧均设有壁厚均匀的往外倾斜设置的指甲位，所述指甲位为在下凹面上往外凸起的弧面，指甲位与基准段用过渡面连接，下凹面、指甲位、过渡面、基准段从内到外依次阶梯式连接，所述过渡面为往外延伸的平面或所述倾斜面为往外倾斜的斜面；基础段上设有上凹槽、下凹槽，上凹槽位于收腰段的上侧，下凹槽位于收腰段的下侧。由于本发明的下陷区时沿上下延伸的，所以在模具上就能对下陷区制作对应的成形镶件，这样就便于加工，也便于模具的维修，大大降低了模具的制作、维护成本，而且由于有指甲位和过渡面的设置，在吹塑成形时，塑料先碰到下凹面，由于有指甲位和过渡面的阶梯式的引导，能很好地对基准段的部分实现填充，极大限度降低缺料的情况出现的可能性，也便于基准段的部分进行充分保压，防止出模后变形。本发明还提供一种用于生产上述的弧形收腰灌装瓶的模具，包括有模腔，所述模腔内壁与所述瓶体外壁形状匹配。本发明还提供制作方便、便于维护的生产上诉收腰灌装瓶的模具。本发明用于灌装瓶的成形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明实施例的外观主视结构示意图；

图2本发明实施例的在中截面上的外缘形状示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1和图2，这是本发明的实施例，具体地：

一种收腰灌装瓶，包括竖直设置的壁厚均匀的瓶体，瓶体的外壁上设有基础段3，基础段3的中部设有往内收缩的弧形的收腰段2，收腰段2上设有若干个沿上下延伸的下陷区1，所述若干个下陷区1沿周向环形布设，下陷区1的底面为下凹面，基础段3位于下陷区1的上侧、下侧的部分称为基准段，下陷区1的上侧和下侧均设有壁厚均匀的往外倾斜设置的指甲位4，所述指甲位4为在下凹面上往外凸起的弧面，指甲位4与基准段用过渡面5连接，下凹面、指甲位4、过渡面5、基准段从内到外依次阶梯式连接，所述过渡面5为往外延伸的平面或所述倾斜面为往外倾斜的斜面；基础段3上设有上凹槽6、下凹槽7，上凹槽6位于收腰段2的上侧，下凹槽7位于收腰段2的下侧。由于本发明的下陷区时沿上下延伸的，所以在模具上就能对下陷区制作对应的成形镶件，这样就便于加工，也便于模具的维修，大大降低了模具的制作、维护成本，而且由于有指甲位和过渡面的设置，在吹塑成形时，塑料先碰到下凹面，由于有指甲位和过渡面的阶梯式的引导，能很好地对基准段的部分实现填充，极大限度降低缺料的情况出现的可能性，也便于基准段的部分进行充分保压，防止出模后变形，更能有效地防止进行热灌装时的变形，提高本实施例的热冲击能力。而且由于有上凹槽和下凹槽的设置，所以能进一步地避免下陷区在热灌装时、热灌装后发生收缩变形。

由于本实施例下凹面是垂直设置的，所以本实施例的下陷区1的上侧和下侧均设有壁厚均匀的往外倾斜设置的指甲位4。这样指甲位上方和下方的基准段都能很好地成形。

以下是对同一款具有下陷区的灌装瓶的不良率统计数据：

由此可见，过渡面对变形不良率有较好的改善，而指甲位明显影响填充不良率，但是不论是“有指甲位(无过渡面)”的方案还是“无指甲位”的方案，总体的不良率还是非常的高，1％以上的不良率是不能用于批量生产的，而“有指甲位(有过渡面)”的方案的效果却出乎意料地好，不良率到达了设置有螺旋凸条的收腰瓶的水平。所述填充不良为瓶体缺料的不良。

经过大量试验和模流分析，发现并不是单纯的设置有指甲位或设置过渡面就能达到较低的不良率，在本领域技术人员眼中，无过渡面的指甲位就应当是处于最好的状态，因为相当于斜面过渡，而过渡面相当于增加了塑料的延流阻力，但是根据大量的模流分析图片，发现指甲位在符合如下的尺寸比例时，具有较好的效果：

