CN101001789B - 轻质塑料挠性管及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挠性塑料或金属塑料管(210)，其具有分配头部(230)和直径大于40mm的圆筒形裙部(220)，其特征在于，所述圆筒形裙部小于0.40mm厚，并包括至少70重量％的高密度聚乙烯(HDPE)，该高密度聚乙烯的比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³，并且它包括至多30重量％的低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯的比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50％为线性LDPE。本发明也涉及不含径向肋条的铰接盖(240)，其包括固定裙部(246)和帽，该裙部比铰接盖壁的其余部分厚，所述帽具有与把手的上部相对的以小于35°的倾斜角朝向铰接盖基部的内部倾斜的壁。管与铰接盖的组件提供了特别轻质的调节，其完全能够以高速度机械成形。

Description

轻质塑料挠性管及其生产方法

技术领域

本发明涉及用来存储和分配液态或糊状产品的塑料挠性管。它更具体地涉及通常具有大于或等于150ml容量的高容量塑料管。

背景技术

根据关于包装重量减少的欧洲指令94.62，工业上正在寻求减少所消耗和再循环的塑料材料的量。

为了将此指令的规定应用于挠性管，第一种方法在于减少它们的壁厚。对于具有小直径挠性裙部的低容量管来说，采用这种解决方案没有任何问题。但是，尤其是对于其大部分具有大于40mm直径的容量大于150ml的管来说，简单地减少裙部或肩部的厚度在管的机械强度方面是有限制的，更具体地，对于裙部直径大于45mm的管来说，机械强度的问题随着直径的增加而增加。对于这种几何形状，裙部的刚性变得不足，并且使得在管的生产过程中和在充填和使用它时难以对其进行操作。由于实际应用的原因，挠性管通常具有小于400-500ml的容量，直径小于60mm，这是因为当大于这些尺寸时，它们变得不易处理，并被刚性瓶所代替。

通常，通过装配分开生产的两个部分来生产挠性管：具有给定长度(通常为直径的3-5倍)的圆筒形挠性裙部，以及头部，该头部包括装配有分配口的颈部和将所述颈部连接到圆筒形裙部的肩部。塑料材料制成的头部可单独地模塑，然后焊接到裙部的一端，不过有利地是使用注塑技术(FR1069414)或挤出坯料压塑技术(FR1324471)来模塑并自动地焊接到裙部。根据管的用途，圆筒形裙部能够以两种不同的方式工业获得。对于用来存储和分配化妆品的管来说，其通常通过多种塑料材料以中空圆筒形挤出物的形式直接挤出或共挤出来获得。在这种情况下，具有这种裙部的管被称为“塑料管”。对于用来存储和分配大量消耗的低成本产品的管来说，通常使用塑料带，其通过如下操作成形为圆筒形：使其两个纵边缘衔接(接触或重叠)(参见例如US 1 007 779)，然后沿着这些边缘纵向焊接。具有这种裙部的管(其通常由具有阻挡层的多层塑料材料制成)在这种情况下被称为“层状管”。

在裙部和头部装配之后，将管送至包装机，该头部在底部并且分配孔被封闭(例如利用旋拧到颈部上的盖子)，这样包装机能够通过管的开口端来充填该管。为了便于运送到包装机，管被垂直地、成组地和堆叠地放置。堆叠物彼此堆积，由此形成大量的其厚度对应于管的轴向长度的层，这通常导致用于卡车运送的约15层的堆叠物。一旦管到达包装机，它就被充填，使其开口端变平以进行焊接操作，该焊接操作通过将变平后彼此相对的壁部分接合到一起来密封由此包装的产品(所谓的横向或最终焊接)。

生产挠性管的另一种方法是例如专利US 5 632 951中所述的方法：通过挤出吹塑来生产薄壁瓶，切割瓶的基部以获得非常类似于上述挠性管的物体，但是与之不同的是存在焊接线，该焊接线在包括头部的整个外表面上延伸。

对于其裙部直径通常为40mm-60mm的高容量管来说，现有技术的裙部的厚度系统地大于0.5mm，而不管它是(共)挤出的、层压的还是由挤出吹塑获得的。这是因为，不论裙部的生产方式如何，它必须经过大量的操作，直到被充填的管已通过最终焊接密封为止。这些操作是必需的，一方面要进行不同生产工段之间的传送，另一方面要在生产或成形操作(头部和裙部的装配、裙部上的印刷、封盖等)的过程中保证足够的机械支撑。当到达生产或成形工段时，通过安装在传送链上的支撑装置(例如栓、平台或卡盘)将管向卡盘移动，在该卡盘上，该管在大部分时间内是无间隙地甚至是稍微夹紧地被安装在卡盘上的。一旦操作完成，则将它从卡盘上移除，并将其导向与另一传送链相连的新支撑装置，以将它带到另一生产工段。

如果裙部的厚度小于0.5mm，那么具有大直径裙部的挠性管是刚性不足的。在安装到卡盘上的过程中或从卡盘上移除的过程中，它们会有折叠的高度风险，尤其是在它们的开口端。为了限制这种风险，可增加裙部与卡盘之间的间隙，但是这将导致在生产或成形操作过程中裙部的支撑减少，并且会导致不足的质量：头部在裙部上精确性较低的定位能够引起头部与裙部之间的焊接缺陷，裙部在卡盘上的不良放置会引起印刷缺陷(在管状体的圆筒形壁上的胶版印刷或挠性版印刷)等。

