CN107278181A - 用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器的方法以及挤出吹塑成型的容器 - Google Patents

用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器的方法以及挤出吹塑成型的容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器(2)的方法，该容器带有至少一个穿过容器(2)的壁(1)的贯通部(4)，所述方法包括：提供由热塑性塑料制成的插入件(3)，该插入件具有贯通部；将由热塑性塑料制成的预成型坯置入到带有模腔的吹塑模具中，该模腔限定所述容器的轮廓；在所述模腔内部成型预成型坯，所述预成型坯在模腔侧包围所述插入件(3)并且与所述插入件焊接；从吹塑模具中取出容器(2)，并且在所述容器(2)的壁(1)中借助工具制造开口，该工具从外部穿过插入件(3)的贯通部。本发明还涉及一种由热塑性塑料制成的挤出吹塑成型的容器。

Description

用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器的方法以及挤出 吹塑成型的容器
技术领域
本发明涉及一种用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器的方法，该容器带有至少一个穿过容器壁的贯通部；以及一种由热塑性塑料制成的吹塑成型的容器，该容器优选根据按照本发明的方法制成。
背景技术
在本发明的意义上，由热塑性塑料制成的吹塑成型的容器尤其但不仅用于机动车的燃料容器、挡风玻璃清洗液容器、储油容器、辅助液体容器或者添加剂容器。开头所述类型的容器经常通过挤出吹塑成型制成，其中，HOPE(高密度聚乙烯)尤其适合于制造挤出吹塑成型的容器。
在制造大容器、如桶或者IBCs(中型散装容器)时原则上已知的是，在制造容器时将抓取元件、螺纹嵌件或其他附件固定在容器上。已知HDPE是一种热塑性塑料，其在持续压力负荷下又变得可塑并且趋于蠕变。因此，原则上存在这样的需求：由高强度的热塑性塑料制造承受特定高强度负载的附件或者其他部件、如手柄元件或者固定眼。这样的构件通常通过注塑填充的热塑性塑料制成，并且之后在制造挤出吹塑成型的容器时“包围吹塑”。这表示：相关部件作为插入件插入工具或者吹塑模具的腔中。在成型由HOPE制成的容器体时，容器体或是材料锁合地或是形锁合地与插入件连接。
挤出吹塑成型基本上具有以下缺点：具有显著侧凹的构件无法或者无法简单地从吹塑模具中脱模，因此，在吹塑模具中使用插入件具有相对较长的传统。
用于在吹塑模具中使用插入件的情况下通过挤出吹塑成型制造容器的方法例如在US 6,262,325Bl中描述。在那里，插入件用于构成在容器上的固定眼和螺纹盲孔。
考虑到开口和贯通部在挤出吹塑成型的容器上的设置，在传统的挤出吹塑成型中，亦即在挤出吹塑成型管状预成型坯时证明有利的是，将这样的开口设置在吹塑模具的分离面区域中，尽可能在那里，将吹塑芯推入设置于吹塑模具的模腔内部的预成型坯中。可选地借助吹塑芯校准的开口在之后被扩孔。US6，262，325Bl描述了一种容器，在该容器中，以之前描述的方式制造浇注开口。
例如在用于机动车的燃料容器中，在一些情况下要求：在容器壁中设置多个开口，例如为了让通风或者排气接头穿过，或者为了让用于通风或者排气管路的、又或者用于燃料管路的连接接头穿过。
