CN104884353B - 挤压吹塑模制式容器 - Google Patents
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Abstract
一种挤压吹塑模制式容器(10)包括:颈部(12);本体(14);和底座(16),其中所述底座包括至少一个由于在吹塑模制设备中形成所述容器而产生的底座分型线,其中所述底座还包括分型线支承突边(30),用于增强所述底座分型线的至少一部分,其中所述支承突边具有至少0.05:1且不超过2:1的高宽比。
Description
技术领域
本发明涉及用于由一种或多种类型的聚合材料形成挤压吹塑模制式容器的工艺和系统。
背景技术
消费者很重视看见其包装的内容物的能力。消费者还很欣赏由聚酯制成的容器的韧性和光泽。因为这种属性组合,通过注塑拉伸吹塑模制工序(ISBM)而生产的由聚酯合成纤维(PET)制成的容器是市场上最常见类型的透明容器。然而,ISBM工艺通常局限于均匀形状的容器的生产,并且不能生产包括各种类型的手柄的瓶子,例如贯通手柄。在最终消费者厌烦抓住圆形或方形容器的场合,在较大容积的瓶子和容器中时常需要手柄。包含贯通手柄的较大容积的瓶子最高效地通过挤压吹塑模制(EBM)工艺来生产。
典型的挤压吹塑模制工艺开始于在挤压机中熔化聚合材料以生产熔化的树脂的步骤,熔化的树脂然后可通过压模进行挤压,从而形成一管熔化的聚合物(即型坯)。具有所需容器形状的两个半模被夹紧在型坯周围,之后将空气或其它加压流体吹送到模具中,以使挤压物充胀,从而填充模腔的内部。然后冷却模制品,并从模具中顶出。最后,在使用、运输或储存最终容器之前可通过各种机械方法除去保留在容器的边缘和底座周围的过量的聚合材料,其通常被称为“飞边(flash)”。
不幸的是,由某些聚酯树脂制成的挤压吹塑模制式容器倾向于是刚性的,易碎的,并且面临修剪的挑战。由这些类型聚酯制成的挤压吹塑模制式容器倾向于具有较差的跌落冲击性能,这至少部分地是由于最终容器的高刚度的缘故。相反,利用聚烯烃类,例如高密度聚乙烯(HDPE)生产的挤压吹塑模制式容器呈现较小的刚度,并且倾向于呈现较好的跌落冲击强度。
许多因素可影响挤压吹塑模制式容器的跌落冲击完整性,例如型坯的熔化温度、容器和飞边穴口的模具温度、模具的闭合速度(也被称为模具衬垫水平)、半模之间的间距(也被称为隙距或夹距)、在顶出容器和其去飞边之间的时间、在模具中的冷却时间(也被称为模具循环时间)和/或各个半模的特定的结构形态。在某些情况下,选择改变一个或多个上面列出的参数以便增强跌落冲击强度实际上会导致最终容器的一个或多个特性的下降或老化。因而,优化挤压吹塑模制式容器的跌落冲击强度是难以实现的非常复杂的工艺。例如,虽然增加某一容器的冷却时间或去飞边时间可增加跌落冲击强度,但是生产该容器所需要的更长的工艺时间将降低该工艺的经济活力,尤其在商业规模下。类似地,升高用于创造容器的聚合物的熔化温度可增加其强度,但是这种变化时常导致较差的型坯稳定性和/或在处理期间增加聚合物的降解作用。
另外,虽然在处理期间增加半模间距可增加跌落冲击强度,但是这种改变还将极大地增加从最终容器的周边除去“飞边”或过量聚合物所需要的作用力(例如“去飞边扭矩”)。相反,减少半模之间的间距可造成所得飞边更容易进行修剪,但这种变化将造成所得容器的跌落冲击强度受影响。
因而,对用于生产耐用的挤压吹塑模制式容器的工艺和系统存在需求,这种容器具有高的跌落冲击强度,但仍易于去飞边(或修剪)。这种容器应能够在商业规模下低成本地高效地进行生产。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种用于生产容器的挤压吹塑模制(EBM)系统。这种EBM系统包括一种模具组件,其包括第一半模和第二半模。这种模具组件可在打开形态和闭合形态之间移动,在打开形态下,半模彼此间隔开,在闭合形态下,至少半模的一部分彼此接触并限定了分型面,当模具组件处于闭合形态下时,半模沿着该分型面彼此接触。各个半模呈现底座成形表面和与底座成形表面相邻的尾部成形表面,并且各个半模限定了夹挤线,其沿着底座成形表面和尾部成形表面的结合部而延伸。当模具组件处于闭合形态时,在各个半模的夹挤线之间形成了至少0.001英寸的夹挤点间隙。各个半模的底座成形表面呈现瓶底成形表面和与瓶底成形表面相邻的突边(bead)成形表面,并且各个半模限定了突边底线,其沿着瓶底成形表面和突边成形表面的结合部而延伸。各个半模的突边成形表面在突边底线和半模的夹挤线之间延伸,并且各个半模限定了穿过突边底线和夹挤线而延伸的突边角基准线。在分型面和突边角基准线之间限定了至少20度且不超过70度的突边扩展角。
本发明的另一实施例涉及一种挤压吹塑模制式容器,其包括颈部、本体和底座。容器的底座包括由于在吹塑模制设备中形成所述容器而造成的至少一个底座分型线以及用于增强所述底座分型线的至少一部分的分型线支承突边。支承突边的高度对其宽度的比率至少是0.05:1,并且不超过2:1。
本发明的又一实施例涉及一种挤压吹塑模制式容器,其包括颈部、本体、底座和受支承的尾部飞边,受支承的尾部飞边至少沿着底座的一部分而延伸。受支承的尾部飞边包括联接在底座上的支承突边和至少从支承突边的一部分向外延伸的伸长部分。尾部飞边的伸长部分配置为用于从支承突边上除去它。从支承突边上除去伸长部分所需要的扭矩至少比从类似的不包括支承突边的挤压吹塑模制式容器上除去尾部飞边所需要的扭矩小15%。
本发明的又一实施例涉及一种用于生产挤压吹塑模制式容器的工艺。这种工艺包括如下步骤:(a)将聚合材料挤压到末端开口的型坯中;(b)在两个可移动的半模的相对的夹挤点之间关闭至少型坯的一部分,从而形成密封的型坯;(c)利用加压流体使至少密封的型坯的一部分充胀到在两个可移动的半模之间所限定的模腔的内表面上,从而提供初始的吹塑模制式容器,其包括底座分型缝和至少从底座分型缝的一部分延伸出来的尾部飞边;(d)从模腔中除去初始吹塑模制式容器;和(e)从初始容器的底座分型缝中除去至少尾部飞边的一部分,以便提供去飞边的容器,其中去飞边的容器包括支承突边,其至少沿着底座分型缝的一部分而延伸,并且所述除去步骤(e)是在比从类似没有支承突边的瓶子上除去尾部飞边所需要的扭矩至少小大约15%的扭矩下执行的。
附图说明
以下将参照附图详细地描述本发明的各种实施例,其中:
图1是根据本发明一个实施例的瓶子的侧立视图,其尤其显示了定位在瓶的底座上的支承突边;
图2是图1中所描绘的瓶子的底平面图;
图3是沿着图1的线3-3看去的局部截面图,其尤其显示了图1中所描绘的支承突边的横截面;
图4是根据本发明一个实施例的模具组件的横截面图;
图5是图4中所描绘的模具组件的一半的侧立视图;
图6a是图4中所示的模具组件的下面区域的放大的局部视图,其尤其显示了各个半模的相对的夹挤区域的形态;
图6b是图6a中所示的模具组件的夹挤区域的放大的局部视图;
图7是图6中所描绘的其中一个夹挤区域的放大的局部视图;
图8a是根据本发明一个实施例而配置的模具组件的局部视图,其尤其显示了配置为用于限定直角三角形突边基准横截面的突边成形表面;
图8b是根据本发明另一实施例而配置的模具组件的局部视图,其尤其显示了配置为用于限定三角形突边基准横截面的突边成形表面;
图8c是根据本发明又一实施例而配置的模具组件的局部视图,其尤其显示了配置为用于限定多边形突边基准横截面的突边成形表面;
图8d是根据本发明又一实施例而配置的模具组件的夹挤区域的局部视图,其尤其显示了配置为用于限定阶梯形突边基准横截面的突边成形表面;
图9是根据本发明一个实施例而配置的挤压吹塑模制(EBM)系统的示意图,其尤其显示了在EBM工艺中挤压型坯的步骤;
图10a是根据本发明一个实施例而配置的EBM系统的示意图,其尤其显示了在EBM工艺中将半模闭合到型坯上的步骤;
图10b是图10a中所示的模具组件的夹挤区域的放大的局部视图;
图11是根据本发明一个实施例而配置的EBM系统的示意图,其尤其显示了EBM工艺的吹塑或充胀步骤;
图12是瓶子的侧立视图,其具有根据本发明一个实施例而配置的尾部飞边;
图13a是图12中所示的尾部飞边的放大的局部视图;
图13b是图13a中所示的尾部飞边的夹挤部分的放大的局部视图;
图14是根据示例1中所述而生产的具有贯通手柄的瓶子的透视图;
图15a是一种对比模具组件的夹挤区域的示意图,其用于形成示例1中的瓶子;
图15b是一种新颖的模具组件的夹挤区域的示意图,其用于形成示例1中的瓶子;
图16a是根据示例1中所述利用本发明的模具组件而生产的瓶子的底座区域的示意性的横截面,其具有根据图15b中所示而配置的夹挤区域;
图16b是根据示例1中所述利用对比模具组件而生产的瓶子的底座区域的示意性的横截面,其具有根据图15a中所示而配置的夹挤区域;
图17是旋开式平台壁架的示意图,其具有可变的高度调整能力,以用于测试示例1中所生产的瓶子的跌落冲击强度;
图18显示了3-英尺跌落冲击通过率对扭矩的曲线图,该扭矩是针对利用图15a和图15b中部分显示的对比模具组件和本发明的模具组件而生产的若干个瓶子进行去飞边所需要的扭矩;且
图19显示了平均跌落高度对扭矩的曲线图,该扭矩是针对利用图15a和图15b中部分显示的对比模具组件和本发明的模具组件而生产的若干个瓶子进行去飞边所需要的扭矩。
具体实施方式
根据本发明的一个或多个实施例的挤压吹塑模制(EBM)工艺和系统可用于生产具有超高强度且增强可加工性的容器。这里使用的词语“容器”指任何用于保持或储存材料的接受器。典型的容器可包括,但不局限于瓶子、指管、管子和坛子。根据本发明实施例而生产的容器在许多行业中具有广泛的应用,包括,例如食品、饮料、化妆品、医疗和个人护理行业。在一个实施例中,这里所述的EBM工艺和系统可用于生产一种或多种类型的瓶子。这里使用的“瓶子”指任何由热塑性材料制成的用于储存或保持液体的接受器。现在将参照附图详细地描述根据本发明的一个或多个实施例而配置和生产的瓶子的一个实施例。
