CN1064305C - 具有圆筒形筒体的挤出吹塑成形容器及其成形用金属模 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于改善圆筒形挤出吹塑容器、特别是使用尼龙等粘接性弱的树脂作内袋的圆筒形层压剥离吹塑成形容器的底部封合部的粘接性，防止底部破裂。本发明是一种圆筒形挤出吹塑成形容器或在容器口部开有空气导入孔的圆筒形层压剥离吹塑成形容器，其特征是在容器底部的底壁的底部封合部周围形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部，该隆起部由近似于以接合线为长径轴线方向的椭圆面的曲面构成，另外在底部封合部形成拱形的底部肋。

Description

具有圆筒形筒体的挤出吹塑成形容器及其成形用金属模
发明的背景
本发明涉及防止具有圆筒形筒体的挤出吹塑成形容器的底部破裂的技术。
为了防止挤出吹塑成形容器、特别是容器口部设有空气导入口的层压剥离吹塑成形容器的底部破裂，有人提出一种挤出吹塑成形容器，是在容器底部的底部封合部形成底部肋，同时在形成底部封合部的各熔粘部设置要压入另一方熔粘部的咬入凸出部，使该熔粘部相互咬合地进行熔粘(日本发明专利公开1996-216238号公报)。
在上述现有技术中，是在吹塑成形容器的底部封合部形成底部肋，且该底部肋是通过把从容器底壁凸出的2块熔粘部的内侧面进行熔粘而形成。在构成底部肋的各个熔粘部形成咬入凸部和咬入凹部交替排列的咬入部，通过把两个熔粘部在该咬入部相互咬合地进行熔粘，不仅可强化底部封合部的熔粘力，同时增强了与平行于接合线的剪断力(图2中沿X-X’线的剪断力)相抗衡的强度，以防止大容量的挤出吹塑成形容器底部破裂。
特别是在层压剥离吹塑成形容器上，通过形成咬入部，连构成内袋的尼龙等粘接性较弱的树脂也能牢固地熔粘，可避免发生破裂，故形成咬入部是极为有利的。
然而，具有椭圆筒形筒体及椭圆形底部的容器(以下称“椭圆筒形容器”)与具有圆柱形筒体及圆形底部的容器(以下称“圆筒形容器”)的底部破裂现象有所不同。特别是用粘接性较弱的树脂构成内袋的层压剥离吹塑成形容器，如果是大型的圆筒形容器，则与椭圆筒形容器不同，当装满溶液的容器掉落，或是受到碰撞，就容易发生底部破裂的现象。
发明的公开
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种大型的圆筒形吹塑成形容器、特别是提供一种大型的圆筒形层压剥离吹塑成形容器，旨在改善圆筒形挤出吹塑成形容器、特别是用尼龙等粘接性弱的树脂构成内袋的圆筒形层压剥离吹塑成形容器的底部封合部的粘接性，以防止破裂。
本发明者多次就椭圆筒形容器与圆筒形容器的底部破裂现象进行了研究和比较试验，发现底部破裂现象的差别起因于吹塑成形品成形后时效收缩所引起的封合部粘接力的强弱不同。
众所周知，关于挤出吹塑成形容器成形后的时效收缩，圆筒形容器一般具有在接合线方向(图2中X-X’线方向)收缩的特性，而椭圆筒形容器则具有在与接合线相互垂直的方向(图2中Y-Y’线方向)收缩的特性。
前述的现有吹塑成形容器在底部封合部设有防止底部破裂的底部肋，而圆筒形容器的收缩方向与接合线方向一致，使底部肋的熔粘面扩大，故与椭圆筒形容器不同，更容易发生底部破裂。
为此，本发明者考虑若使圆筒形吹塑成形容器的底部收缩在与接合线相互垂直的方向(与椭圆筒形容器的收缩方向一致)进行，就可强化熔粘面的粘接性，防止底部破裂。
进而又反复就椭圆筒形容器与圆筒形容器的底部破裂现象进行比较试验，发现：
圆筒形容器的肋宽较窄的一方在接合线方向的收缩受到抑制，对于防止底部破裂十分有效，
椭圆筒形的层压剥离吹塑成形容器的底部肋咬入部为上下二层，而圆筒形层压剥离吹塑成形容器如果设置一层咬入部便可防止底部破裂，
通过缩小形成底部肋咬入部的销子的锥角，充分延长肋宽，可提高底部的熔粘性，
如果把容器底部形状、底部肋的形状做成拱形，即可防止时效变化引起的底部下垂，
等等。
