CN101389537B - 用于热塑性容器制造模具的模底以及配有至少一个设有该模底的模具的模制装置 - Google Patents

用于热塑性容器制造模具的模底以及配有至少一个设有该模底的模具的模制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于模具的模底(1)，该模具用于吹塑或拉伸-吹塑的热塑性容器，该容器具有花瓣状底部；模底(1)包括由辐射状背部(13)分开的一些型腔(11)，辐射状背部(13)具有凹的脊面(14)，型腔(11)的底部分布在圆形轮廓上；该背部的脊(14)从模腔(C)的中心以弧形延伸；在连续的两个背部(13)和对应的型腔(11)之间过渡每个区(18)，在垂直于模底(1)的轴线(12)的平面(P)上都是平的；有利地，型腔(11)在该模底的直径横截面上是弧形的。

Description

用于热塑性容器制造模具的模底以及配有至少一个设有该模底的模具的模制装置
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。该容器包括主体和称为花瓣状类型的底部，该底部具有按一定角度等间隔地分布的多个支座。这些支座基本与容器的轴线平行地延伸且彼此之间通过辐射状槽分开。该辐射状槽具有以凸形曲线的方式径向地延伸的底部。为了模制上述容器的底部，上述模底具有模腔(moldcavity)。该模腔包括多个型腔，这些型腔按一定角度等间隔地分布，近似与模底的轴线相平行地延伸，彼此之间通过辐射状背部分离开。该辐射状背部具有从模腔中心以圆弧形式延伸的脊，上述型腔的底部分布在具有给定底部直径的基本上呈圆形的轮廓上。
术语“背部”应理解为表示模底的基本在径向上伸长的一个凸出部分，且在模制容器的底部内导致上述一个“槽”的形成。
背景技术
容器最难制造的部分是底部。更具体地，容器的底部支承了包含在容器内的液柱的重量。在底部不具有足够的机械抵抗力的情况下，它会变形，且容器不能再以稳定的方式放置在支承件上。
然而，准确地，为了使底部可具有期望的机械抵抗力，底部具有较大的壁厚，适当地大于容器其余部分的壁厚。因此，底部比容器主体需要相对更多的材料，目前，容器主体的壁的厚度通常已经非常薄且变得难以再减少。由于基本上材料的厚度越厚导致更慢的拉伸和更困难的成形，因而底部是容器中最难以通过吹塑或拉伸-吹塑操作来实现正确成形的部分。更具体地，为了改进其机械强度，底部一般具有复杂、甚至非常复杂的形状，其中该形状具有很多凹陷和凸出的减压部分，该减压部分的正确成形产生期望的机械抵抗力。
在容器设有具有多个凸出支座的、形状复杂的底部(称为“花瓣状”底部)的情况下，上述普遍存在的困难和障碍将会变得更严重。实际上，这些花瓣状底部在其圆周上具有交替的凸起部分以及凹陷或“槽”，该基本上在轴向上凸出的凸起部分形成支座，该凹陷或“槽”将支座分开，这些槽的底部在半球状外部轮廓上近似径向地延伸：因此，在吹塑过程中，根据是否具有凸起部分或槽，材料的拉伸(尤其是沿轴向的拉伸)的范围是非常宽的。然而，无论在底部的哪个位置，都有必要使其具有足够的机械抵抗力，以避免底部在流体重量和内部压力的作用下弱化(该类底部通常用于容纳充有碳酸气的液体)，这基本上通过增加材料的厚度来保证。而且，为了获得正确的容器底部的成形，花瓣状底部的复杂形状需要高度控制吹塑条件，尤其是吹塑压力。
更具体地，关于花瓣状底部，同样值得注意的是，材料在变形时必定经历非常大的角路径(angular path)，从最初预成型坯的底部的半球形通向反方向的壁(停留在近似圆锥表面上)，限定出朝向已完成容器的中心的支座；基于该位置，材料受到的角路径可达到90°，或甚至更大。这与该区域材料的具体厚度有关，可导致材料不能充分地压平到模腔的壁上而且降低了紧贴在模具上的材料的冷却质量；低质量的底部或容器底部某些部分可导致该结果。而且，材料的该大角路径需要十分长的时间。
更具体地，热塑性容器的制造商设法永久地改进生产成本，这通过力图生产需要更少量热塑性材料的容器来实现，如果可能的话，在基本上更低的吹塑压力下(倾向于造成紧贴在模具上的材料的不能被基本上压平)且利用非常高的生产率(在成型的过程中需要将材料更迅速地打开，这对于底部的最厚的部分是很难达到的)。