开始转到图1-3,总地显示瓶子10包括颈部12、本体14以及与本体14整体成形的底座16。虽然这里参照瓶子进行描述,但是应该懂得本发明的实施例可同等地适用于任何合适类型的容器,包括上面列出的那些容器。转回到图1-3中所示的瓶子10,颈部12可包括定位在开口20上或其附近的一个或多个螺纹或其它闭合装置18,开口20设置在瓶子10的上面部分上。瓶子10还可包括手柄22,其联接在至少本体14的一部分上,并且在一个实施例中,瓶子10可为一种贯通手柄的瓶子。
在图2所示的一个实施例中,瓶子10的底座16包括用于将瓶子10支承于大致平坦表面上的支承部分24以及略微从支承部分24升高的瓶底部分26。另外,瓶子10的底座16包括至少一个底座分型缝28,其是由于在挤压吹塑模制设备中(在图1中未显示)形成瓶子10而产生的。关于根据本发明的EBM工艺和系统的各种实施例的补充细节将在不久进行详细地论述。
根据本发明的一个实施例,挤压吹塑模制式瓶子10可包括至少一个支承突边30,其沿着底座16而延伸,用于增强至少底座分型缝28的一部分。如图2中所示,底座分型缝28和支承突边30可平行于底座16的长度L而延伸。这里使用的词语“长度”指事物或构件最大或最长的尺寸。在一个实施例中,底座16的长度可为至少大约2英寸、至少大约4英寸、至少大约6英寸,并且/或者不超过大约12英寸、不超过大约10英寸或不超过大约8英寸。在另一实施例中,长度可在大约2至大约12英寸、大约4至大约10英寸、或大约6至大约8英寸的范围内。当底座16具有非对称的横截面时,如图2中所示还可限定第二长的尺寸或宽度W。底座16的宽度可为至少大约2英寸、至少大约3英寸、至少大约4英寸,并且/或者不超过大约8英寸、不超过大约6英寸或不超过大约6英寸。在另一实施例中,宽度可在大约2至大约10英寸、大约3至大约8英寸或大约4至大约6英寸的范围内。
在本发明的一个实施例中,支承突边30的长度(l)相对底座16的长度(L)的比可为至少大约0.25:1、至少大约0.35:1、至少大约0.50:1,并且/或者不超过大约1:5、不超过大约1.2:1、不超过大约1:1、不超过大约0.95:1、不超过大约0.90:1、不超过大约0.85:1、不超过大约0.80:1或不超过大约0.75:1。在另一实施例中,这个比率可在大约0.25:1至1.5:1、大约0.35:1至大约1.2:1、或者大约0.50:1至大约0.95:1的范围内。在某些实施例中支承突边的长度相对底座的长度的比率大于1:1,支承突边可沿着至少瓶子10的其中一个侧壁的一部分而向上延伸。
现在转到图3,其提供了沿着图1中的线3-3看去的支承突边30的横截面图。如图3中所示,支承突边30可具有高度(HS)和宽度(WS)。在一个实施例中,支承突边30的高度可为至少大约0.005英寸、至少大约0.01英寸、至少大约0.02英寸,并且/或者不超过大约0.10英寸、不超过大约0.075英寸或不超过大约0.050英寸。在一个实施例中,支承突边30的高度可在大约0.005至大约0.10英寸、大约0.010至大约0.075英寸或大约0.02至大约0.05英寸的范围内。根据一个实施例,支承突边30的高度相对其宽度的比率(HS:WS)是至少大约0.05:1、至少大约0.010:1、至少大约0.20:1,并且/或者不超过2:1、不超过大约1:1、不超过大约0.75:1或不超过大约0.50:1,或者在大约0.05:1至大约2:1、大约0.010:1至大约1:1、大约0.20:1至大约0.75:1的范围内。
如图3中所示,支承突边30可具有相对较平的轮廓,并且可具有与瓶子10的厚度相似的高度。例如,在一个实施例中,与支承突边30相邻的底座16的平均厚度(x)相对支承突边30的高度(H)的比率可为至少大约0.5:1、至少大约0.75:1、至少大约1.01:1、至少大约1.1:1、至少大约1.15:1,并且/或者不超过大约5:1、不超过大约3:1或不超过大约2:1,或者在大约0.5:1至大约5:1、大约1.1:1至大约3:1或大约1.15:1至2:1的范围内。在一个实施例中,底座16的平均厚度(x)可为至少大约0.01英寸、至少大约0.02英寸、至少大约0.03英寸,并且/或者不超过大约0.075英寸、不超过大约0.065英寸或不超过大约0.050英寸,这是在与支承突边30相邻的十个等间隔的位置上所测量的,其中五个测量位置位于支承突边30的一侧,并且五个测量位置位于支承突边30的另一侧。在另一实施例中,底座16的平均厚度可在大约0.01至大约0.075英寸、大约0.03至大约0.065英寸或大约0.030至大约0.050英寸的范围内。
支承突边30可为实心突边,其如图3中所示限定了侧向突边横截面31。在一个实施例中,侧向突边横截面31可具有面积,其等于支承突边30的高度乘以其宽度。在其它实施例中,侧向突边横截面31的面积可小于支承突边30的高度乘以其宽度。例如,如果支承突边30具有0.02英寸的高度和0.08英寸的宽度,那么侧向突边横截面31的面积将小于(0.02)×(0.08)或小于0.0016平方英寸(英寸2)。在某些实施例中,侧向突边横截面31的面积可不超过这个值的95%、不超过大约90%、不超过85%、不超过80%、不超过75%或不超过50%。
虽然所示的支承突边具有通常圆形的轮廓,但是支承突边30可具有许多合适的形状。在一个实施例中,侧向突边横截面31具有三角形或矩形的形状。在另一实施例中,侧向突边横截面31可具有半-多边形的形状,使得支承突边30具有n边形的一半的形状,其中n是在5至12之间(包含5和12)的整数。在又一实施例中,至少侧向突边横截面31的一部分可为弯曲的。当支承突边30具有至少部分圆形的横截面31时,弯曲部分的半径(R)可为至少大约0.005英寸、至少大约0.01英寸、至少大约0.02英寸,并且/或者不超过大约0.10英寸、不超过大约0.075英寸或不超过大约0.050英寸。在某些实施例中,半径可等同于支承突边30的高度,而在其它实施例中,半径可不同于支承突边30的高度。不久将设想并进一步详细论述其它用于支承突边30的形状。
沿着至少底座16的一部分而存在的支承突边30可出乎意料地赋予瓶子10更高的强度,这至少部分地由其跌落冲击性能来表示。跌落冲击性能可通过至少两种方法的其中一种方法来测量。第一种是Bruceton阶梯方法,在这种方法中确定平均跌落故障高度。这种方法类似于ASTM D 2463,并且在示例3中进行详细描述。测试跌落冲击性能的第二种方法是在3、4和5英尺的跌落高度执行静态跌落冲击测试。在示例4中详细所述的这一程序测量在某一高度跌落时测试通过(即,不断裂或破裂)的瓶子的百分比。在一个实施例中,根据Bruceton方法进行测量,瓶子10可具有至少大约3.5英尺、至少大约4.5英尺、至少大约5英尺,并且/或者不超过大约10英尺、不超过大约8英尺或不超过大约7英尺,或者在大约3.5至大约10英尺、大约4.5至大约8英尺或大约5至大约7英尺范围内的平均跌落高度。
根据某些实施例,如示例4中所述根据静态跌落冲击测试进行测量,瓶子10可具有至少大约50%、至少大约60%、至少大约70%、至少大约80%、至少大约85%、至少大约90%或至少大约95%的3-英尺跌落冲击通过率。根据示例4中所述进行测量,瓶子10的4-英尺跌落冲击通过率可为至少大约40%、至少大约50%、至少大约60%、至少大约70%或至少大约75%,而瓶子10的5-英尺跌落冲击通过率可为至少大约15%、至少大约20%、至少大约25%、至少大约35%或至少大约40%。
现在转到图4和图5,其提供了根据本发明一个实施例而配置的模具组件110。模具组件110配置为用于生产一种容器,例如上面详细所述的瓶子10。如图4中所示,模具组件110包括设置在分型面114的相对的侧的两个相对的半模112a,b,当模具组件110处于闭合形态时,至少半模112a,b的一部分沿着该分型面相接触。各个半模112a,b包括半腔116a,b,其在模具组件110处于闭合形态时共同限定了模腔,模腔具有瓶子10的形状。模具组件110的各个半模112a,b呈现了颈部成形表面120a,b、本体成形表面122a,b、底座成形表面124a,b和尾部成形表面130a,b。颈部成形表面122a,b配置为用于形成瓶子10的上面部分,并且可包括一个或多个螺纹成形凹部126,用于在瓶子10的颈部或其附近形成螺纹或其它闭合机构。本体成形表面122a,b配置为用于形成瓶子10的主竖直本体,并且可包括至少一个手柄成形表面128,其如图5中所示与至少本体成形表面122的一部分构成整体。
如图4中所示,各个半模112a,b还包括夹挤区域118a,b,其用于在瓶子10的成形期间对熔化的聚合物(未显示)进行切割或穿孔。根据一个实施例,各个半模112a,b的夹挤区域118a,b呈现了突边成形表面140a,b,其用于沿着瓶子10的底座创造支承突边,例如上面论述的支承突边30。现在将特别参照图6a,6b和7详细地论述关于夹挤区域118a,b的补充细节。
首先转到图6a和图6b,各个半模112a,b限定了沿着底座成形表面124a,b和尾部成形表面130a,b的结合部而延伸的夹挤线132a,b。在一个实施例中,底座成形表面124a,b呈现了瓶底成形表面134a,b,其用于在瓶子10的底座中创造瓶底部分26。各个半模112a,b进一步限定沿着瓶底成形表面134a,b和突边成形表面140a,b的结合部而延伸的突边基准线136a,b,使得突边成形表面140a,b在突边基准线136a,b和半模112a,b的夹挤线132a,b之间延伸,如图6a中所示。
