厚度围绕主轴线可变化的预型件的制作方法

本发明整体涉及制造容器，如瓶子，容器通过吹塑或拉伸吹塑由塑性材料制的预型件制成。更具体的是，本发明涉及一种用于制造容器的预型件。

背景技术：

一般为注模但也可能是压模形成的常规预型件包括开放的柱形螺纹上部或颈部，该柱形螺纹上部或颈部的下端以形成支撑环的环形突起结束(用于在制造和包装过程的不同阶段载送预型件和容器)，还包括延伸在支撑环下的一般为圆柱形的壁部分，以及延伸在壁部下的封闭的圆形底部分。

在常规的吹塑过程中，预型件经过轴向(或长度方向)拉伸和径向(或环形方向)拉伸，以形成容器。结合的长度方向和环形方向拉伸给材料提供分子双向性，从而最终容器一般具有足以耐受由于其中的液体静水压产生的机械应力的良好结构刚性。

在吹塑的过程中，预型件的颈部保持不变，而壁部和底部都被拉伸，分别制成容器壁部分和容器底部。

欧洲专利申请EP 2 711 152(Sidel Participations)公开了一种预型件和一种制造热充填的容器的方法，其中容器具有可翻转的膜片，用于在容器被充填、加盖和冷却后被机械向上推(即相对于容器向内推)，以补偿产品冷却产生的真空。

在实际中，膜片的翻转相当困难，并且需要在容器底部施加很大的力。为了便于膜片的翻转，在上述专利申请中提出在预型件底部的中间区域提供较小的(且恒定的)壁厚。

但是，在由这种预型件制造的容器上进行的测试表明，为完成膜片的翻转应施加在容器底部的力仍很大，因此需要沿容器生产线安装很大的机械推动器。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种便于膜片的翻转的技术方案。

本发明的另一目的是提出一种具有强化设计的预型件，该预型件在吹制成设有可翻转的膜片的容器时便于膜片的翻转。

因此，本发明提出一种用于通过吹塑或拉伸-吹塑来制造容器的塑性材料制的预型件，所述预型件包括沿主轴线延伸的侧壁、开放的颈部、和大致半球形的封闭的底部，底部的厚度围绕主轴线至少局部地变化。

当将预型件吹制为设有可翻转的膜片的容器时，厚度变化的底部在容器上产生围绕主轴线机械强度变化的膜片，这便于膜片的翻转。

根据单独或组合的各种实施方式：

-底部具有位于围绕主轴线的有限的角扇形区内的较薄的区域；

-角扇形区的角度包括在45°和180°之间；

-角扇形区的角度包括在90°和150°之间；

-在底部上在较薄的区域外预型件具有厚度T1，并且在较薄的区域中预型件的最小厚度T2为：T2≤0.9T1；

-在较薄的区域中的最小厚度T2为：T2≥0.6T1；

-较薄的区域大致沿中心在主轴线上的圆的一圆弧延伸；

-较薄的区域以沿底部的经线以曲线方式测量的在主轴线与侧壁和底部之间的接合部处之间大致等距地延伸。

从对优选的实施方式的详细描述并结合附图，本发明的上述和其它目标和优点将显示出来。

附图说明

图1是示出设有具有较薄的区域的底部的预型件的截面图。

图2是与图1的细部II对应的预型件的底部的放大截面图。

图3是图1的预型件的顶部俯视平面图。

图4是示出预型件的底部的厚度围绕其主轴线的变化的曲线图。

图5是用于制造热充填容器的吹制模型的截面图，容器设有高直立环和可翻转的膜片，并用点划线示出由其形成容器的预型件。

图6是容器的截面图，以虚线示出由其形成容器的预型件。

图7是容器的详细截面图，以实线示出开始翻转的膜片，以虚线示出在翻转位置的膜片。

具体实施方式

图1所示为预型件1，通过在模型3中的吹塑或拉伸吹塑由该预型件形成容器2，如瓶子。

容器2包括开放的柱形螺纹上部或颈部4，颈部的上端以开口或嘴部5结束。在颈部4以下，容器2包括沿与颈部4相反的方向直径增加的肩部6。

在肩部6以下，容器2具有围绕容器的主轴线Z大致圆柱形的侧壁7。如图5和图6所示，侧壁7可包括能够使容器2在充填、加盖和随后的搬运过程中耐受热和机械应力的环形加强筋8。

