CN101282881B - 用于制造热塑性容器的模具的模底以及模制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模底(1)，其用于吹塑或拉伸-吹塑地模制热塑性容器。所述容器具有花瓣状底部，该花瓣状底部具有5个支座；该5个支座由辐射状槽分开，该辐射状槽具有呈凸形径向曲线的底；该花瓣状底部连接至直径Φ为85至95mm的主体；模底具有5个型腔(11)，5个型腔(11)由具有凹形径向脊(4)的辐射状脊线(13)分开，脊(4)的半径为2至5mm；每个型腔(11)的底部(15)均具有1.5至3.5mm的宽度，且分布在基部直径D为60至66mm的圆形轮廓(16)上；脊线的高度(H)为16.5至18mm；脊线的侧面(17)轴向凹入并且在原点的切平面形成的角度为52°至88°。

Description

用于制造热塑性容器的模具的模底以及模制装置
技术领域
本发明一般涉及通过吹塑或拉伸-吹塑、制造由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的热塑性材料制成的容器(尤其是瓶子)的领域。
更具体地，本发明涉及通过吹塑或拉伸-吹塑、制造由例如PET的热塑性材料制成的容器(尤其是瓶子)的模具的模底设计的改进。所述容器具有主体和底部，所述底部为花瓣状且具有五个支座。所述支座等间隔地按一定角度分布，其基本上与容器的轴线相平行地延伸，且通过辐射状谷彼此分开。所述辐射状谷的底以凸形曲线的方式径向地延伸。所述容器的底部由基本上呈回转圆柱形的连接区域来与所述容器的主体连接，所述连接区域直径Φ约为85至95mm。为了模制上述容器的底部，所述模底具有五个型腔。所述五个型腔按一定角度等间距地分布，基本上与模底的轴线相平行地延伸，并且通过辐射状背部彼此分开。所述背部的脊为凹的。所述型腔的底部分布在基本上呈圆形的轮廓上，其基准直径D约为60至66mm。
术语“背部”(dorsal fin)在本文中是指模底的基本在径向上延伸的凸起部分，其在模制容器的底部中导致形成上述分开两个连续支座的“谷”。
背景技术
容器最难以制造的部分是底部。实际上，是底部支承容器中液柱的重量，如果底部的机械强度不够，那么，它会变形，容器不再能稳固地支承在支承件上。
于是，具体地，为了使底部能够具有理想的机械强度，其具有较大的壁厚，该底部的壁厚相应地大于容器其余部分的壁厚。因此，相关地，底部需要比容器主体更多的材料，目前，容器主体的壁的厚度已经非常小，难以进一步减小。因此，底部是容器中可进一步减小厚度和节省热塑性材料的部分。
此外，底部是容器中最难以通过吹塑或拉伸-吹塑操作而正确成型的区域，具体地是因为明显较厚的材料导致拉伸更为缓慢，且更不易于成形。于是，为了提高其机械强度，底部一般具有复杂的、甚至非常复杂的形状，其形状具有很多凹陷和凸起的波纹，该波纹正确的构形产生理想的机械强度。
如果容器配有具有多个凸起支座的、形状复杂的底部(称为“花瓣状”底部)，上述普遍存在的困难和缺陷则更为严重。实际上，这些花瓣状底部在周边上具有交替的凸起部分以及凹槽或“谷”，所述基本上呈轴向的凸起部分形成支座，该凹槽或“谷”使支座分开并且其底部基本上在半球形壳体上径向延伸：因此，在吹塑过程中，材料的拉伸，尤其是沿轴向的拉伸，根据所涉及的区域是否在支座或谷中而具有大不相同的幅度。不过，在底部的任何部位，机械强度必须足够高，以避免底部在液体重量和内压的作用下(这种容器通常用于盛放充有碳酸气的液体)而下陷，这通过基本上增加材料的厚度而完成。此外，花瓣状底部的复杂形状需要严格的吹塑条件，尤其是吹塑压力，以便能够正确地形成底部。