瓶体的整体高度为p，下陷区1的竖直尺寸为l，下凹面到基准段的水平距离为k，指甲位4往外凸起的水平尺寸为m，指甲位4的竖直尺寸为h，指甲位4的矢高尺寸为d，指甲位4往外倾斜的角度为e，其中：0°<e<45°，0<d<m，0.3p≤l≤0.8p。

上述的“弧面指甲位(有过渡面)”的方案，l＝0.4p，h＝0.15l，m＝0.5k，e＝30°，d＝0.5m。符合上述的尺寸要求的收腰热灌装瓶，其不良率在不同的工艺下都比较稳定。比如基于上述的技术方案，将e改为10°，将d改为0.1m，填充不良率为0.052％，变形不良率为0.028％。若e＝45°，那么指甲对应的过渡面的水平尺寸就较小，这样也会导收腰段的抗变形能力不足，尤其是在进行热灌装的时候。

由于塑料的在模具中的流动前缘是呈弧形的，但是本领域技术人员总希望塑料在模具中的流动前缘是平直的。因此，作如下的限定瓶体具有竖直设置的中轴线，指甲位4与下凹面连接的边缘称为指甲内缘，指甲内缘的中点远离过渡面，指甲内缘的中点的两侧靠近过渡面，指甲内缘上的任意点、中轴线所确定的截面称为基准截面，指甲内缘上的中点所确定的基准截面称为中截面，除中截面之外的基准截面称为侧截面，指甲位4在基准截面上的竖直尺寸即为所述的h，指甲位4在基准截面上的往外倾斜的角度即为所述的e；指甲位4在中截面上的竖直尺寸为h中，指甲位4在中截面上的往外倾斜的角度为e中；指甲位4在侧截面上的竖直尺寸为h侧，指甲位4在侧截面上的往外倾斜的角度为e侧，其中：这样能让塑料流经指甲位时，塑料流动前缘平整，减少指甲位上可能产生的应力，从而防止变形。本实施例的若时，那么成形出来的指甲位就容易出现变形。

对于以上的尺寸限定，在20mm<l<200mm的灌装瓶上具有非常好的效果，而l小于20mm和l>200mm的收腰灌装瓶，依然可参照上述的尺寸限定进行设计，本实施例的l＝100mm。当l等于199mm时，其他上述的参数不变的话，那么填充不良率为0.03％，变形不良率为0.02％，也就是l越大，变形不良率会下降，但是随之填充不良率会轻微上升，这主要是工艺参数变化导致的，同样地，当l＝19mm时，充不良率为0.01％，变形不良率为0.052％。

上凹槽的上侧环面和上凹槽的上侧环面所成的夹角为b，上凹槽与收腰段之间的间距为c，上凹槽的槽深为d，下凹槽的槽深为m，下凹槽的底部宽度为n，下凹槽与收腰段之间的间距为o，其中：60°≤b≤90°、1.5mm≤c≤8mm、3mm≤d≤8mm、1.5mm≤m≤4mm、1mm≤n≤4mm、1mm≤o≤4mm。本实施例的b＝60°、c＝2mm、d＝3mm、m＝4mm、n＝3mm、o＝5mm。此范围内，均能保证不良率的稳定，而本领域技术人员可根据实际的外观需要，对上述的尺寸在上述范围内进行调整。

收腰的程度对成形不良的影响是非常的大的，因此收腰段2往内收缩的最大距离为a，0mm<a<10mm，本实施例的a＝5，在0mm<a<10mm的范围内，不良率非常的稳定。

同样地，下陷区的下陷深度也会对不良率造成较大的影响，在满足上述的尺寸要求下，让3mm<k<15mm，这设计出来的收腰热罐装瓶的强度较大、变形小，本实施例的k＝10mm。

本实施例的瓶体具有竖直设置的中轴线，下陷区1沿径向的截面整体呈矩形，这样便于制作模具，成形下陷区的镶件便于加工和装配。

本发明还提供一种用于生产上述的弧形收腰灌装瓶的模具，包括有模腔，所述模腔内壁与所述瓶体外壁形状匹配。这样的模具制作方便、维护成本低，并且成形出来的产品良品率高。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。