在侧壁7的下端，容器2具有封闭容器2并使容器可以在被最终顾客使用时正常放置在平面表面如桌子上的底部9。

容器的底部9包括直立环10，如下面将要解释的，该直立环可以是一个高直立环，容器的底部还包括中心可翻转的膜片11，该膜片围绕主轴线Z对称并且在图5和图6上所示的向外倾斜的位置(或下位置)与在图7上以虚线所示的向内倾斜的位置(或上位置)之间相对于相对侧壁7能变形，在该向外倾斜的位置，膜片11相对于容器2向外突出，在该向内倾斜的位置，膜片11相对于容器2向内突出。

容器2利用在其下位置的膜片11被吹塑。如下面将进一步详细解释的，在容器2用可灌注产品充填并加盖和冷却后，膜片11能够机械被迫向上(即相对于容器2向内)，以便补偿产品冷却产生的真空，并增加已充填的容器2的整体刚性，以有利于容器的搬运和客户的质量感觉。

直立环10在侧壁7的下端部分12与容器2的侧壁连接。直立环10具有与侧壁7的下端部分12相邻并与其大致垂直的支撑凸缘13，以及使支撑凸缘13与膜片11连接的圆柱形或截锥形(frustoconical)的内部部分14。支撑凸缘13也与容器的主轴线Z大致垂直。

在一优选实施方式中，在如图5和图6所示的横截面中看时，侧壁7的下端部分12具有凹面相对容器2向内的拱形形状，因此支撑凸缘13的外径小于侧壁7的总直径。

如图所示，在如图6所示的横截面中看时，内部部分14优选具有圆锥体的截锥体形状，并且相对于容器2向内倾斜，并带有模锻斜度(draft angle)。

内部部分14的圆锥体形状提供了拱顶加固和将膜片11锁定在其翻转位置的功能，从而内部部分14在其与膜片11的接合部处的直径的限制防止了膜片相对于内部部分14的从其翻转位置转动回来。从而防止膜片11在灌注产品的小静水压下恢复回其初始向外倾斜的位置。

在所述例子中，内部部分14具有相对支撑凸缘13的外径较大的轴向延伸，因此用“高直立环”命名直立环10。更具体的是，内部部分14的轴向延伸(或高度)大于支撑凸缘13的外径的1/10，并优选包括在支撑凸缘13外径的1/10-1/5之间。

在图5和图6所示的容器2的吹制(和充填)构型中，可翻转的膜片11从膜片11与内部部分14的上端连接的外边缘15以截锥形状向外延伸到内边缘16，膜片11在该内边缘与向上突起的凹槽或型穴17连接。凹槽17的几何中心位于容器的主轴线Z上。

同样在容器2的吹制构型中，膜片11的轴向延伸或高度为，膜片11的内边缘16稍微延伸在支撑凸缘13与侧壁7的下端部分12之间的接合部处限定的支撑平面以上。换句话说，膜片11的高度稍微小于高直立环10的高度。