另外，热塑性材料容器的生产厂家一直力求改进经济的生产条件，力图生产需要更少量热塑性材料的容器，并且始终提高生产率。
确切地说，本发明旨在解决这些日常的实际需要，并提出关于制造容器底部的改进的技术方案，该方案能够显著地节省原材料，同时显著地提高生产率。
发明内容
为此，根据本发明的第一方面，本发明提出了一种模底，其用于通过吹塑或拉伸-吹塑、制造由例如PET的热塑性材料制成的容器(尤其是瓶子)的模具，如前序部分所述，根据本发明设计的所述模底，其特征在于下述配置的结合：
-每个型腔的底部适于形成容器的支座的支承面，当平行于圆周地测量时，所述底部的宽度l约为1.5至3.5mm；
-每个背部的背脊半径r约为2至5mm；
-每个背部的侧面基本上沿轴向凹入，所述侧面与原点相切的平面形成的角度a约为52°至88°；以及
-背部的高度H约为16.5至18mm。
术语背部高度H在本文中是指与轮廓垂直的背脊的高度，所述轮廓具有前述的基准直径D。
优选地设置为，背部的侧面还在径向上凹入，以使得用该模底获得的容器底部的谷侧面呈三维弯曲。
优选地设置为，所述基本上呈凹形径向延伸的背部的所述脊在截面形状基本上呈篮子柄形的回转表面上延伸，尤其是在截面形状基本上呈卵形的回转表面上。由于该配置，与在背脊支承在半球形表面上的情况下的背部高度相比，该背部高度H基本上减小。
根据本发明，采用的型腔底部的宽度l小到1.5至3.5mm，其显然与传统采用通常至少为6mm的比较大的型腔底部宽度的解决方案不一致：大型腔更易于在吹塑过程中排出模具壁和容器支座壁之间的空气，这样，可使热塑性材料壁在变形过程中精确地到达模具壁，从而获得具有正确成形的支座的容器。
显然，因而，如本发明所提出的宽度小的型腔使得支座更难以吹塑成其正确的形状。然而，与传统模具中大于18mm的高度相比，本发明使型腔底部宽度的减小与约16.5至18mm的减小的背部高度相结合：热塑性材料的变形一方面由于所述底部宽度较小而更困难，另一方面由于背部高度较小而在背部处更容易。此外，与当前设计中背部侧面的约49°的角度相反相比，还有背部侧面的凹形形状以及52°至88°的非常宽的角度也起到积极的作用。
最后，根据本发明设计的模底提供的总的最终结果在于，容器底部被更精确地模制且能够更好地耐压和耐热。
典型的实施例是以下数值的结合：
Φ＝87.9mm，
l＝1.94mm，
r＝3.5mm，
a＝80°，
H＝16.7mm。
有利地设置为，型腔的半径Rg约为5至10mm，优选地，约为8.5mm。
这里着重指出，除了由于实施根据本发明的特征而产生的上述优点之外，用具有本发明模底的模具制造的容器底部的展开面面积略小于传统的容器底部，从而使得体积减小，因此减小了材料重量，虽然比较小(通常约2％量级的重量)，但确实减小了重量。
根据本发明的另一方面，本发明提出了一种模制装置，其用于
通过吹塑或拉伸-吹塑制造尤其是瓶子的容器，所述容器由例如PET的热塑性材料制成并具有主体和底部；所述底部为花瓣状并具有五个支座；所述支座等间隔地按一定角度分布，其基本上与容器的轴线相平行地延伸，且通过辐射状谷彼此分开；所述辐射状谷的底以凸形曲线的方式径向地延伸；所述容器的所述底部由基本上呈回转圆柱形的连接区域来与所述容器的所述主体连接；所述连接区域的直径Φ约为85至95mm；所述模制设备包括至少一个模具，所述模具包括模底，其特征在于，所述模底使用一个和/或其它上述特征。
附图说明
通过阅读以下参照附图的详细描述，本发明将得到更好的理解，在附图中：
图1是根据本发明设计的吹塑或拉伸-吹塑模底的俯视图；
图2是沿图1中II-II线的径向剖面图；
图3是沿图2中III-III线的俯视剖面图；