发明内容
本发明的目的在于提出改进方法，该改进方法能够在改进的条件下制造具有花瓣状底部的容器，消除了上述缺陷并同时提高了制造商所期望的生产率。
为此，根据第一方面，本发明提出了用于模具的模底，该模具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)。如在前文中所述的那样，根据本发明设置的所述模底的特征在于，其具有多个过渡区，每个所述过渡区均限定在两个连续脊和这两个脊间的型腔之间，其中所述过渡区在基本与模底的轴线垂直的平面上是基本上平坦的。
与迄今为止制造的形状非常复杂的花瓣状底部相比，从几何学的角度出发，上文公开的模底结构是非常简单的。具体地，应该注意的是材料的拉伸少于以前的底部，在模腔的中部包括过渡区的平坦部分，材料更容易紧贴在模具壁上且更容易被冷却。而且，在模制时，在预成型坯底部材料的打开过程中，该材料的至少某些部分的角路径相对于以前的过程已非常简化且因而需要更少的时间：这在寻找更高生产率的背景中是有利的。
有利地，型腔在模底的直径横截面上具有基本上为圆弧的形状。然而，为了获得支座在支承件上的足够稳定的支承，所期望的是以本身已知的方式，使用于模制容器支座的模底的型腔基本在圆周方向上伸长。因而，容器的支座被设置为在圆周上且被拉伸的球冠形状；这些大形状具有相对大的模底曲率半径，并且使容器的支座能够比具有传统花瓣状底部的小曲率半径的狭窄支座更容易被模制。
有利地，也可以规定通过圆弧形状的圆弧角将每个型腔的边缘连接到各个过渡区的基本平坦的部分。该圆弧角的半径与模底的直径横截面中看到的型腔半径是基本上一致的。在因而成型的模底中，所有曲面都具有较大的曲率半径，其在此再次促进了正确且快速地模制材料。
实际上，可以规定型腔的径向长度近似等于上述过渡区的径向长度的一半，从而使得对于形成每个支座所必须的、需要经受最大拉伸的材料的数量被减少，与此同时在模底中部可见的平坦表面部分是没有障碍的。
如果参照用于制造容器的预成型坯底部的几何图形，优选地，规定每个基本上平坦的过渡区的径向尺寸与制成的容器直径是基本上成比例的；特殊地，模底型腔底部的圆形分布轮廓的直径(对应于制成容器的支承区域的直径)和每个基本上平坦的过渡区的径向尺寸的比率大约是3到2.5之间，优选地是大约2.8到2.7之间。换句话说，预成型坯的较厚底部的材料只需经受最小拉伸且被简单地打开在模腔过渡区的平坦部分上，从而使预成型坯底部材料的最初厚度并没有在容器底部相应的平坦部分中被拉伸。
根据本发明设置的模底能够在大的尺寸范围内和在改进的条件下制造具有形状简化底部的容器，改进了成形容器底部的条件且提高了制造速度，尤其是大容量容器(例如，1.5到3升)的制造速度，所有特征都完美地满足实践经验的期望。
根据第二方面，本发明还提出了一种模制装置，该装置用于通过吹塑或拉伸-吹塑制造由热塑性材料(例如PET)制成的容器，尤其是瓶子，该容器包括主体和称为花瓣状类型的底部，该底部具有等间隔地按一定角度分布的多个支座，这些支座与容器的轴线基本平行地延伸且彼此之间通过辐射状槽分离开，该辐射状槽具有凸形的底部，上述模制装置包括至少一个模具，该模具由包括一个模底的至少三部分组成，该模底具有模腔，为了模制容器的所述底部，该模腔包括多个型腔，这些型腔以等距的方式按一定角度分布、近似平行于模底的轴线而延伸且彼此之间通过辐射状背部分离开，该辐射状背部具有从模腔中心以圆弧形延伸的脊，上述型腔的底部分布在基本上为圆形的轮廓上，根据本发明设置的所述模制装置，其特征在于，所述模底根据本发明按上述描述设置。本发明特征的一个重要应用涉及圆盘传送带类型的旋转吹塑机器或拉伸-吹塑机器该机器设有多个模具，该模具包括根据本发明设置的各个底部。
附图说明
通过阅读下文中对仅作为纯粹的说明性示例给出的本发明某些优选实施方式的详细描述，将会更好地理解本发明。在该描述中，参考附图，其中：
-图1是根据本发明设置的模底的俯视图；
-图2是图1的模底沿着线II-II的径向截面图；
-图3是图1的模底的俯视的四分之三立体图；以及