根据上述发现，沿圆筒形吹塑成形容器底部封合部而形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部，并利用吹塑成形时成形品取出后的时效收缩，通过椭圆形厚壁隆起部使收缩的方向性发生变化，使之与椭圆筒形容器一样，在与接合线方向相互垂直的方向收缩，即可解决本发明的技术课题。
而为了有效地进行时效收缩，吹塑金属模在夹断部以外的部位使用冷却性佳的铝，冷却路径也处于离开夹断部的位置。
这样，即使在成形品取出后，也可在椭圆形厚壁隆起部及底部肋的周围局部地保持热量，使椭圆形厚壁隆起部部分进行时效收缩。
而且如果把底部封合部的壁面、底部肋的形状做成拱形，降低底部肋的高度(容器轴向的长度)并消除销子的台阶，缩小形成咬入部的销子的锥角并充分延长肋宽度，则可更有效地解决问题。
为了解决技术课题，本发明的具体构造是，在圆筒形挤出吹塑成形容器或在容器口部开有空气导入孔的圆筒形层压剥离吹塑成形容器上，在容器底部的底壁的底部封合部周围，形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部，该厚壁的椭圆形厚壁隆起部由近似于以接合线为长径轴线方向的椭圆面的曲面构成。另外，也可以在底部封合部形成拱形的底部肋。
另外，使前述底部封合部的底部肋厚度大致等于或小于封合部底壁的厚度，并在构成底部肋的各熔粘部形成压入对面熔粘部的咬入部，该咬入部沿底部肋的中心线交替排列。
在圆筒形容器的挤出吹塑成形金属模上，在金属模的夹断部周围沿接合线设置椭圆形厚壁隆起部，在该椭圆形厚壁隆起部及其周围区域设置导热性低的材料，以在成形品取出后，使在容器上形成的椭圆形厚壁隆起部部分地保持热量。
附图的简单说明
图1是本发明一实施形态的由层压体构成的吹塑成形容器的局部剖视主视图。
图2是图1所示的吹塑成形容器的仰视图。
图3是图1所示的容器沿图2A-A线的容器底部放大横剖视图。
图4是图1所示的容器的容器底部放大纵主视图。
图5是容器底部的底部封合部的放大横剖视图。
图6是金属模夹断部的放大横剖视图。
图7(a)是单层构成的容器的底部封合部放大横剖视图，图7(b)是由层压体构成的容器的底部封合部的放大横剖视图。
实施发明的最佳形态
以下说明本发明的最佳实施形态。
首先结合附图说明层压剥离挤出吹塑成形容器的实施形态。
图1～图5所示的容器1用由外层2和内层3构成的层压体制造，通过层压挤出吹塑成形而成形。然而本发明并不限于由层压体构成的容器，也可适用于由单层体构成的容器。
前述外层2只要是能维持外观形状的材料即可，譬如高密度聚乙烯树脂等，但并不限于这类物质。内层3层压于外层2上且可从外层剥离，是可自由变形的物质，譬如尼龙、乙烯醇共聚物(エバ-ル树脂)等构成，但并不仅限于此。
层压剥离吹塑成形容器1由圆筒形容器筒体4和容器口部5及容器底部6构成。在容器口部5的外层2上开设有把空气导入外层2与内层3之间的开口7，空气通过该开口7而进入其中，使内层3从外层2上剥离。
如图2～图4所示，容器底部6由设于容器外周的底端壁8和位于该底端壁8的内侧且从底端壁8向容器内部(上方)弯曲的底壁9构成。在该底壁9上，沿着穿过圆心的接合线具有底部封合部10，在该底部封合部10处形成底部肋11。
前述底壁9由平坦壁12和椭圆形厚壁隆起部13和容器定位用台阶部14构成。该椭圆形厚壁隆起部13形成于底部肋11周围的厚壁处，向着圆心而逐渐加宽，同时向着圆心而逐渐向容器内部(上方)隆起。
前述底部肋11通过圆心，沿接合线而在底壁9上形成。该底部肋11从前述椭圆形厚壁隆起部13的下侧面向容器外部(下方)下垂，且向着圆心逐渐向上方隆起，形成拱形。在底部肋11上，沿底部肋11的中心线以一定间隔排列着咬入部15。底部肋的高度(容器的轴向长度)最好缩小。
如图5所示，底部封合部10的底部肋11如后所述，是通过型坯熔粘而形成的，在各自的熔粘部16a、16b上形成从熔粘面10a沿径向凸出的咬入凸出部17a、17b和沿径向凹设的凹部18a、18b。该凸出部和该凹部一个隔一个地形成。而且在熔粘部16a上形成的凸出部17a、凹部18a位于与在熔粘部16b上形成的凹部18b、凸出部17b对应的位置。凸出部17a、17b压入对应的凹部18b、18a并与之嵌合，从而熔粘部16a、16b通过熔粘和嵌合而形成一体，成为底部肋11。