在容器2被吹塑后，通过开口5用(可能是热的)可灌注产品充填该容器，膜片11保持在它的下位置。

然后，在容器的颈部4用盖子封闭容器2，盖子用力向下并旋拧到颈部4上。

然后，充填并加盖的容器2可以经过冷却步骤，用以恢复到平均大气温度，例如约20℃。

然后，容器2经过膜片翻转，从而膜片11从其下位置移动到其上位置。

膜片翻转通过容器处理机进行，该容器处理机可以是单独的机器，但是在一优选实施方式中其是构型用于把标签贴到每个容器2的侧壁7上的容器标签机的一部分。

预型件1由优选是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的单一塑性材料通过注模或压模制成。

预型件1包括：

-开放的颈部4(它在吹制过程中没有或很少经过尺寸变化，因此与随后的容器2的颈部4相同)；

-在颈部4的下端的支撑环18；

-在支撑环18以下的主体19，该主体包括沿与容器2的相同主轴线Z延伸的大致圆柱形侧壁20(在吹制过程中没有变化)；以及在侧壁20的下端的大致半球形的封闭的底部21，该底部在与颈部4相对的下侧结束预型件1。

预型件1在其侧壁20与底部21中具有外表面22和内表面23。

在与主轴线Z垂直并与底部21相交的平面P中：

- O为平面P和主轴线Z的相交处的原点；

- X为在O处与主轴线Z相交的固定的任意原轴线；

- M为位于底部21的外表面上的点；

- R为O与M之间的距离，等于段部[OM]的长度。

在平面P中，可以在极坐标中通过以下参数完全限定M点：

·其到主轴线Z的距离R；

·段部[OM]与原轴线X之间的标记为θ的角度。

在任何点M，预型件都具有厚度T，该厚度限定为沿通过点M并与在点M与外表面22相切的平面垂直的线测量的外表面22与内表面23之间的距离。

在一普通预型件中，无论θ如何，厚度T都是恒定的。在最熟知的预型件中，厚度T在任何平面P中也是恒定的。

但是，在本发明中，底部21的厚度T围绕主轴线Z至少局部地变化。换句话说，存在至少一个在其中厚度T随θ变化的平面P。

在生产的容器2上，膜片11的机械强度围绕主轴线Z变化，从而便于膜片11的翻转，如下面将详细描述的。

在所述例子中，底部21具有围绕主轴线Z的位于有限的角扇形区A内的较薄的区域24。

形容词“较薄”意味着，在区域24中，预型件的底部21的平均厚度T小于该区域24外的厚度。

在一实施方式中，可以通过在内表面23中形成的凹槽得到较薄的区域24。

较薄的区域24的外轮廓可以具有任何形状。在所述例子中，较薄的区域24的轮廓具有豆状的总体形状，如图3所示。换句话说，较薄的区域24大致沿其圆心在主轴线Z上圆的一圆弧延伸。

角扇形区的角度A包括例如在45°和180°之间，更优选地在90°和150°之间。在所述例子中，角度A约为100°。

利用厚度T的上述定义，T1是底部21在较薄的区域24外的厚度，而T2是底部21在较薄的区域24内的最小厚度。图4示出预型件的底部21的厚度T沿位于外表面22上并与较薄的区域24对齐的半径为R的圆的变化，如图2所示。图4示出厚度T从较薄的区域24外向较薄的区域24内连续变化(而不是突然变化)，以便于将预型件1从其模型取出。

T2优选选择为T2≤0.9·T1。

T2也优选选择为T2≥0.6·T1。

为了正确地转换到随后的容器2的膜片11上(图5上箭头所示)，较薄的区域24优选以沿底部21的经线(meridian)以曲线方式测量的在主轴线Z与侧壁20和底部21之间的接合部处之间大致等距地延伸。

倘若该距离太小，较薄的区域24将靠近内边缘16，可能靠近型穴(pushup)17。相反，倘若该距离太大，较薄的区域24将靠近外边缘15，可能靠近直立环10。在这两种情况的任一情况下，都不利于膜片的翻转，容器2的整个底部9将被弱化。

较薄的区域24在膜片11上机械强度弱的起始区25上产生，在通过例如推进器26(图7的虚线所示)翻转的过程中，起始区首先变形，然后变形从起始区25向围绕主轴线Z的整个膜片11扩散，从而便于薄片11的翻转。