而且，当它们被传送至包装机时，位于较低层中的堆叠的管必须承载堆放在它们上面的堆叠物的重量，如果没有合适的刚性，它们的裙部开口端处经常会被损坏。

最后，即使没有损坏，当厚度小时，管的开口端具有不太一致的形状(残余应力对裙部自由端的形状影响较大)，这导致在管的自动充填方面的问题。

由于大量和高速生产这类包装加剧了所有这些问题，因此已经确定在实践中这种管必须具有大于约0.5mm的厚度，以具有可接受的机械加工性和可运输性。

因此，通过显著降低管厚度来减少挠性管重量的尝试迄今为止还没有导致经济上有益的工业操作。本申请人基于对瓶开发的技术进行了其它减少重量的尝试。瓶是通过挤出吹塑以单件的形式制造的：挤出厚管，其在离模头一定距离处被夹取(获得坯料)，然后通过模头的管线送入低压空气来使该坯料的内部充气，坯料壁被变薄，并与赋予瓶最终形状的模具的壁接触。对于这种类型的包装，专利US 6 082563(WELLA)描述了一种生产方法，其中组成坯料壁的塑料材料通过加入发泡剂进行部分改性。在共挤出方法的过程中，将发泡剂加到中间层中。挤出之后和吹塑之前，暴露的层的厚度大于或等于3mm。吹塑之后，它为大约500μm，即接近于挠性管裙部的厚度。

实际上，因为至少3mm的厚坯料被挤出，所以只有在这种情况下通过使用发泡剂产生膨胀层来减轻重量才是可能的。对于挠性管的常规高速大量生产来说，管的裙部必须在一定条件下以厚度为原厚度至少六分之一的形式被直接挤出，在该条件下，难以甚至是不可能控制发泡剂在螺杆中以及在挤出机会聚区中的作用，从而获得具有厚度明显不规则的膨胀层的裙部，这使得不可能提供工业上可接受的包装。最后，发泡剂的加入带来了额外的成本。

发明内容

本申请人一直寻求获得尽可能轻质的高容量挠性管，其具有与标准管相同的强度和刚性的圆筒形裙部，同时对于使用者的把持来说是舒服的，并且具有可与标准管相比的耐应力破裂性。

其目的在于显著减少(至少30％)管重量，同时保持适合生产要求和消费者使用的可接受的机械性质。此外，在这些管基本上用于化妆品市场的范围内，它们也必须适合同等的产品，尤其是保证低的液体渗透性(对于水、醇、油和其它脂肪物质等)，并且这种低的液体渗透性必须涉及到有限的重量损失。还期望它们具有可接受的对蒸汽和气味的渗透性。

本发明的第一目的是一种用于生产包括圆筒形裙部和分配头部(即装配有分配孔)的挠性管的方法，包括至少以下步骤：

a)挤出圆筒形坯件(manchon)；

b)切割该坯件以生产具有期望长度的管裙部；

c)模塑该挠性管的头部；

d)将该头部固定到该裙部的一端；

其特征在于，该挤出的坯件具有0.2-0.4mm的厚度，优选为0.25-0.35mm，并且它包括重量比例大于55％，优选70％的高密度聚乙烯(HDPE)，该高密度聚乙烯的比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³，优选大于0.945g/cm³。有利地，该坯件还包括重量比例小于45％，优选30％的低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯的比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50重量％，优选大于90重量％为线性LDPE(LLDPE)。

此方法包括生产塑料管的常规步骤，该塑料管的裙部通过切割挤出坯件来产生，但是所述坯件特别薄，并且包括与现有技术的塑料管不同的塑料材料。通过挤出HDPE+LDPE(大于一半是LLDPE)混合物或通过共挤出多个共轴的HDPE或LDPE(大于一半是LLDPE)层，或HDPE+LDPE混合物的层来获得坯件。对于0.2-0.4mm的给定厚度，当用大于90重量％HDPE和小于10重量％LLDPE生产坯件时，这样生产的塑料管具有最好的性质(关于生产和使用的所有约束条件)。

尤其是对于具有大直径(从34mm开始，尤其是大于44mm)的塑料管，可观察到这种方法的优点，因为重量远轻于相同容量标准管的这些管具有刚性圆筒形裙部，该裙部提供了大量生产的约束条件与消费者使用的约束条件之间的良好折衷。高比例的HDPE和LLDPE保证了良好的耐应力破裂性。直径大于44mm的层状管也具有这些有利的性质。

本发明的另一目的是具有分配头部和由塑料或金属塑料材料制成的圆筒形裙部的挠性管，该裙部的直径大于44mm，更具体地大于49mm，其特征在于，所述圆筒形裙部具有0.2-0.4mm，优选0.25-0.35mm的厚度，并且它包括重量比例大于55％，优选70％的高密度聚乙烯(HDPE)，该高密度聚乙烯的比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³，优选大于0.945g/cm³。有利地，该圆筒形裙部还包括重量比例小于45％，优选30％的低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯的比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50重量％，优选大于90重量％为线性LDPE(LLDPE)。