图中2a、2b是熔粘部16a、16b的外层，3a、3b是熔粘部16a、16b的内层。
以下结合图6说明对上述容器进行整形用的吹塑金属模。
如图6所示，吹塑金属模20由相面对的二个分型模20a、20b构成，各分型模上形成型腔21a、21b和夹断部22a、22b。
前述夹断部22a、22b由在下方设有树脂排出部24a、24b的夹断刀23a、23b和台阶部25a、25b及销子26a、26b构成。台阶部25a、25b位于夹断刀23a、23b的靠型腔一侧。台阶部25a、25b从夹断刀的刀刃顶端起，在与接合线相互垂直的方向位于容器的径向外侧，形成底部肋11在容器径向的壁厚。销子26a、26b从台阶部25a、25b向容器的径向内侧伸出。销子26a与26b交替排列。
设在前述台阶部25a上的销子26a与设在对面的台阶部25b上的销子26b以等间隔交替排列。该销子26的顶端呈圆锥梯形。最好缩小该销子26顶端部的锥角。通过缩小销子顶端部的锥角，能够增加咬入深度。
用前述夹断刀23a、23b和台阶部25a、25b形成容器的底部肋11，用销子26a、26b形成咬入部15(凸出部17a、17b及凹部18a、18b)。
夹断刀23a、23b和台阶部25a、25b的距离短于形成熔粘部的型坯的高度。
在前述型腔21a、21b的底壁，沿接合线设有以接合线为长径方向的椭圆形状的、向着圆心而逐渐向容器内部(上方)隆起的椭圆筒形隆起部27a、27b，夹断刀23a、23b的上侧面成为拱形。
金属模的材料使用冷却性佳的铝。而在夹断周边部28a、28b使用导热性低的材料。另外，使譬如水等制冷剂不断循环的冷却路径(未图示)设置在离开椭圆形隆起部27a、27b的位置。
在图6所示状态的金属模中放入型坯，使分型模20a与分型模20b接近并紧密接合。用销子26形成凸出部17及凹部18。在型坯的径向相面对的型坯壁因金属模的紧密接合而熔粘，并因台阶部25而形成底部肋11，用夹断刀23将型坯的下端部分切断。然后，从吹入口(未图示)向型坯内吹入压缩流体，用型腔21将容器吹塑成形。
在进行吹塑成形时，型坯受夹断部22的台阶部25挤压而向上堆积，故可以增厚接合线周围的容器底壁厚度。而且通过金属模的隆起部27a、27b形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部13。
另外，用夹断部的台阶部25形成薄壁的底部肋11。并用夹断部的销子26交替形成咬入凸出部17和凹部18，并形成牢固的底部肋11。
由于在夹断周边部28a、28b使用导热性低的材料，并把循环路径设置在离开椭圆形隆起部27a、27b的位置，故在从金属模取出成品时，可以使椭圆形厚壁隆起部13和底部肋11的周边部分地保持热量。从而，由于时效收缩，使椭圆形厚壁隆起部部分向与熔粘面垂直的方向收缩。
由于在容器底部封合部10设置椭圆形状的厚壁隆起部13，可以把成形后的时效收缩改变为在与接合线垂直的方向进行。
进而，在金属模的夹断部22以外的部分使用导热性佳的铝，并通过冷却回路进行冷却，使成形品在从金属模取出后仍在椭圆形厚壁隆起部和底部肋的周边部分地保持热量，从而进一步加强了椭圆形厚壁隆起部13部分在接合线方向的时效收缩。
另外，通过减少底部肋11的厚度，使向接合线方向的收缩减弱，提高了熔粘部的接合稳定性。
由于把沿着接合线的椭圆形厚壁隆起部13的形状、底部肋11的形状做成向上方隆起的拱形，故可防止成形后的时效变化导致中央部分下落。
缩小销子26的锥角，增大底部肋11的咬入部15从熔粘面10a起伸出的长度，可以在熔粘面增强抵抗垂直方向剪断力的应力。
由于咬入部在一根曲线上排成一列，故其对于咬入部剪断力的抵抗力大于排成上下二列时。
综合以上的作用，可以显著改善熔粘面的粘接性，可实现圆筒形层压剥离吹塑成形容器的大型化。
以下说明圆筒形层压剥离吹塑成形容器的底部封合部的实施例。
外层使用高密度聚乙烯，内层使用尼龙，通过挤出吹塑成形将容量500ml的层压剥离吹塑成形容器成形。