各个突边成形表面140a,b具有相对于图6a中的半模112所示的在突边底线136a和线180之间所测量的突边表面高度(HB),相对于图6a中的半模112a所示,线180是垂直于同夹挤线132a相重合的分型面114而绘制的。各个突边成形表面140还具有在其夹挤线132b和线182之间进行测量的突边表面宽度(WB),相对于图6a中的半模112b所示,线182是平行于同突边底线136b相重合的分型面114而绘制的。在一个实施例中,突边表面高度和/或突边表面宽度可为至少大约0.005英寸、至少大约0.010英寸、至少大约0.015英寸,并且/或者不超过大约0.10英寸、不超过大约0.075英寸或不超过大约0.050英寸,或者在大约0.005至大约0.10英寸、大约0.010至大约0.075英寸或大约0.015至大约0.050英寸的范围内。在一个实施例中,突边表面高度相对突边表面宽度的比率(HB:WB)可为至少大约0.10:1、至少大约0.25:1、至少大约0.45:1,并且/或者不超过2:1、不超过大约1:1或不超过大约0.75:1,或者在大约0.10:1至大约2:1、大约0.25:1至大约1:1或大约0.45:1至大约0.75:1的范围内。
突边成形表面140a,b还具有突边表面长度LB,其沿着至少各个半模112a,b的底座成形表面124a,b的一部分而延伸。在一个实施例中,突边表面长度相对底座成形表面124的长度(总体如图5中的LS所示)的比率可为至少大约0.25:1、至少大约0.35:1、至少大约0.50:1,并且/或者不超过大约1:5、不超过大约1.2:1、不超过大约1:1、不超过大约0.95:1、不超过大约0.90:1、不超过大约0.85:1、不超过大约0.80:1或不超过大约0.75:1,或者在大约0.25:1至大约1.5:1、大约0.50:1至大约1:1或大约0.75:1至大约0.90:1的范围内。依赖于正在模制的特定的瓶子或容器,沿着底座表面124的最长的尺寸进行测量,底座成形表面124的长度可为至少大约2英寸、至少大约4英寸、至少大约6英寸,并且/或者不超过大约24英寸、不超过大约18英寸或不超过大约12英寸。在另一实施例中,根据上面所述进行测量,长度可在大约2英寸至大约24英寸、大约4英寸至大约18英寸、大约6英寸至大约12英寸的范围内。
现在转到图7,其提供了由半模112a限定的突边成形表面140a的一个实施例的详图。虽然只参照模具组件110的其中一个半模进行了显示,但是应该懂得参照图7所述的特征和构件可同等地适用于相对的半模。如图7中所示,半模112a限定了突边角基准线160,其穿过突边底线136a和夹挤线132a的中点,并且与分型面114限定了突边扩展角α。在一个实施例中,突边扩展角α可为至少大约20°、至少大约30°、至少大约40°,并且/或者不超过大约70°、不超过大约60°、不超过大约50°,或者是大约20°至大约70°、大约30°至大约60°或大约40°至大约50°。相反,传统的挤压吹塑模具不包括突边成形表面,并从而限定了90°的突边扩展角。
如图7中所示,至少突边成形表面140a的一部分可与突边角基准线160间隔开,从而在突边成形表面140a和突边角基准线160之间限定了突边基准横截面166。当至少突边表面140a的一部分是凹入的时,如图7中所示,突边角基准线160的一部分可设置在突边基准横截面166和分型面114之间。当至少突边成形表面140a的一部分是凸起的时,突边基准横截面166的一部分可设置在突边角基准线160和分型线114之间(图7中未显示的实施例)。根据一个实施例,突边基准横截面166的面积可小于突边表面高度乘以其宽度的1/2倍(1/2×HB×WB),并且在某些实施例中可不超过该值的大约90%、不超过80%、不超过70%或不超过50%。
虽然图7中所示是弯曲的,但是突边成形表面140a可具有突边基准横截面166,其具有各种不同的形状,在图8a-d中提供了其若干个示例。在图8a所示的一个实施例中,突边基准横截面166可为直角三角形,并且在另一实施例中,突边基准横截面166可为三角形的,但非直角三角形,如图8b中所示。在某些实施例中,突边基准横截面166可包括由一个或多个锐角(即,小于90°)连接起来的一个或多个通常笔直的线,例如突边基准横截面166是类似于n边形一半的形状,其中n是在5至12之间的整数,包含5和12。在图8c中显示了多边形的突边基准横截面的一个实施例,其中突边基准横截面166具有半-六边形的形状(即,n=6)。在某些实施例中,突边基准横截面166可具有非直角,而在其它实施例中,突边基准横截面166可具有至少两个直角,其一个示例如图8d中所描绘的阶梯形横截面166所示。
根据本发明的某些实施例,至少突边成形表面140的一部分在突边底线136和夹挤线132之间可为弯曲的。如图6a,b和7中所示,突边成形表面140可为基本圆形的,使得突边基准横截面166可为通常类似半圆的形状。当至少突边成形表面140的一部分是弯曲的时,弯曲部分的半径(通常如图6a中的R所示)可为至少大约0.005英寸、至少大约0.01英寸、至少大约0.02英寸,并且/或者不超过大约0.10英寸、不超过大约0.075英寸或不超过大约0.050英寸,或者是大约0.005至大约0.10英寸、大约0.01至大约0.075英寸或大约0.02至大约0.05英寸。在某些实施例中,半径可等同于突边表面140的高度,而在其它实施例中,半径可不同于突边表面140的高度。
再次参照图6b,各个尾部成形表面130a,b呈现了用于在处理期间夹紧和密封熔化的聚合物的夹挤表面142a,b,以及定位在各个夹挤表面142a,b附近的飞边表面144a,b。各个半模112a,b进一步限定了沿着夹挤表面140a,b和飞边表面142a,b的结合部而延伸的下夹挤线146a,b,使得各个夹挤表面140a,b在夹挤线132a,b和下夹挤线146a,b之间延伸。至少夹挤表面140a,b的一部分可定向在基本平行于分型线114的方向上,并且在一个实施例,各个夹挤表面140a,b可具有在夹挤线132a,b和下夹挤线146a,b之间测量不超过大约0.025英寸、不超过大约0.020英寸、不超过大约0.015英寸、不超过大约0.012英寸、不超过大约0.010英寸或不超过大约0.008英寸的总长度。
如图6b中所示,当模具组件110处于闭合形态时,在半模112a,b的相对的夹挤区域118a,b之间可限定夹挤点间隙150。在一个实施例中,夹挤点间隙150可为至少大约0.001英寸、至少大约0.0020英寸、至少大约0.0025英寸,并且/或者不超过大约0.075英寸、不超过大约0.050英寸或不超过大约0.035英寸,其测量为相对的夹挤线132a,b或下夹挤线146a,b之间最短的直线距离。在另一实施例中,夹挤点间隙可在大约0.001至大约0.075英寸、大约0.002至大约0.050英寸或大约0.0025至大约0.035英寸的范围内。
当夹挤区域118a,b在模制工艺期间关闭到熔化的型坯上时,过量的聚合物或“飞边”穿过夹挤点间隙150并进入相对的飞边表面144a,b之间共同限定的飞边穴口148中。随着收集在飞边穴口148中的材料冷却时,“尾部飞边”就被创造出来,并沿着模制容器的底座而成形。如不久将详细所述,在其最终使用之前,尾部飞边(图6a,b或图7中未显示)最终将从容器上除去。在一个实施例中,飞边穴口148具有长度LF,其从下夹挤线146a,b至半模112的下边缘158进行测量至少大约0.25英寸、至少大约1英寸、至少大约2英寸,并且/或者不超过大约10英寸、不超过大约7英寸或不超过大约5英寸。在另一实施例中,如上所述进行测量的话,飞边穴口长度可在大约0.25至大约10英寸、大约1至大约7英寸或大约2至大约5英寸的范围内。
飞边穴口148可以各种方式进行配置。在一个实施例中,飞边表面144a,b可限定一个或多个飞边角,例如上飞边角(θ)和下飞边角(Ø),如图7中所示,上飞边角被限定在穿过下夹挤点146a而绘制的上基准线152至相交的分型面114之间,并且如图6中所示,下飞边角被限定在穿过飞边点147a而绘制的下基准线154和相交的分型面114之间。在一个实施例中,上下飞边角θ和可为至少15°、至少20°、至少25°,并且/或者不超过大约60°、不超过大约50°或不超过大约45°。在一个实施例中,上下飞边角θ和可为相同的,而在另一实施例中,飞边角θ和可为彼此不同的。
现在转到图9-11,显示了适合于形成吹塑模制式容器,例如瓶子10的挤压吹塑模制(EBM)系统200,其通常包括挤压机202和模具组件210。如图9中所示,挤压机202联接在压模208上,用于将熔化的树脂挤压到型坯220中。模具组件210包括两个半模212a,b,其可在打开形态和闭合形态之间移动,其中在打开形态下,如图9中所示,半模212a,b彼此间隔开,并且在闭合形态下,如图10a中所示,至少半模212a,b的一部分沿着分型面214而彼此接触。当处于闭合形态时,半模212a,b共同限定了模腔216,其通常具有最终容器的形状。半模212a,b可配置为任何合适的形态,并且在一个实施例中,可包括一个或多个之前参照图4-8详细论述的特征。