根据本发明的管是塑料管或层状管，其具有配备有分配孔的头部和大直径(通常大于44mm)的圆筒形裙部。该头部通常包括围绕分配孔的颈部和连接颈部与裙部的肩部。裙部是圆筒形的，但是其横截面不一定是圆形的。实际上，在产生密封包装产品的最终横向焊接之前，该管在此处被描述为其充填的形式。该裙部可具有圆形或椭圆形正交横截面，或任何其它形状之一(由连接至裙部端部的肩部的周边缘决定)，但是在管的生产过程中，其通常被安装到具有圆形横截面的圆筒形坯件上，这也就是为什么此处称为直径的原因。不言而喻，对于具有非圆形横截面的裙部来说，其周长必须大于π44，即约138mm。对于椭圆形裙部来说，如果a为长轴的一半，b为短轴的一半，则

大于44mm。

传统上，挠性管具有主要或全部由LDPE组成的裙部。与常规管具有相同直径的本发明管具有更薄的裙部，但是主要或全部由HDPE组成。如果不单独使用HDPE，则裙部可由单一材料制成，例如根据本发明的HDPE和LDPE混合物获得的共混物，LDPE的大部分为线性LDPE。这种共混物中LLDPE的存在和HDPE的百分比可例如通过使用两种辅助技术来确定：傅立叶变换红外光谱(FTIR)，使用例如Nicolet FTIR510P光谱仪，以及差式扫描量热，使用例如全Parkin ElmerDSC7分析系统，所述方法本身能够按照常规实施(温度升高-降低-升高循环)，或者当必要时，根据SIST方法(逐级等温分离技术)实施。

层状或共挤出的裙部也可由多层材料制成，该多层材料包括HDPE的层、LDPE的层(其大部分为线性LDPE)和/或HDPE+LDPE混合物的层。

本申请人观察到，当由更加刚性的材料制成时，裙部由于其较小的厚度而可具有与现有技术的裙部相同甚至较差的抗径向凹陷性，同时尽管具有这种较小的厚度，但其在相同的压缩性轴向应力下具有相同或更大的抗弯曲和折叠性。换句话说，通过将厚度与组成材料的类型相结合可以满足机械加工性、挠性和使用舒适性的互相矛盾的要求，迄今为止LDPE被认为是能够满足这些要求的唯一材料，但是条件是要具有足够厚的层的形式。

与表面的情况相反，使用比LDPE更加刚性的材料来补偿由于变薄而导致的刚性损失并不是必需的。这是因为，由经验已知，使用更加刚性的材料导致在使用功效学方面的损失。这是因为不能再容易地握持该管，因为管不再是相对挠性的(产品更加难以通过简单地在裙部壁上施加压力而挤出)，或者具有过度回弹的性质：产品几乎不能从孔中取出，施加到裙部上的压力一减小，其就被重新吸到管内部。此外，所希望的是防止管容易地返回到它的初始形状，因为在这种情况下，使用者不能确定剩余产品的量。这种性质由折叠产生塑性变形之后材料的回弹返回程度来表示：这种返回越大，材料具有的“形状记忆”越强，并且使用功效学越差。这种形状记忆通常由恒定厚度的带折叠并回弹返回后所获得的角度来表征：角度越大，材料具有的形状记忆越强；反之，角度越小，它保持新形状的能力越好，这种能力被称为“死褶(dead fold)”。金属管具有非常好的死褶性质，而塑料管通常具有差的或普通的死褶性质。在这种情况下，本申请人观察到，虽然使用了比LDPE更为刚性的材料(HDPE)，但由于其壁厚度显著降低，因此该管具有较好的死褶性质，即较好的使用功效学。

如果裙部由多层材料制成，外层优选由HDPE制成：结果是稍微较好的抗轴向弯曲性。而且，由HDPE制成的外层对应力下的破裂不太敏感。

此外，HDPE具有比LDPE明显更低的液体渗透性，其具有的比例使得厚度减少不会引起液体(将被包装的化妆品中可能包含的水、醇、油和其它脂肪物质)阻挡性质的变差，这保持了可接受的重量损失方面的性能。也观察到气体和气味扩散阻挡性质的略微改善。

根据本发明，LDPE(如果其存在于裙部中的话)是裙部中占少数的组分，限制到30重量％，优选10％。它主要由线性LDPE(或LLDPE)组成，即包括非极性α烯烃(如1-丁烯或1-己烯)的聚乙烯共聚物，其分子仅具有短的和规则的侧链。推荐加入线性LDPE来提高裙部的可焊性和耐应力破裂性。

应力破裂是一种与长期性能相关的性质：当将应力下的材料浸入表面活性剂液体中时，在一定时间之后将出现破裂。这种现象在聚乙烯的情况下是非常重要的，其高度地取决于介质所施加的表面张力、聚合物的分子量和形态。已知的是，当应力较高且材料(在这种情况下是聚乙烯)具有高的熔融指数时，则会较快地发生破裂。

线性LDPE(LLDPE)具有大于50％的重量比例。当裙部材料中LDPE的比例较大时，这个比例优选较高。这使得可提高裙部的可焊性和耐应力破裂性。因此，对于70％HDPE+30％LDPE的混合物来说，LDPE应当优选为大于90重量％的LLDPE。