-图4是用图1到图3设置的模底模制的容器底部的仰视的四分之三等距视图。
具体实施方式
现参考图1到图3，所示的模底1旨在提供模具，该模具用于通过吹塑或拉伸-吹塑制造尤其是瓶子的容器，该容器由热塑性材料(例如PET)制成。
如图4所示，用该模具制造的容器2包括主体3和称为花瓣状类型的底部4，其中该底部具有形成支座5的多个凸起，数量一般地是三到七之间，实际上是四到六之间(在示出的实施例中为五)，支座5按一定角度等距地分布，沿着近似平行于容器的轴线6的方向延伸且彼此之间通过辐射状槽7分开，槽7具有以凸形曲线的方式延伸的底部8。所有的槽7会聚在底部的中心，该底部的中心由以中心圆板10形式的、向外凸出的凸起构成。该容器的底部4通过连接区域9连接到容器的主体3上，其中连接带9是基本上呈圆柱形旋转的。
模底1设有模腔C，模腔C包括用于模制容器2的上述底部4的多个型腔11，其中型腔11的数量与底部4的支座5的数量相同，一般在三到七之间，实际上在四到六之间(图1到图3所示的实施例中为五)，型腔11等间隔地按一定角度分布(在该实施例中相互之间的角距为72°)，型腔11沿着近似平行于模底1的轴线12(轴线12也是模腔C的轴线)的方向延伸且彼此之间通过辐射状背部13(即，基本上径向伸长的部件，其从模腔C凸出，导致在模制的容器的底部4内形成上述槽7)分开。
每个背部13均包括以凹入方式延伸的脊14，其形式为中心位于模底的轴线12上且发源于轴线12的圆弧形。
型腔11的底部15分布在基本上呈圆形的轮廓16上，轮廓16具有给定的底部直径D，该直径对应于容器底部4的支承部分的直径(圆形轮廓的直径，其中，在该圆形轮廓上分布了支座5的区域，通过支座5，容器能被搁在平坦支承件上)。
模腔C的中心包含深度较浅的圆形坑17，其深度的大小适合接受最初的预成型坯的底部的凸出部分，对应于预成型坯的喷射模塑顶端，使其可以有利于形成容器底部4的所述板10，其中板10允许预成型坯正确地定位中心。
根据本发明，每个过渡区18都限定在两个连续的背部13与位于这两个背部间的对应的型腔11之间，过渡区18在P平面上基本平坦，其中平面P基本上垂直于模底1的轴线12，因而在模底的中心位置正切于脊14。
而且，如在图2的模底径向截面图中清晰可见的那样，每个型腔11都有利地包括半径为r的基本上呈圆弧形的径向截面，该径向截面沿圆周方向扩大，因此在容器各个支座5的底部上限定了支承部分，该支承部分具有足够的宽度以允许容器以稳定的方式被支承在平坦支承件上。如图1到图3所示，型腔11的高度h基本上小于其半径r，使得成形的每个型腔11的形状都近似于在圆周上拉伸的球冠形。
而且，如图2所示，每个型腔11的边缘都通过圆弧角19连接到各自基本上平坦的过渡区18上，其中，圆弧角19的半径r与模底的径向截面中所见的型腔半径基本上相同。因而可避免小半径的连接，有利于改进紧贴模具壁的材料压平。
在如图1到图3所示的优选实施方式中，型腔11在一个各自的过渡区18中的径向长度近似为所述过渡区18的径向长度的一半。有利地，每个基本上平坦的过渡区18的径向尺寸R与制造的容器直径是成比例的；特别地，如果参考圆形轮廓的直径D，该直径D与基本上平坦的过渡区18的所述径向直径R的比率D/R大约在3到2.5之间，优选地大约在2.8到2.7之间，其中，如上所述，在该圆形轮廓上分布了模底1的型腔11的底部15(且直径D对应于支承直径或对应于已完成容器的支座5的分布轮廓的直径)。因而在模制过程中，在这些过渡区18上，预成型坯的底部被基本上压平以垂直于模底1的轴线12，而并未被径向地拉伸。材料在一定的范围内移位，其中该范围小于传统花瓣状底部成型时的范围(传统花瓣状底部的相应区域支承在向下开口的截平的轮廓上)，因而材料更容易紧贴模壁被压平，从而导致其冷却的改进。
参考图4，可见在使用根据本发明的模底制造的容器底部4中，在支座5背面并朝向底部4的中心，槽7相互限定出近似于三角形的且形状基本上平坦的部分20，包含在基本上圆形轮廓内部(图4中的虚线)，其中，槽7一直延伸到容器底部4的中心(直到中心凸出圆板10)。