EBM系统200可配置为利用任何类型的吹塑模制工序进行操作。在一个实施例中,EBM系统200可为“穿梭式”或“间歇式”工艺,其配置为用于生产“挂料”型坯,如图9-11中大致描绘的那样。根据穿梭式EBM工艺,模具组件210可位于移动平台(未显示)上,用于将该组件向上输送到压模208上,并用于使半模212a,b闭合在型坯220周围。之后,模具组件210可移离压模208,以使最终容器充胀、冷却并从组件中顶出。由于这种类型的工艺的机械性,聚合物可连续地受挤压而以相对较慢的速率穿过压模208。
在间歇式工艺中,模具组件210可处于压模208的开口下面的固定位置,并且聚合物的全部“注塑量”(即,最终容器加其飞边的重量)可在前面的容器从模具组件210顶出之后,但在当前容器充胀之前直接被迅速地推送过压模208。间歇式工艺要么可利用往复式螺旋作用,以便从模具组件210中推出型坯,或者可将挤压物连续地挤压到空腔中,其利用柱塞来推送型坯(未显示的实施例)。
EBM系统200还可配置为利用滚轮工艺进行操作(未显示的实施例)。在滚轮工艺中,聚合物从压模中以相对较高的速度连续地挤压出来。当型坯从压模挤压出来时,以大约1至大约10转/分钟移动的4-英尺至20-英尺直径的滚轮抓住各个型坯,并将型坯放置到许多模具的其中一个模具中,模具连接在滚轮的外圆周长上。模具的闭合、型坯的充胀、冷却和瓶子的顶出随着滚轮的旋转而顺序地发生。型坯可在向上或向下的方向上离开压模。
转回到图9-11中所示的基本的EBM系统200,在操作过程中,实心的聚合材料球粒或薄片被输送到挤压机202的滚筒中,其中材料在穿过滚筒时熔化。挤压机202是不受限制的,并且可为任何合适类型的挤压机。在一个实施例中,挤压机202可为高速挤压机,其能够在压模出口体现至少大约450秒-1、至少大约550秒-1或至少大约600秒-1的剪切速率的流速下传递聚合物。在另一实施例中,挤压机202可在500至10000秒-1、600至5000秒-1或700至2000秒-1的范围内的剪切速率下进行操作。剪切速率由方程 =8.6Q/WH2进行计算,其中Q是穿过压模的体积输出速率,W是压模的宽度,并且H是压模的压模间隙开口高度。体积输出速率(Q)通过测量在固定的时间间隔挤压出的材料的质量并除以熔化密度而进行确定。
在一个实施例中,引入到挤压机202中的聚合材料可为聚酯或共聚多酯。适合于本发明的所有实施例中使用的一种共聚多酯包括(a)二羧酸成分,其包括:(i)90至100摩尔%的对酞酸残基;(ii)0至10摩尔%的芳香族和/或脂肪族二羧酸残基,其具有高达20个碳原子;和(b)乙二醇成分,其包括:(i)88至93摩尔%的乙二醇残基;和(ii)7至12摩尔%的至少一种双官能团的残基,其选自1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、2,2,4,4-环丁烷-1,3-环丁烷、异山梨醇或其混合物;(c)数量在0.1至1.0摩尔%的范围内的至少一种支化剂,如果所述支化剂具有羟基取代基的话,该数量则基于乙二醇残基的总摩尔数,否则基于酸性残基的总摩尔数;其中酸性残基的总摩尔%是100摩尔%,并且乙二醇残基的总摩尔%是100摩尔%;其中聚酯的特性粘度(IhV)在0.7至1.1 分升/克的范围内,其是在0.25克/50毫升的浓度下,在25℃下,在60/40(重量/重量)酚/四氯乙烷的重量比下确定的。上述聚酯材料可用于在上面列出的剪切速率下生产挤压吹塑模制式容器,其具有小于大约15%、小于大约10%、小于大约7%、小于大约5%或小于大约4%的低侧壁混浊值,这是在侧壁瓶子上根据ASTM D 1003,方法A利用BYK-Gardner HazeGuard Plus进行测量的。不久将详细地论述其它合适的聚合物,包括适合于在本发明的其它实施例中使用的其它聚酯聚合物。
在某些实施例中,挤压机202可以逆向加热曲线进行操作,使得挤压机202的入口处的温度高于压模208的出口处的温度。压模208的出口处的温度可为至少大约190℃、至少大约210℃、至少大约220℃,并且/或者不超过大约285℃、不超过大约275℃或不超过大约265℃。在另一实施例中,压模208的出口处的温度可在大约190℃至大约285℃、大约210℃至大约275℃或大约220℃至大约265℃的范围内。在吹塑之前就直接对聚合物进行测量的话,离开压模208出口的熔化的聚合物的温度可为至少大约180℃、至少大约200℃、至少大约210℃,并且/或者不超过大约280℃、不超过大约270℃,并且/或者不超过大约260℃,或者在180℃至大约280℃、大约200℃至大约270℃或大约210℃至大约260℃的范围内。
末端开口的型坯220被夹紧在相对的半模212a,b的夹挤区域218a,b之间,如图10b中所示,在相对的夹挤表面224a,b之间可形成夹挤点间隙250。根据一个实施例,作为夹挤表面224a,b之间最短的直线距离进行测量的话,夹挤点间隙250可为至少大约0.001英寸、至少大约0.0015英寸、至少大约0.002英寸,并且/或者不超过大约0.075英寸、不超过大约0.05或不超过大约0.035英寸。在另一实施例中,夹挤点间隙可在大约0.001至大约0.075英寸、大约0.0015英寸至大约0.05英寸、或大约0.002至大约0.035英寸的范围内。
一旦半模212a,b被完全闭合,就可利用充胀装置226将空气或其它加压流体注入到密封的型坯222中,如图11中所示。然后可容许所得的吹塑模制式容器通过与半模212a,b的接触而冷却至少大约5秒、至少大约8秒或至少大约10秒,并且/或者不超过大约45秒、不超过大约30秒、不超过大约20秒、不超过大约16秒或不超过大约14秒,半模212a,b保持在至少大约15℃、至少大约18℃、至少大约20℃,并且/或者不超过大约50℃、不超过大约40℃或不超过30℃的温度。模具循环时间还可在大约5秒至大约45秒、大约8秒至大约30秒、大约10秒至大约20秒的范围内,而模具温度可保持在大约15℃至大约50℃、大约18℃至大约40℃、或大约20℃至大约30℃的范围内。
在冷却期间,设置在夹挤点间隙250下面的飞边穴口244中所收集的过量的聚合物至少部分地硬化,从而产生尾部飞边,其联接在至少模制容器的底座的一部分上。一旦冷却,就可将初始的吹塑模制式容器从模具组件210上除去并输送给下游去飞边区域,在该区域中至少可除去尾部飞边的一部分。在一个实施例中,从模具组件210至去飞边区域(未显示)的输送至少一部分可通过手动地或利用机器人装置抓住初始的吹塑模制式容器的尾部飞边来执行。
现在转到图12,其提供了初始的挤压吹塑模制式瓶310的侧视图,其包括尾部飞边342。瓶子310包括颈部312、本体314、底座316以及至少沿着底座316的一部分而延伸的尾部飞边342。在一个实施例中,尾部飞边342包括联接在瓶子310的底座316上的支承部分(或支承突边)344,以及从支承突边344向外延伸的伸长部分346。在一个实施例中,伸长部分346配置为当瓶子310去飞边时从支承部分344上除去。支承部分344可保持完好,并且一旦尾部飞边342的伸长部分346被除去,就可具有与之前详细论述的瓶子10的支承突边30相似的属性(包括高度、宽度和高宽比)。
图13a和图13b提供了尾部飞边342的放大图,其包括支承部分(或突边)344和伸长部分346。在图13a所示的一个实施例中,尾部飞边342的伸长部分346还可包括分别由根据之前论述进行配置的EBM模具组件(未显示)的夹挤点间隙和飞边穴口所形成的上面夹挤部分348和下面飞边部分350。在一个实施例中,如图13b中所示,夹挤部分348的宽度(Y)可为至少大约0.001英寸、至少大约0.005英寸或至少0.01英寸,并且/或者不超过0.075英寸、不超过大约0.050英寸或不超过大约0.035英寸,或者在大约0.005至大约0.075英寸、大约0.005至大约0.050英寸或大约0.01至大约0.035英寸的范围内。如图13a中所示,飞边部分350的长度(LFP)可为至少大约0.25英寸、至少大约1英寸、至少大约2英寸或至少大约3英寸,并且/或者不超过大约10英寸、不超过大约7英寸或不超过大约5英寸,或者在大约0.25至大约10英寸、大约1至大约7英寸、大约2至大约5英寸的范围内。
虽然在图13a中所示具有通常圆形的形状,但是支承部分344可具有任何合适的形状,包括例如之前关于支承突边30所论述的那些形状。在一个实施例中,尾部飞边342的支承部分344的横截面积可等于支承部分344的高度乘以其宽度。在另一实施例中,支承部分344的横截面积可小于这个值。例如,在一个实施例中,支承部分的横截面积可不超过支承部分344的高度乘以其宽度所得结果的大约90%、不超过大约80%或不超过大约70%。当尾部飞边342的支承部分344是圆形的时候,如图13中所示,其可具有至少大约0.005英寸、至少大约0.01英寸、至少大约0.02英寸,并且/或者不超过大约0.10英寸、不超过大约0.075英寸或不超过大约0.050英寸,或者大约0.005至大约0.10英寸、大约0.01至大约0.075英寸或大约0.02至大约0.05英寸的半径。在某些实施例中,半径可等同于支承部分344的突边高度,而在其它实施例中,半径可不同于支承部分344的突边高度。
一旦如之前所述输送至去飞边区域(图中未显示),就可利用例如横向冲击机或其它已知装置从瓶子310上机械地除去至少尾部飞边342的伸长部分346的一部分。在一个实施例中,可从瓶子310上除去伸长部分346总长的至少大约80%、至少大约90%、至少大约95%、至少大约97%或至少大约99%,从而留下支承部分(突边)344联接在瓶子310的底座316上。在除去期间,伸长部分346可沿着至少夹挤部分348的尺寸Y的一部分而与支承突边(或部分)344分离或脱离。