对于0.2-0.4mm的给定厚度，当裙部包括大于90重量％的HDPE和小于10％的LLDPE时，塑料和层状管提供最好的关于生产和使用的所有约束条件的性质。

优选地，该挠性管还具有轻质分配头部，在该分配头部上应当固定有盖子或分配端头，如铰接盖(capsule-service)。通常，管的头部包括围绕分配孔的颈部和将所述颈部连接到裙部的肩部，并且所述盖子或铰接盖被固定在所述颈部上。在本发明的范围内，装配有连接装置如锁紧凸缘(bourreletd’encliquetage)的颈部优选是装配有螺纹的颈部，其对应力破裂更加敏感。因此可将颈部和肩部的厚度限制为通常小于1mm的值。所述头部优选由下述材料制成，该材料包括重量比例大于55％，优选70％的高密度聚乙烯(HDPE)，其比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³，优选大于0.945g/cm³。有利地，所述头部还包括重量比例小于45％，优选30％的低密度聚乙烯(LDPE)，其比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50重量％，优选大于90重量％为线性LDPE(LLDPE)。

根据本发明的这种形式，该管具有主要或全部由HDPE组成的头部。如果不单独使用HDPE，该头部可由单一材料制成，例如由根据本发明的HDPE和LDPE混合物获得的共混物，其中大部分LDPE为线性LDPE。该头部还可具有多层壁，其中的层由HDPE和/或LDPE(其大部分为线性LDPE)制成，和/或由HDPE+LDPE混合物制成。该头部可以单独地模塑，然后焊接到裙部的一端，但是它也可模塑并自动地焊接到裙部。这种多层头部可按照EP 1 123 241中所述方法通过共注射获得，或通过共挤出坯料的压塑获得。

当用大于90重量％的HDPE和小于10重量％的LLDPE生产头部时，可获得最好的结果(可焊性、使用舒适性、重量下降等)。

这样，该头部可具有厚度小于1mm的颈部和肩部。这种管表现出显著的重量节省：而标准管通常为每厘升有效体积重0.80-1.10g，具有相同容量的本发明管为每厘升有效体积重0.55-0.80g。因此仅通过使用该挠性管就可以获得约30％的包装重量的节省。如果盖子还经过减重操作步骤的话，则还可以进一步增强这种节省。

本发明的另一目的是也装配有盖子的管，如上述挠性管。这种盖子可以是轻质铰接盖，从而使该管+该铰接盖的总体重量为0.80-1.10g/cl待分配产品有效体积，相比较而言，对于现有技术的分配管来说则为1.20-1.80g/cl的值。因此，对于本发明，装配有新型铰接盖的新型管具有与现有技术单独的管几乎相同的重量：因此重量节省表现为相当于铰接盖重量的重量减少！

为了实现这种重量节省，铰接盖本身以特定的方式设计，其厚度和高度要尽可能小。铰接盖具有与现有技术铰接盖相同的整体结构，其包括用于不可翻转地固定到管头部的基部和绕着位于基部和帽的外周处的铰链旋转的帽，该帽封闭在基部上形成并与管头部的分配孔相通的孔。基部包括装配有所述孔的板、固定裙部和外侧裙部，其通常为圆筒形，并配置为当铰接盖固定到所述管上时，它大约在管裙部的外延处。在这种结构中，所述外侧裙部的开口端大致贴合肩部的外周边缘。固定裙部是内部圆筒形裙部，例如装配有锁紧凸缘。它用于配合在管颈部的四周。根据现有技术的铰接盖具有厚且刚性的基部(这尤其是为了具有净孔(ouverture franche))，所述帽绕着与该管相连的固定轴旋转。基部的刚性也使得能够通过使用有助于铰接盖脱模的脱模器的常规定位来快速地使铰接盖从模具中脱模；铰接盖与外侧裙部的开口端接触。一方面通过基部壁的厚度，另一方面通过至少6个并且通常是8个径向肋条的存在来保证刚性，该径向肋条连接至外侧裙部的内表面和板的内表面。当脱模器起作用以从模具中使整个铰接盖脱模时，这些肋条尤其防止外侧裙部变形，甚至防止像短袜一样地翻转。

在本发明的精神中，铰接盖的设计要减少重量，以减少模塑之后的冷却时间并有利于脱模过程。这就是为什么要减少板、外侧裙部和帽的壁厚的原因，尤其是在把手(prise de doigt)的上部水平上。此外，所有的径向肋条被除去，同时限定与现有技术中所用不同的特定的脱模方案：脱模器以不同的方式定位，并与没有变薄的固定裙部的开口端接触。因此，本发明的铰接盖具有至少一个，优选全部以下几何特征：

-基部的内表面没有任何坚硬的径向肋条；它包含至多一个纵向肋条，该肋条用于铰接盖相对于挠性管裙部装饰物的角取向(定位)；

-固定裙部比铰接盖的其余部分相对较厚：通过在脱模过程中在所述固定裙部开口端应用脱模器，尽管所述盖有变薄的部分，并且尽管它不被径向肋条所支撑，但整个盖仍可容易地脱模；因此，固定裙部比铰接盖的其余部分(尤其是板和外侧裙部)厚，通常厚十分之几毫米；

-所述帽在其内表面上具有在把手的上部位置处的反斜度(contre-dépouille)壁；在现有技术中，在此位置处限定的是垂直壁，这具有便于脱模过程的优点和明显增加厚度并因此增加所述帽的重量的缺点。这是因为，垂直于该把手的上部，该壁是倾斜的，并且如果要保持恒定的厚度，则这个倾斜部分表现为反斜度部分，如果使用标准工具，即没有滑动抽拉型或紧固板型工具，则该反斜度部分难以脱模。不过本申请人发现，可生产具有小于35°斜度的反斜度，而不会在脱模过程中具有任何特别的困难，该脱模过程使用标准模具，但使用作用于所述帽的中心的脱模器。这样模塑的帽具有与把手的上部相对的相对于铰接盖的轴具有小于35°的角度并且朝向铰接盖基部的内部倾斜的壁。