本发明的特征在这样的模制装置中找到了最独特地优选的应用，即，该模制装置用于通过吹塑和拉伸-吹塑制造由热塑性材料(例如PET)制成的容器2，尤其是瓶子，上述容器2具有主体3和称为花瓣状类型的底部4，其中底部4具有以等距的方式按一定角度分布的多个支座5，其中，支座5沿着近似平行于容器的轴线6的方向延伸且彼此之间通过辐射状槽7分离开，其中，槽7具有以凸形曲线的方式延伸的底部8。模制装置包括至少一个模具，该模具由包括一个模底1至少三部分组成，模底1包括多个型腔11，为了模制容器的所述底部4，型腔11等间隔地按一定角度分布，基本上与模底1的轴线12相平行地延伸且彼此之间通过辐射状背部13分开，其中辐射状背部13具有脊14，脊14从模腔的中心以圆弧形延伸。其中，所述型腔11的底部15分布在底部直径D给定的基本上呈圆形的轮廓上，因而模制装置的所述至少一个模具的模底1被设计为具有上述设置中的一个和/或多个。特别地，这种模制装置在实际中的形式可以是圆盘传送带类型的旋转吹塑或拉伸-吹塑机器，设置有多个模具，各个模具都具有根据本发明设置的底部。

Claims (8)

1.一种模底(1)，其用于通过吹塑和拉伸-吹塑制造容器(2)的模具，所述容器(2)由热塑性材料制成，并包括主体(3)和称为花瓣状类型的底部(4)，所述底部(4)具有等间隔地按一定角度分布的多个支座(5)，所述多个支座(5)与所述容器的轴线(6)相平行地延伸且彼此之间通过辐射状槽(7)分开，所述辐射状槽具有以凸形曲线的方式延伸的底部(8)，为了模制所述容器(2)的所述底部(4)，所述模底(1)具有模腔(C)，所述模腔(C)包括等间隔地按一定角度分布的多个型腔(11)，所述多个型腔(11)与所述模底(1)的轴线(12)相平行地延伸且彼此之间通过辐射状背部(13)分开，所述辐射状背部(13)具有脊(14)，所述脊(14)从所述模腔(C)的中心以圆弧形延伸，所述型腔(11)的底部(15)分布在圆形轮廓(16)上，其特征在于，所述模底(1)具有多个过渡区(18)，每个所述过渡区(18)均被限定在两个连续的背部(13)和位于所述两个连续的背部之间的型腔(11)之间，并且在与所述模底(1)的所述轴线(12)垂直的平面(P)上是平坦的。
2.如权利要求1所述的模底，其特征在于，所述型腔(11)在所述模底的径向截面上为圆弧形。
3.如权利要求1或2所述的模底，其特征在于，所述型腔(11)的径向长度等于所述过渡区(18)的径向长度
4.如权利要求1所述的模底，其特征在于，每个所述型腔(11)的边缘都通过圆弧角(19)连接到各自的平坦过渡区(18)上，所述圆弧角(19)的半径与所述模底的直径截面上所见的所述型腔(11)的半径相同。
5.如权利要求1所述的模底，其特征在于，所述模底(1)的所述型腔(11)的底部(15)的圆形分布轮廓的直径(D)与每个平坦过渡区(18)的径向尺寸(R)的比率在3到2.5之间。
6.如权利要求5所述的模底，其特征在于，所述比率在2.8到2.7之间。
7.如权利要求1所述的模底，其特征在于，所述型腔(11)在圆周方向上伸长。
8.一种模制装置，其用于通过吹塑和拉伸-吹塑制造容器(2)，所述容器(2)由热塑性材料制成，并包括主体(3)和称为花瓣状类型的底部(4)，所述底部(4)具有等间隔地按一定角度分布的多个支座(5)，所述多个支座(5)与所述容器的所述轴线(6)相平行地延伸且彼此之间通过辐射状槽(7)分开，所述辐射状槽具有凸形的底部，所述模制装置包括至少一个模具，所述模具由包括一个模底(1)的至少三部分构成，所述模底(1)具有模腔(C)，为了模制所述容器的所述底部(4)，所述模腔(C)包括多个型腔(11)，所述多个型腔(11)等间隔地按一定角度分布，并与所述模底(1)的所述轴线(12)相平行地延伸且彼此之间通过辐射状背部(13)分开，所述辐射状背部(13)具有脊(14)，所述脊(14)从所述模腔(C)的中心以圆弧形延伸，所述型腔(11)的底部(15)分布在圆形轮廓上，其特征在于，所述模底(1)根据权利要求1所设置。
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