图4是沿图1中一部分模底的IV-IV线的剖面图；
图5是图1至4中模底的俯视的四分之三立体图；以及
图6是用图1至5中模底而制造的容器底部的仰视的四分之三等距立体图。
具体实施方式
现在参照图1至图5，图1至图5示出了模具底部1，其用于装备至用于通过吹塑或拉伸-吹塑制造尤其是瓶子的容器的模具，所述容器由例如PET的热塑性材料制成。
如图6所示，用上述模具制造的容器2具有主体3和底部4，底部4为花瓣状并具有五个形成支座5的凸起，这些支座5等间距地按一定角度分布，其基本上与容器的轴线6相平行地延伸，且通过辐射状谷7彼此分开，谷7的底8以凸形曲线的方式径向地延伸。所有的谷7在底部的中央收敛，底部以略微外凸的平台10的形式构成。容器的底部4由基本上呈回转圆柱形的连接区域9来连接至容器的主体3，连接区域9的直径Φ约为85至95mm。
现在参照图1至图5，为了模制容器2的底部，模底1包括五个型腔11(用于形成容器底部的支座)，五个型腔11分开相同的角距而分布(分开72°)，基本上与模底1的轴线12相平行地延伸，且通过辐射状背部13彼此分开(辐射状背部13即模底的基本上径向伸长的凸起部分，其在模制的容器底部中导致形成上述谷)。每个背部13均具有凹形的脊14。型腔11的底部15分布在基本上呈圆形的轮廓16上，轮廓16给定的基准直径D约为60至66mm，该直径对应于容器底部4的底座轮廓的直径(支座5的区域在圆形轮廓的直径上分布，容器通过支座5支承在平面支承物上)。
根据本发明，模底1设计成下述配置的结合：
-每个型腔11的底部15均适于形成容器2的支座5的支承面，当平行于圆周地测量时，底部15的宽度1约为1.5至3.5mm；
-每个背部13的背脊14的半径r均约为2至5mm；
-每个背部13的侧面17基本上沿轴向(即在如图4所示的基本上为正截面的平面上)凹入，侧面17与原点(即脊14的倒圆角终止的位置)相切的平面形成的角度a约为52°至88°；以及
-背部高度H(脊14与直径为D的轮廓16相垂直的高度，型腔11的底部15分布在轮廓16上，如图2所示)约为16.5至18mm。
如图1和图5所示，期望的是，背部13的侧面17还在径向上凹入，以使得容器底部的相应谷的侧面呈三维凸起，即在径向上和垂直地凸起，从而增大其强度。
如图2示出的模底1左半部的视图所示，只要使背部13的脊14在截面形状基本上呈篮子柄形的回转表面上延伸，就可以简单地降低背部高度H。目前，当高度H减小得较大时，该回转表面的精确形状没有显著影响。实际上，选用的回转表面的正截面是简单的几何结构，例如椭圆形，或者如图2所示，是具有大半径R1和小的端半径R2的卵形。由于这样的构成，在其上支承背部的脊14的回转表面与圆柱形回转主体的型腔相切地连接，同时该回转表面的高度小于该主体型腔的直径。
有利地，将型腔的半径Rg设置为约5至10mm，以使得容器底部的相应支座明显地比现有技术中底部的支座细小。
在典型的实施例中，对于直径Φ＝87.9mm来说(尤其是容量为1.5升的瓶子的通用直径)，设定以下数值的结合：
l＝1.94mm，
r＝3.5mm，
a＝80°，
H＝16.7mm，
Rg＝8.5mm。