在这种容器中，通常在制成之后对在容器壁中的开口进行扩孔，然后将接头和/或阀插入所述开口中并且与容器壁焊接或者粘接。同样已知的是：设置两件式的连接元件，所述连接元件可选地在中间放置弹性密封结构的情况下相对于容器壁密封。
因为现代的燃料容器部分由多层的共挤出塑料制成，并且在其壁部中嵌入有用于碳氢化合物的阻挡层，事后将开口引入容器壁中需要破坏该阻挡层，从而在连接件和接头与容器壁的焊接区域中带来了潜在的泄露路径。
已知大量的构造建议和方法变型方案，其中涉及：设置贯通部、尤其是穿过容器壁的管路贯通部，这些贯通部具有对于挥发性的碳氢化合物而言尽可能高的扩散密封性。
例如由EP2 777 910A1已知一种用于制造挤出吹塑成型的燃料容器的方法，在该方法中，在成型容器壁时，在容器壁中制造在模具侧伸出的突起。将接头的连接成型部从内部插入该突起中，然后，在吹塑模具中，在所述突起的区域中，借助多个设置在吹塑模具中的滑动件这样收缩预成型坯，使其抵靠在接头的外部轮廓上并且与外部轮廓进行形锁合的和材料锁合的连接。接头在该区域中设有相应的肋状轮廓。此外，接头在滑动件移进时与预成型坯焊接。在将容器取出吹塑模具之后，容器壁在突起的区域中被切断，以便可以从外部连接接头。
按照EP2777910A1的方法强制要求：将在模腔内部的接头或者连接管从内部插入到预成型坯的突起中。在由管状预成型坯传统地挤出吹塑成型时，这样的操作仅极其复杂地才可实施。
因此，按照EP2777910A1的方法基本上被限定为所谓的“双板吹塑”方法，在该方法中，管状预成型坯分成两个幅材状的瓣，所述瓣于是在吹塑模具内部靠置在吹塑半模的腔上。在此方法中，预成型坯在模腔侧暂时可接近。
此外，这种方法要求在吹塑模具中相对耗费的滑动技术。
由US5 103 865已知一种方法，在该方法中，在容器壁中借助插入件生成开口，该插入件具有针尖，所述针尖在成型时在模腔内部穿透容器壁。所述插入件构成为用于排气阀的阀体，并且考虑到必须要捅破容器壁的必要性，对其沉入容器体积中的部分进行优化。从而对于这样的插入件，无法生成基本上在端侧敞开的、圆柱形的贯通部，因为插入件首先必须推挤预成型坯被刺穿的材料。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种尤其简单的用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器的方法，该容器带有至少一个穿过容器壁的贯通部，该方法尤其是也可以作为传统的在使用管状预成型坯的情况下的挤出吹塑成型方法来实施。
该目的首先通过一种用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器的方法得以实现，该容器带有至少一个穿过容器壁的贯通部，该方法包括下列方法步骤：
-提供由热塑性塑料制成的插入件，该插入件具有贯通部，
-将由热塑性塑料制成的预成型坯置入到带有模腔的吹塑模具中，该吹塑模具限定容器的轮廓，
-在模腔内部成型预成型坯，其中，所述预成型坯在模腔侧包围插入件，并且与该插入件焊接，
-借助工具在容器壁中制造开口，所述工具从外部穿过所述插入件的贯通部。
在本发明的意义上，“模腔侧”应理解为容器壁这样的侧，该侧朝向模腔的内部，相反地，在本发明的意义上，“模具侧”应理解为容器或预成型坯的壁的这样的侧，该侧朝向吹塑模具的腔，或者说该侧在成型时贴靠在吹塑模具的表面上。