此外，外侧裙部的几何形状(尤其是其高度)优选如此限定，以致于当铰接盖被固定到管的头部时，所述外侧裙部的开口端在离管肩部的距离d处，d尽可能地小，通常平均距离为0.1-0.7mm，优选0.2-0.5mm。为此要合适地限定施加于管头部和铰接盖上的生产尺寸公差。这样，如果用于固定铰接盖到管头部上的装置是锁紧凸缘，其一方面设置在连接至铰接盖的板上的固定裙部上，另一方面设置在管头部的颈部上，则外侧裙部的端部与固定裙部的凸缘上的接触点之间的最小距离L1大于L2-d，L2为颈部的凸缘上的接触点与垂直位于铰接盖外侧裙部的轴向外延上的肩部的点之间的最大距离。这样，一旦使用者操作该管，铰接盖基部的外侧裙部的端部就立即与肩部局部接触，尽管没有肋条并且板的厚度低，但这赋予铰接盖组件出乎意料且足够的刚性。为了进一步提高该组件的刚性，管的肩部有利地装配有轨道(trottoir)，外侧裙部的开口端以尽可能小的径向间隙围绕该轨道配合(s’emmanche)，通常为小于0.5mm，优选0.3mm的平均径向间隙。

而且，铰接盖通常应当是被定位的(indexée)，即被置于相对于管裙部上装饰物的精确角位置处。EP-B 0 633 197中描述的非常可靠但较重的定位装置在可能时可以被连接至外侧裙部内表面的简单纵向肋条所代替，该纵向肋条陷入位于肩部上的低宽度和低高度的两个凸块(plot)之间。通过压迫运动然后旋转来将铰接盖固定到管上。在压迫过程中，例如通过上述固定裙部和颈部的辅助锁紧装置，铰接盖的轴向位移是固定的。然后，在旋转过程中，纵向肋条的基部与第一凸块的最高壁接触，该凸块在圆周方向上逐渐倾斜。这样，由于铰接盖和管头部的整体的弹性，纵向肋条沿着此最高壁运动，该最高壁作为凸轮表面，本身施加朝向管外部的一定的轴向平移运动。当它到达凸轮轨道的末端时，纵向肋条的端部不再接触，弹性地松弛，并陷入到两个凸块之间的空间中。第二凸块的凸起是不太渐进的，从而它被用作挡块，并防止纵向肋条继续其角运动。

同样在这种情况下，为了减轻重量，用作管头部的模具部分的卡盘的上部有利地具有两个突起部分，该突起部分用作形成这些凸块的“核心”，从而这些凸块能够以恒定的厚度生产，并具有朝向管内部的空腔。

最后，连接至外侧裙部内表面并用作定位的纵向肋条有利地位于铰链的中间平面中：当所述帽被推开时，这有利于提供限定铰链不同部分(拉紧元件和铰链本身)的细通道，并提高铰接盖的机械强度。

附图说明

图1以纵剖面表示现有技术的150ml管，该管配有铰接盖，用于存储和分配洗发剂。

图2以纵剖面表示与图1所示相同容量的本发明管，并用于相同的用途。

图3以纵剖面表示图2的管的细节。

图4以纵剖面表示本发明的轻质铰接盖的模塑工具的细节，该工具位于所述帽的位置处。

具体实施方式

实施例

此实施例中的挠性管具有对预期所容纳的沐浴凝胶来说为150ml的有效体积。现有技术的管如图1所示，根据本发明的特殊管如图2所示。此管能够装配铰接盖，该铰接盖如图3所示并且在图4示出其细节的工具中模塑。

几何形状和重量节省(图1、2和3)

现有技术的管110具有50mm的直径D和约175mm的总高度(大于H+h)。它具有裙部120和装配有颈部131和肩部132的分配头部130，该肩部用于将所述颈部连接到所述裙部。裙部120由LDPE制成。它具有0.6mm的厚度e1，这给沐浴凝胶分配管赋予一定的刚性。头部130也由LDPE制成。肩部132具有1.1mm的厚度e2。

根据现有技术的管的重量为16.4g。

此管装配有由聚丙烯制成的铰接盖140，其高度h＝25.2mm。铰接盖140包括基部141和帽142，该基部141不可翻转地固定到管的颈部131，该帽142绕着位于基部和帽的外周处的铰链143旋转，该帽封闭在基部141上形成的孔150。基部141包括板1411，其配有分配孔和圆筒形外侧裙部1410，其配置为大体上位于管的裙部120的外延。根据现有技术的铰接盖140具有厚且刚性的基部。通过存在8个径向肋条144来加强刚性，该径向肋条连接至外侧裙部1410的内表面和板1411的内表面。帽142在把手的上部147位置处具有垂直壁148。

管+铰接盖组件重26g。

根据本发明的管210具有接近于50mm的直径D’和约173mm的总高度(H+h’)。它具有裙部220和分配头部230，该分配头部装配有直径约20mm的颈部231以及将所述颈部连接到所述裙部上的肩部232。裙部220由HDPE制成。它具有0.35mm的厚度e’1，这给沐浴凝胶分配管赋予了更大的挠性，这会令所有的使用者满意。