根据本发明的各种实施例所生产的瓶子和其它容器可以比传统方法和系统所生产的相似的瓶子更容易进行修剪(去飞边)。例如,在一个实施例中,利用了示例2中详细所述的扭矩-去飞边的方法,从瓶子310的支承突边(或部分)344上除去伸长部分346所需要的扭矩可比对类似不包括支承突边的瓶子进行修剪(或去飞边)所需要的扭矩小至少大约15%、至少大约25%、至少大约35%、至少大约50%,并且/或者不超过100%、不超过大约90%、不超过大约80%、不超过大约75%。这里使用的短语“不包括支承突边的类似的瓶子”指按照与瓶子310精确相同的方式所生产的瓶子,除了类似的瓶子不包括支承突边344之外。因而,用于生产类似瓶子的模具组件将不包括之前参照上面图4-8所详细描述的突边成形表面。在某些实施例中,同对不包括支承突边的类似瓶子进行去飞边所需要的扭矩相比,这种去飞边的扭矩可在小大约15%至100%、小大约25%至大约90%、或小大约35%至大约80%的范围内。
对瓶子310去飞边的所需要的扭矩的绝对值可能依赖于尤其瓶子的尺寸。然而,不管瓶子的尺寸如何,根据本发明的实施例所生产的瓶子和其它容器可比传统生产的具有相似尺寸和形状的瓶子呈现更低的去飞边的比扭矩。这里使用,词语“去飞边的比扭矩”指对瓶子或容器进行修剪或去飞边所需要的扭矩数量(英寸-磅力),其按照去飞边的瓶子或容器的总重量(美制盎司或oz.)进行标准化(除以总重量)。在一个实施例中,瓶子310可具有不超过大约20 英寸-磅力/盎司、不超过大约18 英寸-磅力/盎司、不超过大约15 英寸-磅力/盎司、不超过大约12 英寸-磅力/盎司、不超过大约10 英寸-磅力/盎司或不超过大约8英寸-磅力/盎司的去飞边的比扭矩。用于测量去飞边扭矩的比方法和去飞边的比扭矩将不久在示例2中进行描述。
一方面,根据本发明的实施例所生产的瓶子和其它容器可能需要远比传统的吹塑模制式容器去飞边少得多的作用力。根据一个实施例,本发明的瓶子去飞边所需要的扭矩的绝对值可依赖于若干个因素,包括例如瓶子的尺寸、材料和设计。在一个实施例中,根据下面示例2中所提供的步骤进行测量的话,具有80液量盎司(fl.oz)至128 液量盎司范围内的总的内部容积以及50至200克之间的总的去飞边质量的瓶子去飞边所需要的扭矩可小于大约100 英寸-磅力、小于大约75 英寸-磅力、小于大约60 英寸-磅力、小于大约50 英寸-磅力、小于大约45 英寸-磅力、小于大约40 英寸-磅力、小于大约35 英寸-磅力或小于大约30 英寸-磅力。在某些实施例中,瓶子可具有与图14中所示的瓶子相似的结构,并且/或者由不久将详细论述的一种或多种聚合材料制成。虽然这里参照沿着瓶子或其它容器的底座而定位的支承突边进行了描述,但是应该懂得,这种突边可用于吹塑模制式容器的任何其它部分,这些地方在生产期间会形成飞边,包括但不局限于手柄修剪、颈部修剪、本体修剪等等。当用于这里列出的非底座修剪位置时,认为同类似的传统瓶子相比也能实现相似的去飞边扭矩的减少。
根据本发明的实施例所生产的瓶子和其它容器可由任何合适的材料制成,包括但不局限于共聚多酯、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯和聚丙烯。在一个实施例中,这里所述的容器可由基于聚烯烃的材料制成,其根据ASTM D-790进行测量具有小于大约1500MP#的挠曲模量(或刚度)。在另一实施例中,瓶子可由非聚烯烃材料制成,并且甚至可由具有相当高的模量的聚合材料制成。例如,在一个实施例中,本发明的瓶子和容器可来自于这样的材料,其具有至少大约1550 兆帕、至少大约1650 兆帕、至少大约1750 兆帕、至少大约1850 兆帕,并且/或者不超过大约3000 兆帕、不超过大约2850 兆帕或不超过大约2650 兆帕,或者在大约1550至大约3000 兆帕、大约1650至大约2850 兆帕或大约1750至大约2650 兆帕范围内的挠曲模量。令人惊讶的是,已经发现根据本发明的实施例所生产的甚至更刚性的瓶子可呈现高的跌落冲击通过率,而且还容易去飞边(或修剪)。
根据一个实施例,如这里所述用于生产瓶子和其它容器的聚合材料可为聚酯材料。在2011年7月28日提交的待审的美国专利申请序号No.13/092,978中描述了合适的聚酯材料的示例,该申请整个公开在与本公开并非不一致的程度上通过引用而结合在本文中。这里使用的词语“聚酯”指通过一种或多种双官能羧酸和/或多功能羧酸与一种或多种双官能羟基化合物和/或多功能羟基化合物的反应而制备的合成聚合物,并且意图包含均聚酯和共聚多酯。
适合这里使用的聚酯材料可包括二羧酸成分和二醇成分,其各包括一种或多种残基。这里使用的聚酯材料的二羧酸成分可包括对酞酸或其酯(即,对酞酸二甲酯)残基的至少大约85摩尔%、至少大约90摩尔%、至少大约95摩尔%、至少大约97摩尔%或至少大约99摩尔%,其中其余是下面列出的一种或多种改性的残基。在某些实施例中,二羧酸成分可包括100%的对酞酸或对酞酸二甲酯残基。当联羧基酸性成分的确包括改性的残基时,这种残基可选自间苯二酸酯酸、4,4'-联苯二甲酸、1,4-、1,5-、2,6-、2,7-萘二甲酸和反式-4,4'-二苯乙烯二羧酸和其酯组成的成分组。
其它适合于在本发明的所有实施例中使用的共聚多酯包括(i)二酸残基,其至少80摩尔%是选自对酞酸、萘二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、异酞酸或其混合物的二酸残基成分,和(ii)二醇残基,其至少80摩尔%是二醇残基成分,选自一种或多种包含2个至大约10个碳原子的二醇,其中二酸残基成分基于100摩尔%的总的二酸残基,二醇残基成分基于100摩尔%的总的二醇残基。
其它适合于在本发明的所有实施例中使用的共聚多酯包括(i)二酸残基,其至少80摩尔%是选自对酞酸、萘二甲酸、1,4-环己烷二羧酸酸、异酞酸或其混合物的二酸残基成分,和(ii)二醇残基,其是大约50摩尔%的乙二醇残基和50摩尔%的1,4-环己烷二羧酸残基,其中二酸残基成分基于100摩尔%的总的二酸残基,二醇残基成分基于100摩尔%的总的二醇残基。
其它适合于在本发明的所有实施例中使用的共聚多酯包括(i)二酸残基,其至少80摩尔%是选自对酞酸、萘二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、异酞酸或其混合物的二酸残基成分,和(ii)二醇残基,其大约50至100摩尔%是乙二醇残基,并且0至50摩尔%的残基选自一种或多种包含2个至大约10个碳原子的二醇,其中二酸残基成分基于100摩尔%的总的二酸残基,二醇残基成分基于100摩尔%的总的二醇残基。
其它适合于在本发明的所有实施例中使用的共聚多酯包括(a)二羧酸成分,其包括:(i)85至95摩尔%的对酞酸残基;(ii)5至15摩尔%的异酞酸残基;和(b)乙二醇成分,其包括:(i)90至93摩尔%的乙二醇残基;和(ii)0至10摩尔%的至少一种双官能团残基,其选自1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、2,2,4,4-环丁烷-1,3-环丁烷、异山梨醇或其混合物;(c)至少一种数量在0.1至1.0摩尔%范围内的支化剂,如果所述支化剂具有羟基取代基的话,该数量则基于乙二醇残基的总摩尔数,否则基于酸性残基的总摩尔数;其中酸性残基的总摩尔%是100摩尔%,并且乙二醇残基的总摩尔%是100摩尔%。
其它适合于在本发明的所有实施例中使用的共聚多酯包括(a)二羧酸成分,其包括:(i)85至95摩尔%的对酞酸残基;(ii)5至15摩尔%的异酞酸残基;和(b)乙二醇成分,其包括:(i)90至100摩尔%的乙二醇残基;和(ii)0至10摩尔%的残基是二醇残基成分,其选自一种或多种包含2个至大约10个碳原子的二醇;(c)至少一种数量在0.1至1.0摩尔%的范围内的支化剂,如果所述支化剂具有羟基取代基的话,该数量则基于乙二醇残基的总摩尔数,否则基于酸性残基的总摩尔数;其中酸性残基的总摩尔%是100摩尔%,并且乙二醇残基的总摩尔%是100摩尔%。
如这里所述,为挤压吹塑模制式容器所选择的聚酯的二醇成分可包括至少大约50摩尔%、至少大约65摩尔%、至少大约80摩尔%、至少大约85摩尔%、至少大约88摩尔%、至少大约90摩尔%或100%的乙二醇残基,其具有一种或多种改性的双官能乙二醇,这选自由1,4-环己烷二甲醇、新戊烷乙二醇、2,2,4,4-环丁烷-1,3-环丁烷、异山梨醇(CAS注册码652-67-5)、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、p-二甲苯乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和其混合物组成的成分组。所选择的聚酯还可包括至少大约0.05摩尔%、至少大约0.10摩尔%、至少大约0.20摩尔%、至少大约0.30摩尔%,或至少大约0.50摩尔%的一种或多种支化剂,其选自由偏苯三酸、偏苯三酸酐、三羟甲基丙烷、季戊四醇和三羟甲基丙烷组成的成分组。
在一个实施例中,如这里所述,为生产吹塑模制品而选择的聚酯材料可具有至少0.65 分升/克、至少大约0.70 分升/克、至少大约0.72 分升/克、至少大约0.74 分升/克、至少大约0.76 分升/克、至少大约0.78 分升/克,并且/或者不超过大约1.10 分升/克、不超过大约1.00 分升/克、不超过大约0.95 分升/克、不超过大约0.90 分升/克或不超过0.85 分升/克的特性粘度(IhV),其是在60/40(重量/重量)的酚/四氯乙烷中,在0.25克/50毫升的浓度下,在25℃下进行测量的。在另一实施例中,IhV可在大约0.65至大约1.10 分升/克、大约0.70 分升/克至大约1.0 分升/克、大约0.72 分升/克至大约0.90 分升/克、或大约0.76 分升/克至大约0.85 分升/克的范围内。