在本发明的意义上，贯通部为在容器壁中贯通的开口，通过该贯通部可以建立与被容器包围的容积的流体连通。该贯通部可以构成为柱形通道的形式，该通道双侧打开。所述通道可以具有内部光滑壁的或者具有成型轮廓的周面。
按照本发明的方法尤其是设置为在通常意义上的挤出吹塑成型方法，亦即，该方法包括：挤出和提供由塑化的热塑性塑料制成的管状预成型坯。
在本方法中可以规定，在一开始打开的、两件式的吹塑模具上方沿着重力方向挤出由塑化的热塑性塑料制成的管状预成型坯。两件式的吹塑模具基本上应理解为带有两个吹塑半模的吹塑模具，所述吹塑半模以已知的方式设置在封闭框架的模具夹紧板上。
每个半模可以具有腔，其中，所述半模的腔在闭合的吹塑模具中限定出模腔，该模腔与要制造的容器的外部轮廓相对应。
每个半模可以在其自身中具有多个部件、尤其还是滑动件或者类似物。
在所述腔中的至少一个中，可以设置至少一个用于容纳按照本发明的插入件的凹部。
在本发明的意义上，在最简单的情形中，插入件可以是衬套、套筒或类似物。然而，插入件也可以具有复杂的构造、例如以带有至少一个插接型材的接头的形式。
在按照本发明的方法中，预成型坯优选在模腔侧包围插入件，使得所述预成型坯或者由热塑性塑料制成的容器的之后的壁首先在模腔侧以盲孔的形式封闭由插入件限定的、优选柱形的贯通部，其中，容器壁的这个部分借助另一工具从外部打开。在这里，从外部表示：在将容器取出吹塑模具之后，或是在吹塑模具内部在模腔侧，亦即，例如借助插入预成型坯中的吹塑芯。
按照本发明的方法具有如下优点：该方法相对于已知的方法可以相对简单地执行，并且借助插入件在容器壁中提供了尺寸稳定的并且已经校准过的开口。
如已经在开头所提到的那样，插入件可以构成为简单的套筒，在该套筒中例如可以密封地置入用于构件、例如用于防溅挡板元件的连接管、接头、阀或者固定元件，备选地，插入件例如可以在外侧，亦即在模具侧构成为带有连接成型部的接头。最后，插入件还可以设计为带有两个连接成型件(例如杉树成型件形式)的所谓的双接头。
优选地，插入件插入到吹塑模具的腔中为此设置的凹部中。在此，优选在插入到吹塑模具的腔的凹部之前，例如借助红外热辐射器加热或者预热所述插入件。然后将由热塑性塑料制成的预成型坯置入到吹塑模具中。通过预热或者预加热插入件，带有仍然是热塑的预成型坯的嵌入件的可焊接性得到改善。
在按照本发明的方法的一种优选变型方案中，插入件包括第一和第二热塑性塑料，其中，所述第一热塑性塑料与容器壁的热塑性塑料在可焊接性方面兼容。所述插入件例如可以构成为所谓的多组分注塑件，并且例如具有由聚酰胺制成的支撑体和至少一个由LDPE或者HDPE制成的外层。所述支撑体赋予插入件相应的强度和尺寸稳定性。
插入件的第二热塑性塑料例如如此构成，使其不能与容器壁焊接。
在本发明的意义上，焊接应理解为要彼此焊接的元件的分子之间的相互渗透，这通过压力和温度来实现，其中，为了保证这种可焊接性，要焊接的塑料必须具有相似的分子属性。例如，聚烯烃通常可以彼此焊接，相反地，聚烯烃和聚酰胺通常无法彼此焊接。
在从吹塑模具中取出容器后，容器壁的打开或者说贯通例如可以借助热的型芯实现，其优点在于：例如从容器壁中去除的材料不会在容器的容积中飘移。
备选地可以规定，铣削出或扩孔出容器壁中的开口。
在按照本发明的方法的一种适宜的变型方案中规定，使用带有环绕的凸缘的套筒作为插入件，其中，所述凸缘包围并且限定贯通部的通入部。
尤其有利的是：凸缘所具有的宽度至少等于贯通部的深度。相对宽地确定尺寸的凸缘尤其具有如下优点：所述凸缘提供了增大的焊接面。例如当容器应该构成为燃料容器时，凸缘与容器壁焊接的面越大，碳氢化合物潜在的扩散路径就越长。