头部230也由HDPE制成。肩部232具有1mm的厚度e’2。该管的重量为11g。也可以局部限定约0.5mm的更小厚度。对中凸块235以恒定的厚度生产，即在接近管的内部具有空腔。

此管装配有聚丙烯铰接盖240，其高度h’等于22.7mm。铰接盖240包括基部241和帽242，该基部用于不可翻转地固定到管的颈部231，该帽绕着位于基部和帽的外周的铰链243旋转，该帽封闭在基部241上形成的孔250。当使用者在位于帽上的把手的上部247中施加力时，帽242绕着铰链243旋转。基部241包括被圆筒形外侧裙部2410包围的板2411，其配置为大体上位于管的裙部220的外延。铰接盖240没有用于增强其刚性的8个径向肋条，而是只有单个纵向肋条245，该纵向肋条是薄的并且具有低的径向高度，其被连接到外侧裙部2410的内表面。通过陷入位于肩部230上的低宽度和低高度的两个凸块之间，该纵向肋条245能够使铰接盖相对于管裙部旋转。这些凸块之一以标号235在图2中示出。帽242在把手的上部247的位置处具有倾斜壁248，它相对于所述盖的轴倾斜约25°，并且朝向盖240的基部241的内部。所述盖的轴是固定裙部246的轴。当铰接盖固定到所述管上时，它与管的轴重合。

用于将铰接盖固定到管头部上的装置是锁紧凸缘，该凸缘一方面设置在连接到板2411的固定裙部246上，另一方面设置在管头部的颈部231上。

外侧裙部241的几何形状(尤其是其高度h’)已进行了限定，以便当铰接盖240被固定到管的头部时，外侧裙部2410的开口端接近管的肩部230，通常在离肩部的点2320为小于0.5mm的距离d处，点2320垂直位于外侧裙部2410的轴向外延上。为此要限定施加于管头部和铰接盖上的生产尺寸公差，以使得外侧裙部2410的端部与固定裙部246的凸缘2460上的接触点之间的最小距离L1大于L2-d，其中L2为颈部231的凸缘2310上的接触点与肩部的点2320之间的最大距离。这样，一旦使用者操作该管，铰接盖基部的外侧裙部的端部就立即与肩部局部接触，尽管没有肋条并且板的厚度低，但这赋予铰接盖组件出乎意料且足够的刚性。

管+铰接盖组件重量是16.7g。

此外，颈部231上的固定裙部246具有1.2mm的厚度，其大于铰接盖其余部分的厚度，尤其大于外侧壁2410(0.9mm)的厚度。通过在脱模过程中仅在其开口端应用脱模器，尽管所述盖有变薄的部分，并且尽管它不被径向肋条所支撑，但仍可容易地使整个盖脱模。固定裙部246还具有与颈部231的锁紧凸缘2310协同工作的不连续锁紧凸缘(为规则分布的米粒的形式)。

因此应当指出，对于本发明，分配管的重量已经从26g减少到了16.7g，即节省几乎36％。

已经用具有0.35mm厚度的裙部生产了其它管，该裙部由以下物质组成：

-完全是HDPE

-70％HDPE和30％LLDPE的共混物

-具有以下结构的共挤出裙部：HDPE(120μm)/LLDPE(110μm)/HDPE(120μm)

-具有以下结构的共挤出裙部：LLDPE(50μm)/HDPE(240μm)/LLDPE(60μm)

-具有以下结构的共挤出裙部：HDPE70％+LLDPE30％的共混物(170μm)/EMA的粘合剂层(10μm)/EVOH(15μm)/EMA的粘合剂层(10μm)/HDPE70％+LLDPE30％的共混物(170μm)，其中EMA＝丙烯酸甲酯聚合物，EVOH＝共聚物(乙烯、乙烯醇)。

重量节省是相当的。使用舒适度是相当的。但是应当指出，LDPE含量越高，机械加工性越差。

裙部的机械性能的表征

可评价挠性和使用舒适度的试验(径向挠力(efforts d’enfoncement))

管裙部的挠性由一定时间之后获得一定的径向挠度所必需的力的值表征。这个值越低，管的挠性越高。此外，通过比较对应于两个不同径向挠度的值，可以通过记录比例偏差来评价使用舒适度(“手握”)：如果对应于两倍径向挠度的值大于相应力的两倍，则管产生不断增加的抵抗力来与使用者的作用对抗。这些值之间的偏差越大，管越难被排空。相反地，如果对应于两倍径向挠度的值小于相应力的两倍，则管容易被排空。这些值之间的偏差越大，管越倾向于突然塌陷，这会使得使用者惊讶于比预期更多的流出产品流。

可使用支承板方法，利用标准化弯曲试验来测量挠性：将裙部的一半沿着纵剖面(plan diametral)切割，然后将它的端部安装到支撑物上。这样形成的拱形的顶点使用接触到拱形顶点的母线的轴向装置来压缩。测量对应于两个给定挠度的挠力的值：例如5mm和10mm。

下表示出了与裙部的两种挠度有关的力的值(以N计)，该裙部直径为50，具有如上所述的结构：

 

标号	材料	厚度	径向挠度＝5mm	径向挠度＝10mm
					管A	100％LDPE	565μm	6.1N	17.2N
管B	100％HDPE	340μm	3.6N	9.8N
					管C	90％HDPE10％LLDPE	340μm	3.5N	9.4N
管D	70％HDPE30％LLDPE	350μm	3.1N	8.2N