适合于本发明使用的聚酯可优选与整个PET再循环流相适应。这里使用的短语“与整个PET再循环流相适应”指通过消费后塑料回收协会所公布的测试方法的DSC熔点温度要求的聚酯成分。因为实际的PET再循环流可能具有变异性,所以与整个PET再循环流的适应性的测试是利用纯净的PET再循环标准树脂来进行的。PET再循环标准树脂在这里被限定为一种PET树脂,其包括96至99.5摩尔%的对酞酸残基和0.5至4.0摩尔%的异酞酸残基以及100摩尔%的乙二醇残基,其基于100摩尔%的酸性残基和100摩尔%的乙二醇残基(因为PET聚酯可能包含现场生产的或添加的少量的二乙二醇,以便保持恒定的最少量的二乙二醇,这种二乙二醇被认为100摩尔%的乙二醇的一部分)。消费后塑料回收协会已经研究出PET关键指导性文件(“CGD”),用于评估新颖聚酯与PET再循环流的适应性。上面所限定的PET再循环标准树脂包括但不局限于列在CGD中并复制于下面表1中所指定的PET控制树脂。
表1:CGD中所列出的用于测试适应性的PET控制树脂
用于低IV水瓶应用的指定的PET 控制树脂 | 用于CSD和非水瓶应用的指定的PET 控制树脂 |
Eastman aqua PET RH314 | Eastman PET CB12 |
Invista Polyclear Splash, 3301 | Invista Polyclear Refresh, 1101 |
M&G Cleartuf Turbo II | M&G Cleartuf MAX |
Wellman HP 807 | Wellman HP 806 |
DAK Lasar+W L44A | DAK Laser+ B95A |
CGD包括用于制备有待测试的树脂和若干指定的PET控制树脂的其中一种PET控制树脂的混合样本的程序。再循环样本制备方案基于但不局限于CGD程序。再循环样本制备方案是在测量熔点温度之前对聚酯和标准PET再循环树脂进行组合并处理的程序。再循环样本制备方案被限定为以下方法:测试聚酯和控制PET树脂进行独立地干燥、挤压、重新粒化和结晶。挤压处理是根据典型的PET处理条件(240-280℃滚筒温度环境)来执行的。结晶是在大约160℃下执行的。接下来,通过将来自第一步骤的重新粒化的测试聚酯和重新粒化的控制PET树脂组合起来,从而形成粒-粒混合物。混合物在160℃下进行干燥至少4个小时。来自步骤2的干燥的混合物进行挤压、重新粒化和结晶。挤压处理是根据典型的PET处理条件(240℃-280℃滚筒温度环境)来执行的。结晶是在大约160℃下执行的。来自之前步骤的结晶后的混合物在195至215℃之间的温度下进行固化,直至根据ASTM D4603测量获得名义0.80 分升/克的固有粘度(ItV)时为止。最后,在280℃下退火2分钟之后进行二次热扫描,以10℃/分钟的速率对之前步骤的固态混合物执行DSC熔点温度测量。
当控制PET树脂是CGD中所列出的其中一种指定的PET控制树脂,并在新颖树脂重量百分比占0%、25%或50%的水平下与新颖树脂(测试聚酯)进行混合时,混合物的熔点温度(Tm)遵循CGD测试,3.1熔点测试,其列出了针对该熔点温度的235℃至255℃的临界值。控制PET树脂可为上面所限定的PET再循环标准树脂,并且测试聚酯可为用于本发明的实施例中的聚酯。
在一个实施例中,混合物包括用于本发明的50重量%的聚酯和50重量%的PET再循环标准树脂,并根据上面再循环样本制备方案进行制备,这种混合物的熔点温度Tm是至少大约200℃、至少大约210℃、至少大约220℃、至少大约230℃、至少大约235℃,并且/或者不超过大约270℃、不超过大约260℃、不超过大约255℃、不超过大约250℃、不超过大约245℃、不超过大约240℃或不超过大约230℃,或者在大约200℃至大约270℃、大约210℃至大约260℃、大约220℃至大约255℃、大约230℃至大约250℃或大约235℃至大约245℃的范围内。
在某些实施例中,可选择聚合材料以形成透明的瓶子或容器,根据ASTM D 1003,方法A利用BYK-Gardner HazeGuard Plus对瓶子侧壁进行测量的话,其具有小于大约15%、小于大约10%、小于大约7%、小于大约5%或小于大约4%的侧壁混浊值。根据这里所述而生产的瓶子和容器可由两层或多层单独的聚合材料形成(例如多层容器),或者如这里通常所述可由一层聚合物(例如单层容器)进行制备。
根据本发明的实施例所生产的瓶子和容器可具有任何合适的形状、尺寸和容积。在一个实施例中,这里生产的吹塑模制式容器可具有至少大约6液量盎司(fl. oz.)、至少大约8 液量盎司、至少大约16 液量盎司、至少大约32 液量盎司、或至少大约40 液量盎司、至少大约60 液量盎司、至少大约80 液量盎司,并且/或者不超过大约300 液量盎司、不超过大约256 液量盎司、不超过大约200 液量盎司、不超过大约128 液量盎司、或不超过大约96 液量盎司的总的内部容积。在另一实施例中,这里所述的瓶子或容器的容积可在大约6至大约300 液量盎司、大约32至大约256 液量盎司、或大约40至大约128 液量盎司的范围内。在另一实施例中,这里生产的瓶子或容器可具有至少大约50克、至少大约75克、至少大约100克,并且/或者不超过大约450克、不超过大约300克、不超过大约200克或不超过大约150克,或者在大约50克至大约450克、大约75克至大约300克或大约100克至大约250克范围内的最终(去飞边)重量。
在下面条款1-43中陈述了本发明的补充实施例。
1. 一种用于生产容器的挤压吹塑模制(EBM)系统,所述EBM系统包括:
模具组件,其包括第一半模和第二半模,其中所述模具组件可在打开形态和闭合形态之间移动,其中在所述打开形态下,所述半模彼此间隔开,并且在所述闭合形态,至少所述半模的一部分彼此接触,
其中所述模具组件限定了分型面,当所述模具组件处于所述闭合形态时,所述半模沿着所述分型面而彼此接触,
其中各个所述半模呈现出底座成形表面以及与所述底座成形表面相邻的尾部成形表面,
其中各个所述半模限定了沿着所述底座成形表面和所述尾部成形表面的结合部而延伸的夹挤线,
其中当所述模具组件处于所述闭合形态时,在各个所述半模的所述夹挤线之间形成了至少0.001英寸的夹挤点间隙,
其中各个所述半模的所述底座成形表面呈现出瓶底成形表面以及与所述瓶底成形表面相邻的突边成形表面,
其中各个所述半模限定了沿着所述瓶底成形表面和所述突边成形表面的结合部而延伸的突边底线,
其中各个所述半模的所述突边成形表面在所述突边底线和所述半模的所述夹挤线之间延伸,
其中各个所述半模限定了穿过所述突边底线和所述夹挤线而延伸的突边角基准线,
其中在所述分型面和所述突边角基准线之间限定了至少20度且不超过70度的突边扩展角。
2. 根据条款1所述的系统,其特征在于,至少所述突边成形表面的一部分与所述突边角基准线间隔开,从而在所述突边角基准线和所述突边成形表面之间限定了突边基准横截面,其中所述突边角基准线设置在所述横截面和所述分型面之间。
3. 根据条款2所述的系统,其特征在于,所述突边成形表面具有突边表面高度和突边表面宽度,其中所述突边基准横截面的面积小于所述突边表面高度乘以所述突边表面宽度的1/2。
4. 根据条款3所述的系统,其特征在于,所述突边基准横截面的面积不超过所述突边表面高度乘以所述突边表面宽度的1/2的80%。
5. 根据条款2所述的系统,其特征在于,所述突边基准横截面具有非直角三角形形状。
6. 根据条款1所述的系统,其特征在于,当所述模具组件处于所述闭合形态时,所述夹挤点间隙不超过0.075英寸。
7. 根据条款1所述的系统,其特征在于,所述突边角基准线穿过所述突边底线的中点和所述夹挤线的中点而延伸。
8. 根据条款1所述的系统,其特征在于,至少所述突边成形表面的一部分在所述突边底线和所述夹挤线之间是弯曲的。
9. 根据条款8所述的系统,其特征在于,所述突边成形表面的弯曲部分的半径是至少0.005英寸,且不超过0.010英寸。
10. 根据条款1所述的系统,其特征在于,所述突边成形表面具有突边表面高度和突边表面宽度,其中所述突边表面高度相对所述突边表面宽度的比率是至少0.05:1,且不超过2:1。
11. 根据条款1所述的系统,其特征在于,所述突边成形表面具有至少大约0.005英寸且不超过大约0.100英寸的高度。
12. 根据条款1所述的系统,其特征在于,所述底座成形表面具有底座长度,并且所述突边成形表面具有突边表面长度,其中所述突边表面长度基本上平行于所述模具组件的所述底座长度而延伸。
13. 根据条款12所述的系统,其特征在于,所述突边长度相对所述长度的比率是至少0.25:1,且不超过1.5:1。
14. 根据条款1所述的系统,其特征在于,各个所述半模的所述尾部成形表面呈现出夹挤表面以及与所述夹挤表面相邻的飞边表面,其中各个所述半模进一步限定了沿着所述夹挤表面和所述飞边表面的结合部而延伸的下夹挤线,其中在所述夹挤线和所述下夹挤线之间的距离不超过大约0.025英寸。
15. 一种挤压吹塑模制式容器包括:
颈部;
本体;和
底座,
其中所述底座包括至少一个由于在吹塑模制设备中形成所述容器而产生的底座分型线,其中所述底座还包括分型线支承突边,用于增强至少所述底座分型线的一部分,其中所述支承突边具有至少0.05:1且不超过2:1的高宽比。
16. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述支承突边是实心的。
17. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述支承突边的横截面积小于所述支承突边的高度乘以所述支承突边的宽度。
18. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述支承突边呈现出曲线型的侧向横截面。
19. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述支承突边的高度是至少0.005英寸,且不超过大约0.100英寸。
20. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述支承突边沿着所述容器的所述底座的长度的至少90%而延伸。
21. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述支承突边的高度相对于所述支承突边相邻的所述容器的所述底座的平均厚度的比率是至少0.5:1,且不超过5:1。
22. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述容器由具有至少1550 兆帕的挠曲模量的材料形成。
23. 根据条款22所述的容器,其特征在于,所述材料包括至少一种聚酯。
24. 根据条款23所述的容器,其特征在于,所述容器具有至少80液量盎司(fl.oz.)且不超过200 液量盎司的内部容积。
25. 根据条款24所述的容器,其特征在于,所述容器具有至少70%的3-英尺跌落冲击通过率。
26. 根据条款15所述的容器,其特征在于,所述容器具有小于15%的侧壁混浊值。
27. 一种挤压吹塑模制式容器包括:
颈部;
本体;
底座;和
受支承的尾部飞边,其沿着至少所述底座的一部分而延伸,其中所述受支承的尾部飞边包括联接在所述底座上的支承突边以及至少从所述支承突边的一部分向外延伸的伸长部分,
其中所述尾部飞边的所述伸长部分配置为用于从所述支承突边除去,其中从所述支承突边除去所述伸长部分所需要的扭矩比从不包括支承突边的类似挤压吹塑模制式容器上除去尾部飞边所需要的扭矩至少小15%。
28. 根据条款27所述的容器,其特征在于,所述伸长部分包括夹挤部分和飞边部分,其中所述夹挤部分联接在所述尾部飞边的所述支承部分上,其中所述夹挤部分具有至少0.001且不超过0.075英寸的厚度。
29. 根据条款27所述的容器,其特征在于,所述容器具有至少80液量盎司(fl.oz.)且不超过200 液量盎司的总的内部容积,其中所述容器在除去所述尾部飞边之后呈现出至少70%的3-英尺跌落冲击通过率。
30. 根据条款27所述的容器,其特征在于,所述支承部分的横截面积小于所述支承部分的高度乘以所述支承部分的宽度。
31. 根据条款27所述的容器,其特征在于,所述支承部分的高度相对于所述支承部分相邻的所述容器的所述底座的平均厚度的比率是至少0.5:1,且不超过5:1。
32. 根据条款27所述的容器,其特征在于,所述容器由具有至少1550 兆帕的挠曲模量的材料形成。
33. 根据条款32所述的容器,其特征在于,所述材料是聚酯材料,并且所述容器具有小于15%的侧壁混浊值。
34. 根据条款27所述的容器,其特征在于,所述容器的总的内部容积是至少大约6液量盎司,且不超过300 液量盎司。
35. 一种用于生产挤压吹塑模制式容器的工艺,所述工艺包括:
(a)将聚合材料挤压到末端开口的型坯中;
(b)使至少所述型坯的一部分闭合在两个可移动的半模的相对夹挤点之间,从而形成密封的型坯;
(c)利用加压流体使至少所述密封的型坯一部分充胀至所述两个可移动的半模之间所限定的模腔的内表面上,从而提供初始的吹塑模制式容器,其包括底座分型缝和至少从所述分型缝的一部分延伸出来的尾部飞边;
(d)从所述模腔中除去所述初始的吹塑模制式容器;和
(e)从所述初始容器的所述底座分型缝上除去至少所述尾部飞边的一部分,从而提供去飞边的容器,
其中所述去飞边的容器包括支承突边,其至少沿着所述底座分型缝的一部分而延伸,
其中所述除去步骤(e)是在比从没有支承突边的类似瓶子上除去尾部飞边所需要的扭矩至少小大约15%的扭矩下执行的。
36. 根据条款35所述的工艺,其特征在于,在所述充胀步骤(c)期间,在所述可移动的半模之间保持至少0.001英寸的夹挤点间隙。
37. 根据条款35所述的工艺,其特征在于,所述尾部飞边包括联接在所述吹塑模制式容器的底座上的支承部分以及至少从所述支承部分的一部分向外延伸的伸长部分,其中所述支承部分的横截面积小于所述支承部分的高度(HS)乘以所述支承部分的宽度(WS)。
38. 根据条款37所述的工艺,其特征在于,所述支承部分的所述高度相对所述支承部分的宽度的比率(HS:WS)是至少0.05:1,且不超过2:1。
39. 根据条款35所述的工艺,其特征在于,还包括在所述除去步骤(e)之前,将所述初始的吹塑模制式容器从所述模腔输送至去飞边区域,其中至少所述输送的一部分通过抓住所述初始容器的所述尾部飞边来执行。
40. 根据条款35所述的工艺,其特征在于,所述去飞边容器的总的内部容积至少是大约80 液量盎司,且不超过200 液量盎司。
41. 根据条款36所述的工艺,其特征在于,所述聚合材料具有至少1550 兆帕的挠曲模量。
42. 根据条款41所述的工艺,其特征在于,所述聚合材料包括聚酯。
43. 根据条款42所述的工艺,其特征在于,所述容器具有至少70%的3-英尺跌落冲击通过率。
以下包含的示例强调上面论述的本发明的一个或多个方面,并且意图是本发明的纯粹的示例,且并不意图限制其范围。除非指出的那样,否则份额为重量份额,温度以℃表示,或者处于室温下,并且压力处于或接近大气压。
示例
示例1:由聚酯材料制备各种瓶子
在这个示例中,具有不同夹挤几何形状的两个模具组件用于生产若干个89-oz把瓶,类似于图14中所描绘的瓶子。如图15b中所示,本发明的模具组件E1包含曲线型突边成形表面,其具有0.02英寸的高度和0.03英寸的宽度。夹挤表面的长度是0.008英寸。虽然对比模具组件C1的夹挤表面长度等同于模具组件E1的夹挤表面长度,但是模具组件C1并不包括突边成形表面,如图15a中所示。
具有二羧酸成分和二醇成分的聚酯聚合物的球粒在65℃的温度下被干燥12个小时,二羧酸成分包括99.7摩尔%的对酞酸和0.3摩尔%的三金属酸酐(TMA),并且二醇成分包括90.5摩尔%的乙二醇和9.5摩尔%的1,4-环己烷二甲醇。然后在装备了Barr ET屏障型螺杆的80毫米 Bekum H-121连续挤压吹塑模制机中处理这种球粒,其具有0.77的特性粘度(IhV)、225℃的熔点以及根据ASTM D790测量为2225 兆帕的挠曲模数。压模轴套和心轴销工具分别在70毫米和68毫米(外径)下定制尺寸。在聚合物的挤压期间,挤压螺杆以12至14转每分钟之间的速度旋转,并且5-区域滚筒和压模冲头的温度被控制在230℃至260℃之间。在吹塑之前,直接在压模的出口处对挤压物进行测量的熔化聚酯的温度保持在252℃下。
为了生产瓶子,熔化的聚酯从压模中挤压出来,并且所得的型坯被关闭到上述两个模具组件的其中一个模具组件中。对于各个瓶,模具衬垫被控制为7个一组,但在两个半模之间的距离可通过在接近模具底座的竖直位置将垫片插件放置在模具的各边而变化。通过改变用于各个瓶子的垫片的厚度,还可修改尾部飞边的夹挤部分的宽度(图13b中由标号348所示的宽度“Y”)。针对在0.014英寸至0.030英寸之间的若干模具间距的各个模具间距,利用对比模具组件C1和本发明的模具组件E1生产出多个瓶子。另外,对于各种类型的瓶子的模具循环时间也在13至14.5秒之间变化。在下面表3中提供了所生产的各种类型的瓶子的模具类型、模具间距和循环时间的一览表。
在下面表3中所列出的各个组的若干个瓶子被生产出来。一旦从模具中除去,各组瓶子的若干个瓶子利用型号HD54双站去飞边Seajay修剪单元进行机械地修剪。通向去飞边单元的空气保持在100磅/平方英寸下。一个加工嵌套站被构造出来用于除去尾部飞边,同时第二嵌套站被构造出来用于从瓶子本体的上面颈部部分和手柄部分中除去飞边。在吹塑和去飞边之间的时间保持在6至8秒之间。在某些情况下,当瓶子并不容易去飞边时,就将加压空气直接吹送到底座-尾部飞边界面上,从而促进额外的冷却。这种额外的空气冷却如果有的话,其持续时间也被记录在表3中。
在图16a和图16b中分别描绘了利用模具组件E1和C1生产的两个去飞边的瓶子的下面区域的示意性的横截面图。如图16a中所示,利用本发明的模具组件E1所生产的瓶子包括定位在容器底座附近的支承突边。通过显微镜方法测量用于若干种类型的本发明的瓶子的支承突边的高度和宽度。另外,随着模具间距在各种试运转期间的调整,在瓶子的夹挤表面之间的距离(即“夹断距离”)也发生变化。下面表2还提供了用于若干类型的本发明瓶子和可比较瓶子的“夹断距离”,其是通过显微镜方法进行测量的。另外,还计算了用于若干本发明样本的突边高度相对突边宽度的比率。在下面表2中概括了结果。
表2:用于若干瓶子的夹挤区域尺寸的一览表
示例2:测量去飞边所需要的扭矩