成形后的吹塑成形容器底部直径约86mm，熔粘面的宽度约52mm，在底部封合部，以从长径52mm、短径20mm的椭圆平面膨出的近似于椭圆面的曲面形成壁底面的曲率约300mm的椭圆形厚壁隆起部，其底壁厚度约3mm。
底部肋宽2mm，咬入部在曲率246mm的圆弧线上以4mm的间隔交替咬合。
咬入部的凹部表面直径为1．4mm，底部是0．6mm，深1．5mm。
作为对比例，制造了前述日本发明专利公开1996-216238号公报记载的椭圆筒形吹塑成形容器。该椭圆筒形吹塑成形容器在底壁上形成平面壁，底部肋为直线状，其宽度通常约为3mm。而且咬入部排列成上下二排。
本发明的圆筒形吹塑成形容器与相同容量的椭圆筒形吹塑成形容器相比较，可以得到同等的底部封合部粘接性。
以下说明单层或层压的圆筒形挤出吹塑成形容器的实施形态。
本实施形态是把容器底部的底部封合部构造用于单层或层压的圆筒形挤出吹塑成形容器。
通常的单层或层压吹塑成形容器与图1～图5所示的层压剥离吹塑成形容器不同，没有空气导入孔，各层不能剥离，但关于其容器底部封合部的构造，使用前述实施形态中说明的金属模，并以通常的吹塑成形方法成形，可以形成与前述相同的底部封合部。
图7(a)表示单层吹塑成形容器的底部封合部，图中30a、30b是熔粘部，31是熔粘面，32是凹部，33是咬入凸出部。
本发明由于强化了底部封合部的粘接性，故即使坯料树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等在夹断部落下时强度较弱的材料、或熔粘性弱的材料，也可防止底部破裂，可以成形大容量的圆筒形吹塑成形容器。
图7(b)表示层压吹塑成形容器的底部封合部，该图中40a、40b是熔粘部，41是熔粘面、42a、42b是外层，43a、43b是内层，44是粘接层，45是凹部，46是咬入凸出部。
层压吹塑成形容器的外层42使用高密度聚乙烯、聚丙烯等增强材料层，内层43使用尼龙、乙烯醇共聚物(エバ-ル)、聚对苯二甲酸乙二醇酯等功能材料层，但本发明并不仅限于这些材料。
通过强化底部封合部的粘接性，即使用尼龙等粘接性弱的树脂也能成形大容量的圆筒形层压吹塑成形容器。
本发明采用上述构造，故具有以下效果。
沿圆筒形吹塑成形容器的底部封合部熔粘面形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部，把成形后的时效收缩改变为在与接合线垂直的方向进行，故显著地改善了圆筒形吹塑成形容器的底部破裂情况，可以实现大型的圆筒形吹塑成形容器。
尤其是可强化使用尼龙等弱粘接性树脂作内袋的圆筒形层压剥离吹塑成形容器底部封合部的粘接性，可实现圆筒形容器的大型化。

Claims (6)

1．一种圆筒形挤出吹塑成形容器，其特征在于，在容器底部的底壁的底部封合部周围形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部，该厚壁的椭圆形厚壁隆起部由近似于以接合线为长径轴线方向的椭圆面的曲面构成。
2．根据权利要求1所述的吹塑成形容器，其特征在于，在底部封合部形成拱形的底部肋。
3．一种圆筒形层压剥离吹塑成形容器，在容器口部开有空气导入孔，其特征在于，在容器底部的底壁的底部封合部周围形成厚壁的椭圆形厚壁隆起部，该厚壁的椭圆形厚壁隆起部由近似于以接合线为长径轴线方向的椭圆面的曲面构成。
4．根据权利要求3所述的吹塑成形容器，其特征在于，在底部封合部形成拱形的底部肋。
5．根据权利要求2或4所述的吹塑成形容器，其特征在于，在底部封合部形成的拱形底部肋厚度大致等于或小于封合部底壁的厚度，在构成底部肋的各熔粘部，形成压入对面熔粘部的咬入部，该咬入部沿底部肋的中心线交替排列。
6．一种吹塑成形金属模，是圆筒形容器的挤出吹塑成形金属模，其特征在于，在金属模的夹断部周围沿接合线设置椭圆形隆起部，在该椭圆形隆起部及其周围区域设置导热性低的材料，以在成形品取出后，使在容器上形成的椭圆形厚壁隆起部部分地保持热量。
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