应当指出，一方面，本发明的管B-D的裙部比现有技术(管A)的裙部更具挠性，另一方面，比例偏差在同一数量级上(对于双倍挠度，力之间的比为2.6-2.8)：本发明的管比现有技术的管更具挠性，同时具有同样的使用舒适度。

评价机械加工性的试验

管的机械加工性由裙部抗轴向挠力的能力表征。

裙部被切成给定的长度(在这种情况下为80mm)，压缩这样获得的坯件的自由端之一，并且将力施加到另一自由端，利用板将该力分布到整个圆周上，该板以恒定速率在坯件的轴向方向上向下移动。就在坯件折叠或弯曲之前测量挠度峰的值。

下表示出了用前面类型的裙部(直径50mm)获得的最大力的值(以N计)。

 

标号	材料	厚度	峰
				管A	100％LDPE	585μm	179N
管B	100％HDPE	355μm	249N
				管C	90％HDPE10％LLDPE	340μm	230N
管D	70％HDPE30％LLDPE	370μm	187N

这些结果表明，其裙部完全由HDPE制成的管B，尽管它的厚度小，但是具有比现有技术的管更好的机械加工性能。具有用LDPE和HDPE混合物制成的裙部的管也具有好的性能，70％HDPE和30％LLDPE混合物具有与现有技术的管相当的性能。

评价“死褶”性能的试验

 

样品标号	弹回后的角度(°)
		100％LD，厚度0.5	128+/-8
100％HD，厚度0.3570％HDPE+30％LLDPE共混物，厚度0.35	61+/-483+/-3

应当指出，具有0.5厚度的LDPE管具有良好的记忆性。它回弹到128°(对于完全的记忆性，回弹后的角度应当是180°)，然而对于具有0.35厚度的HDPE管，回弹后的角度仅等于61°。因此它类似于金属挠性管的性质。

对于卡车装载量的重量节省的说明

标准卡车(不是低车身卡车)能够运送66个货盘的50mm直径管(容量150ml)，即约140,000个管。

当每个管节省9.3g时，则节省了约1.3吨。除了与较低货盘的管的强度提高有关的节省之外，卡车的装载量显著降低，因此节省了能量，而且这可减少大气中二氧化碳的排放。

在把手的位置处具有反斜度部分的轻质铰接盖的脱模(图4)

图4以纵剖面表示本发明的轻质铰接盖(如铰接盖240)的模塑工具300的细节。该工具具有多个部件：上部部件310，装配有脱模器330的下部部件320。通过在空腔342中模塑生产铰接盖的旋转帽。模具的下部部件320包括壁321和壁322，壁321限定把手的上部部件2421(外部)，壁322位于壁321的另一侧并朝向所述帽的内部。在现有技术中，壁322是垂直的，其具有便于脱模过程的优点和显著增加厚度并因此增加所述帽的重量的缺点。不过本申请人已发现，可以生产具有小于35°斜面的反斜度的壁322，而在脱模过程中没有任何困难，该脱模过程使用标准模具，即没有抽拉器或紧固板，但使用作用于所述帽中心上的脱模器330。这样模塑后，所述帽具有与把手的上部247相对的朝向铰接盖基部的内部倾斜(相对于铰接盖的轴的角度小于35°)的壁。铰接盖的轴是固定裙部的轴250，固定裙部的空腔由标号346表示。当铰接盖固定到所述管上时，铰接盖的轴与管的轴重合。

发明效果

-管成形及其焊接和再循环所需的能量减少；

-良好的耐应力破裂性。

-提高的对液体和气味的阻挡。

Claims (44)

1.用于生产包括圆筒形裙部和分配头部的挠性管的方法，包括至少以下步骤：

a)挤出圆筒形坯件；

b)切割该坯件以生产具有期望长度的裙部；

c)模塑该挠性管的头部；

d)将该头部固定到该裙部的一端；

其特征在于，该挤出的坯件具有0.2-0.4mm的厚度，并且它包括重量比例大于55％的高密度聚乙烯(HDPE)，该高密度聚乙烯的比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³；并且所述圆筒形裙部具有大于44mm的直径。

2.根据权利要求1的方法，其中该挤出的坯件具有0.25-0.35mm的厚度。

3.根据权利要求1的方法，其中该挤出的坯件包括比重大于0.945g/cm³的高密度聚乙烯(HDPE)。

4.根据权利要求1的方法，其中该挤出的坯件包括重量比例大于70％的高密度聚乙烯(HDPE)。

5.根据权利要求1的方法，其中所述坯件还包括重量比例小于45％的低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯的比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50重量％为线性LDPE(LLDPE)。

6.根据权利要求5的方法，其中所述坯件包括重量比例小于30％的低密度聚乙烯(LDPE)。

7.根据权利要求5的方法，其中所述坯件包括低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯中大于90重量％为线性LDPE(LLDPE)。

8.根据权利要求1的方法，其中挤出包括至少90重量％的HDPE和至多10％LLDPE的坯件。

9.根据权利要求1的方法，其中挤出直径大于34mm的坯件。

10.挠性管(210)，具有分配头部(230)和由塑料或金属塑料材料制成的圆筒形裙部(220)，该裙部的直径大于44mm，其特征在于，所述圆筒形裙部具有0.2-0.4mm的厚度，并且它包括重量比例大于55％的高密度聚乙烯(HDPE)，该高密度聚乙烯的比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³；并且所述圆筒形裙部通过挤出获得。