下面表3中所列出的若干组瓶子没有如上所述进行修剪。这些瓶子改为用于测量利用以下程序除去尾部飞边所需要的作用力(扭矩)。一旦从模具上除去,就将仍然包括其尾部飞边的瓶子放置到定制的夹具中,该夹具设计为用于防止在修剪期间的运动。瓶子的底座经过定位,以便从夹具中向外突出大约一英寸,并且手柄面向测试装置的右侧。然后在与底座分型缝相邻的位置将一对锁钳夹紧到瓶子的尾部飞边上。一种卡扣工具型号TE12FUTorque-O-Meter的扭矩扳手利用3/16英寸的焊接螺母而连接在锁钳上。扭矩扳手配置为使得手柄定向在一点钟的位置。
在容许瓶子冷却总共15秒之后,就在顺时针方向上将慢的稳定的压力应用于扳手上,直至尾部飞边断裂远离瓶子的底座。此时,由转矩扳手刻度盘显示的值被记录为用于进行测试的特定瓶子的“去飞边扭矩”。然后对进行测试的各种类型的瓶子额外重复上述程序十一次,并且报告十二次总试验的平均值作为表3中所列出的去飞边扭矩。
表3:在示例1-4中所生产并测试的挤压吹塑瓶的一览表
示例3:测量跌落冲击强度(Bruceton阶梯测试)
以下跌落冲击测试程序类似于在ASTM方法D2463中所提供的程序。然而,下面的程序经过变更以消除可能由于带手柄的瓶子的定向而产生的偏压,并利用与89oz测试瓶的尺寸和形状更适合的起始高度(例如4英尺)和高度增量(例如1英尺)。
对于上面表3中所列出的各种类型的瓶子重复以下程序。每组二十个瓶子用室温水进行填充。开始以十个瓶子为一个子组,第一瓶子(例如10个瓶子中的瓶子1)定位在具有可变高度调整能力的旋开式平台壁架上,如图17中的示意图所示。第一组十个测试瓶子均定向在平台上,使手柄面向向外(即,远离图17中所示的平台的铰链),并且第二组十个瓶子均定向为手柄面向向内(即,朝向平台的铰链)。
以第一组10个瓶子开始,第一瓶子从4英尺的高度跌落。如果瓶子不破裂、断裂或裂开,那么其就通过了。如果瓶子1通过4-英尺跌落高度,那么第二瓶子(例如10个瓶子中的瓶子2)就从5英尺的高度跌落。然而,如果瓶子1在4-英尺跌落高度失败,那么瓶子2就在3英尺的高度跌落。类似地,瓶子2在其跌落高度的通过或失败确定了瓶子3跌落的高度–即在瓶子2的跌落高度以上(如果瓶子2通过的话)或以下(如果瓶子2失败)增加一英尺。这种模式以这种“阶梯”方式持续,直至所有10个瓶子跌落。对于如上所述具有向内面向的手柄定向的第二组十个瓶子重复这种过程。
一旦所有二十个瓶子已经跌落,就通过叠加各个瓶子的失败高度,将结果除以失败的总数,并减去测试增量的一半(即0.5英尺),从而确定平均失败高度。从而为各种类型的瓶子确定结果值,并且在上面表3中列出这些结果。
示例4:测量跌落冲击强度(静态跌落测试)
上面表3中所列出的各种类型的二十个额外的瓶子用室温水进行填充。然后如图17中所示并如示例3中所述,利用具有可变高度调整能力的相同旋开式平台壁架使填充的瓶子单独地从3英尺的高度跌落。类似于上面所述的程序,其中十个各种类型的瓶子以手柄面向向外的方式跌落,而其它十个以手柄面向向内的方式跌落。
对于这种跌落冲击测试,如果单独的瓶子在跌落到下面的金属平台上之后不断裂、破裂或裂开,那么瓶子就“通过”了其跌落的高度。如果瓶子通过初始的3-英尺高度,那么相同的瓶子就从4英尺的高度跌落,并且如果通过那个高度,就从5-英尺高度跌落。对于各个瓶子类型,20个瓶子在3-英尺、4-英尺和5-英尺各个跌落高度下通过的百分比被记录在上面的表3中。
示例2-4中所获得的数据分析
如表3中所示,对于较窄的模具间距(例如小于大约0.022英寸),对于相同的模具间距和循环时间,利用本发明的模具组件E1所生产的瓶子通常比利用可比较的模具组件C1所生产的瓶子呈现出更高的跌落冲击通过率和平均跌落高度。然而,在高于大约0.024英寸以上的较高的模具间距下,利用对比模具组件C1所生产的瓶子倾向于比利用本发明的模具组件E1所生产的那些瓶子呈现出更好的跌落冲击性能。虽然不希望受到理论的束缚,但是假定当本发明的模具E1利用较宽的模具间距时,所得的较厚的支承突边实际上有害于瓶子的冲击性能,尤其当由示例1中所述的聚酯材料进行生产时。
然而,根据表3中所提供的去飞边扭矩数据的证明来看,利用较宽的模具间距所生产的对比瓶子和本发明的瓶子通常都比狭窄的模具间距下所生产的瓶子更难以修剪。类似地,具有13-秒循环时间的瓶子还倾向于比在14.5-秒循环时间下所生产的对比瓶子和本发明瓶子呈现出更低的去飞边扭矩值。然而,对于给定的模具间距和循环时间,利用模具组件E1所生产的本发明的瓶子倾向于比利用对比模具组件C1所生产的瓶子需要更少的去飞边扭矩,从而指示本发明的瓶子比利用对比模具所生产的瓶子更容易进行修剪。
图18和图19分别将示例2-4中所测试的各个本发明瓶子和对比瓶子的跌落冲击强度和平均跌落高度相对去飞边扭矩关联起来。根据图18和图19中的曲线图的左手边的本发明数据的集中度证明,利用本发明模具组件E1所生产的瓶子拥有增加的强度(即大于6英尺的高的平均跌落高度和大于80%的高的3-英尺通过率)和更大的修剪容易度(即小于60 英寸-磅力的去飞边扭矩)的所需组合。相反,根据集中于图18和图19的右手边的对比数据点证明,利用传统模具组件C1所制备的瓶子只在较高的扭矩水平,例如高于60 英寸-磅力的扭矩水平下呈现出合适的跌落冲击强度(即,高的跌落冲击通过率和/或高的平均跌落高度)。在较低的扭矩水平下,对比瓶子呈现出低于可接受的跌落冲击强度。因而,利用本发明的模具E1所生产的容器最大限度增加了跌落冲击性能,同时最大限度地减小了去飞边所需要的作用力。
如表3和图18中所示,利用本发明的模具组件E1所生产的瓶子倾向于呈现出3英尺下大于80%的通过率,同时具有在0至20 英寸-磅力范围内的扭矩值。相反,利用本发明的模具组件C1所生产的瓶子仅仅在飞边难以去除时(扭矩值在60-100 英寸-磅力的范围内)时呈现出3英尺下大于80%的通过率。因为对于根据上面示例1中所述而生产的这种特殊的容器而言,3英尺下80%至100%的通过率看起来似乎是可获得的最大跌落性能,所以可得出结束,相对于利用C1模具所生产的瓶子,例如不包括支承突边的类似瓶子而言,在给予最佳跌落性能的模具设置条件下,利用E1模具所生产的瓶子在容器去飞边所需要的扭矩方面显示出66%至100%的减少。
上述本发明的优选形式只用于举例说明的目的,并且不应从限制意义上用于理解本发明的范围。本领域中的技术人员在不脱离本发明精神的条件下可以很容易对上面陈述的典型的一个实施例做出明显的修改。
本发明人因此申明其意图依赖于等同原则来确定和评估本发明的合理公正的范围,其从属于实质上没有脱离但可处于所附权利要求所陈述的本发明的字面范围之外的任何装置。
Claims (15)
1.一种挤压吹塑模制式容器,包括:
颈部;
本体;
联接到所述本体的至少一部分上的手柄;和
底座,
其中所述手柄为贯通手柄,并且其中所述底座包括至少一个由于在吹塑模制设备中形成所述容器而产生的底座分型线,其中所述底座还包括分型线支承突边,用于增强所述容器沿着所述底座分型线的至少一部分的强度,其中所述支承突边具有至少0.05:1且不超过2:1的高宽比。
2.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述支承突边是实心的。
3.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述支承突边的横截面积小于所述支承突边的高度乘以所述支承突边的宽度。
4.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述支承突边呈现出曲线型的侧向横截面。
5.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述支承突边的高度是至少0.005英寸,且不超过0.100英寸。
6.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述支承突边沿着所述容器的所述底座的长度的至少90%而延伸。
7.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述支承突边的高度相对于所述支承突边相邻的所述容器的所述底座的平均厚度的比率是至少0.5:1,且不超过5:1。
8.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述容器由具有至少1550 兆帕的挠曲模量的材料形成。
9.根据权利要求8所述的容器,其特征在于,所述材料包括至少一种聚酯。
10.根据权利要求9所述的容器,其特征在于,所述容器的总的内部容积是至少6 液量盎司,且不超过300 液量盎司。
11.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述容器具有小于15%的侧壁混浊值。
12.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,还包括:
受支承的尾部飞边,其沿着所述底座的至少一部分而延伸,其中所述受支承的尾部飞边包括联接在所述底座上的支承突边以及至少从所述支承突边的一部分向外延伸的伸长部分。
13.根据权利要求12所述的容器,其特征在于,所述伸长部分包括夹挤部分和飞边部分,其中所述夹挤部分联接在所述尾部飞边的所述支承突边上,其中所述夹挤部分具有至少0.001且不超过0.075英寸的厚度。
14.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述容器的总的内部容积是至少80液量盎司。
15.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述容器由至少一种共聚多酯形成。
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