根据本发明的特征特别优选地应用于模制设备中，该模制设备通过吹塑或拉伸-吹塑制造尤其是瓶子的容器2。所述容器2由例如PET的热塑性材料制成，并具有主体3和底部4。底部4为花瓣状且具有五个支座5。支座5等间隔地按一定角度分布，其基本上与容器2的轴线6相平行地延伸，且通过辐射状谷8彼此分开。辐射状谷8的底以凸形曲线方式径向地延伸。容器的底部4由基本上呈回转圆柱形的连接区域9来与容器的主体3连接，连接区域9的直径Φ约为85至95mm。所述模制设备包括至少一个模具，该模具由包括模底1的至少三个部分构成，为了模制所述容器2的所述底部4，模底1包括五个型腔11。所述五个型腔11按一定角度等间距地分布，基本上与模底1的轴线12相平行地延伸，并且通过辐射状背部13彼此分开。辐射状背部13的脊14在径向为凹的。所述型腔11的底部15分布在基本上呈圆形的轮廓16上。轮廓16的给定基准直径D约为60至66mm。根据本发明设计的模制装置配设模底1，模底1应用上述特征中的一个或多个。

Claims (8)

1.一种模底(1)，其用于通过吹塑或拉伸-吹塑制造容器(2)的模具，所述容器(2)由热塑性材料制成，并具有主体(3)和底部(4)；所述底部(4)为花瓣状并具有五个支座(5)；所述支座(5)等间隔地按一定角度分布，其与容器(2)的轴线(6)相平行地延伸，且通过辐射状谷(7)彼此分开；所述辐射状谷(7)的底(8)以凸形曲线的方式径向地延伸；所述容器(2)的所述底部(4)由呈回转圆柱形的连接区域(9)来与所述容器(2)的所述主体(3)连接；所述连接区域(9)的直径Φ为85至95mm；为了模制所述容器的所述底部(4)，所述模底(1)包括五个型腔(11)；所述五个型腔(11)按一定角度等间距地分布，与所述模底(1)的轴线(12)相平行地延伸，并且通过辐射状背部(13)彼此分开；所述辐射状背部(13)的脊(14)在径向为凹的；所述型腔(11)的底部(15)分布在呈圆形的轮廓(16)上，所述轮廓(16)的基准直径D为60至66mm，
其特征在于以下特征的结合：
-每个所述型腔(11)的所述底部(15)适于形成所述容器(2)的所述支座(5)的支承面，当平行于圆周地测量时，所述底部(15)的宽度l为1.5至3.5mm；
-每个所述背部(13)的所述背脊(14)的半径r为2至5mm；
-每个所述背部(13)的侧面(17)沿轴向凹入，所述侧面(17)与原点相切的平面形成的角度a为52°至88°；以及
-所述背部的高度(H)为16.5至18mm。
2.根据权利要求1所述的模底，其特征在于，所述背部(13)的所述侧面(17)还在径向上凹入。
3.根据权利要求1所述的模底，其特征在于，所述呈凹形径向延伸的背部(13)的所述脊(14)在截面形状呈篮子柄形的回转表面上延伸，由此减小所述背部的高度H。
4.根据权利要求3所述的模底，其特征在于，所述呈凹形径向延伸的背部(13)的所述脊(14)在截面呈卵形的回转表面上延伸。
5.根据权利要求1所述的模底，其特征在于下述结合：
Φ＝87.9mm，
l＝1.94mm，
r＝3.5mm，
a＝80°，
H＝16.7mm。
6.根据权利要求1所述的模底，其特征在于，所述型腔(11)的半径Rg为5至10mm。
7.根据权利要求6所述的模底，其特征在于，所述型腔(11)的半径Rg为8.5mm。
8.一种模制设备，其用于通过吹塑或拉伸-吹塑制造容器(2)，所述容器(2)由热塑性材料制成，并具有主体(3)和底部(4)；所述底部(4)为花瓣状并具有五个支座(5)；所述支座(5)等间隔地按一定角度分布，其与容器(2)的轴线(6)相平行地延伸，且通过辐射状谷(7)彼此分开；所述辐射状谷(7)的底(8)以凸形曲线的方式径向地延伸；所述容器(2)的所述底部(4)由呈回转圆柱形的连接区域(9)来与所述容器(2)的所述主体(3)连接；所述连接区域(9)的直径Φ为85至95mm；所述模制设备包括至少一个模具，所述模具包括模底(1)，其特征在于，所述模底(1)如权利要求1所述地配置。
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