11.根据权利要求10的管，其中该圆筒形裙部具有0.25-0.35mm的厚度。

12.根据权利要求10的管，其中该圆筒形裙部包括比重大于0.945g/cm³的高密度聚乙烯(HDPE)。

13.根据权利要求10的管，其中该圆筒形裙部包括重量比例大于70％的高密度聚乙烯(HDPE)。

14.根据权利要求10的管，其中所述裙部还包括重量比例小于45％的低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯的比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50重量％为线性LDPE(LLDPE)。

15.根据权利要求14的管，其中所述裙部包括重量比例小于30％的低密度聚乙烯(LDPE)。

16.根据权利要求14的管，其中所述裙部包括低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯中大于90重量％为线性LDPE(LLDPE)。

17.根据权利要求10的管，其中裙部的直径大于45mm。

18.根据权利要求10的管，其中裙部包括至少90重量％的高密度聚乙烯(HDPE)。

19.根据权利要求10的管，其中裙部包括至多10％的低密度聚乙烯(LDPE)。

20.根据权利要求10的管，其中分配头部装配有锁紧凸缘，用于固定盖子或分配端头。

21.根据权利要求20的管，其特征在于，分配头部装配有锁紧凸缘，用于固定铰接盖。

22.根据权利要求10的管，其中分配头部包括重量比例大于55％的高密度聚乙烯(HDPE)，该高密度聚乙烯的比重为0.935g/cm³-0.97g/cm³。

23.根据权利要求22的管，其中分配头部包括比重大于0.945g/cm³的高密度聚乙烯(HDPE)。

24.根据权利要求22的管，其中分配头部包括重量比例大于70％的高密度聚乙烯(HDPE)。

25.根据权利要求10的管，其中分配头部包括重量比例小于45％的低密度聚乙烯(LDPE)，该低密度聚乙烯的比重为0.86g/cm³-0.93g/cm³，并且该低密度聚乙烯中大于50重量％为线性LDPE(LLDPE)。

26.根据权利要求25的管，其中分配头部包括重量比例小于30％的低密度聚乙烯(LDPE)。

27.根据权利要求25的管，其中大于90重量％的低密度聚乙烯(LDPE)为线性LDPE(LLDPE)。

28.根据权利要求22的管，其中分配头部包括至少90重量％的高密度聚乙烯(HDPE)和至多10重量％线性低密度聚乙烯(LLDPE)。

29.根据权利要求10的管，其中分配头部包括厚度小于1mm的肩部。

30.根据权利要求10的管，具有大于或等于50mm的直径，并且对于为它所要容纳的产品提供的每厘升有效体积来说，重量为小于0.80g。

31.装配有盖子(240)的挠性管(210)的组件，其特征在于，它包括根据权利要求10-30任一项的挠性管。

32.根据权利要求31的组件，其特征在于，所述盖子(240)是铰接盖(240)，其装配有帽(242)和包括板(2411)、固定裙部(246)和外侧裙部(2410)的基部(241)，其中固定裙部(246)比板(2411)和外侧裙部(2410)厚。

33.根据权利要求32的组件，其中固定裙部(246)比板(2411)和外侧裙部(2410)厚十分之几毫米。

34.根据权利要求32的组件，其中基部(241)的内表面没有任何连接到板(2411)和外侧裙部(2410)的径向肋条。

35.根据权利要求32的组件，其特征在于，与把手的上部(247)相对的帽(242)的内壁相对于铰接盖的轴以小于35°的角度并且朝向所述铰接盖的基部(241)的内部倾斜。

36.根据权利要求32的组件，其特征在于，其基部装配有连接到外侧裙部(2410)内表面的纵向肋条(245)。

37.根据权利要求36的组件，其中所述纵向肋条(245)位于铰链(243)的中间平面中。

38.根据权利要求32的组件，其中该管具有肩部(230)并且其中铰接盖和管的肩部装配有定位装置，该铰接盖具有连接到外侧裙部(2410)内表面的纵向肋条(245)，肩部(230)具有两个低宽度和低高度的按角度分隔的凸块(235)，该纵向肋条陷入到所述两个凸块之间的空间中。

39.根据权利要求38的组件，其中所述凸块(235)具有恒定厚度，即朝向管的外部，并具有朝向管内部的空腔。

40.根据权利要求32的组件，其中该管具有肩部(230)并且外侧裙部(2410)具有开口端，外侧裙部(2410)的开口端在离管的肩部为0.1mm-0.7mm的平均距离处。

41.根据权利要求40的组件，其中外侧裙部(2410)的开口端在离管的肩部为0.2mm-0.5mm的平均距离处。

42.根据权利要求40的组件，其中管的肩部(230)装配有轨道，外侧裙部(2410)的开口端以小于0.5mm的平均径向间隙围绕该轨道配合。

43.根据权利要求42的组件，其中管的肩部(230)装配有轨道，外侧裙部(2410)的开口端以小于0.3mm的平均径向间隙围绕该轨道配合。

44.根据权利要求31的组件，其中管的直径大于50mm，并且对于为它所要存储和分配的产品提供的每厘升有效体积来说，它的重量为小于1.1g。

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