优选地，所述凸缘设置在贯通部的朝向模腔的一侧。
所述凸缘例如可以包围贯通部的朝向容器内侧的通入部，并且朝向容器外侧方向弯折，从而所述插入件在容器壁中在容器外侧上构成凹腔。以这种方式，在插入件和容器壁之间的接触面扩大，由此也延长了潜在的泄露路径。此外，以这种方式还可以将在贯通部上的连接件装入到容器外侧面中，这在一些情况下在容器例如在机动车中的安装位置方面可以是有利的。
此外，本发明涉及一种由热塑性塑料制成的挤出吹塑成型的容器，该容器带有在容器壁中的贯通部，其中，所述贯通部通过插入件构成，该插入件被容器壁部分包围并且与该容器壁焊接，所述插入件构成贯通部，并且具有环绕的凸缘，并且所述插入件包括第一和第二热塑性塑料，其中，所述第一热塑性塑料与容器壁焊接。所述第一热塑性塑料优选与第二热塑性塑料不同。
插入件例如可以设置为柱形的、带有环绕的凸缘的衬套，该凸缘在容器内侧和/或容器外侧可以包围贯通部的通入部。
在按照本发明的容器的一种变型方案中规定，所述凸缘包围朝向贯通部的容器内侧的通入部，并且朝向容器外侧方向弯折，从而所述插入件在容器外侧上构成优选漏斗状的凹腔。
不言而喻，所述凸缘也可以包围贯通部的朝向容器外侧的通入部，并且自身例如不超出地插入到容器壁的外侧中。
在按照本发明的挤出吹塑成型的容器的一种变型方案中，所述贯通部通过光滑壁的内周面限定。
所述插入件例如可以设计为套筒或者衬套，所述套筒或者衬套在外侧和内侧都具有HDPE，并且所述套筒或者衬套包括由聚酰胺制成的支撑体。
在按照本发明的挤出吹塑成型的容器的另一变型方案中，插入件可以设计为衬套或者套筒，所述衬套或者套筒在外侧包括HDPE并且在内侧具有由LDPE、例如马来酸酐改性LDPE制成的周面。在此，所述LDPE周面在贯通部的内侧上例如可以构成为用于要焊接到贯通部中的连接管的增附剂层。
在按照本发明的容器的一种变型方案中规定，所述凸缘在整个面上与容器壁焊接，并且凸缘的宽度至少与贯通部的深度一样大。
适宜地，凹腔的深度至少等于贯通部的深度，从而贯通部的容器外侧的通入部至少与容器的外壁齐平。
贯通部例如可以具有连接管或者接头，所述连接管或者接头或是焊接、或是借助O型环密封件在贯通部中密封。
上述类型的挤出吹塑成型的容器优选按照本发明的方法获得。
附图说明
接下来根据在附图中示出的实施例阐述本发明。
图中示出：
图1为根据第一变型方案的按照本发明的挤出吹塑成型的容器的壁的局部剖视图；和
图2为在借助工具从外部打开容器壁中的开口之前，亦即直接从吹塑模具中取出容器后，按照本发明的挤出吹塑成型的容器的壁的剖视图。
具体实施方式
为简单起见，在图1中仅示出按照本发明的容器2的壁1的一部分。
容器2通过挤出吹塑成型由热塑性塑料制成。为此，例如可以借助未示出的并且常规的挤出头提供优选多层管状挤出物形式的预成型坯。所述挤出头例如可以设置在未示出的吹塑模具的上方，该吹塑模具例如可以具有两个吹塑半模，所述吹塑半模以已知的方式设置在封闭框架的模具夹紧板上。通过模具夹紧板可以打开和关闭吹塑半模。所述吹塑半模分别包括至少一个腔，所述腔在闭合的吹塑模具中构成模腔，其轮廓对应于通过挤出吹塑成型制造的容器的外部结构。
管状预成型坯沿着重力方向或是连续或是不连续地从挤出头中排出，并且在吹塑模具打开的部分之间被切断，然后吹塑模具包围管状预成型坯闭合。通过利用模腔内部的负压和/或通过利用通过吹塑针封入预成型坯中实现的过压，然后实现预成型坯在吹塑模具的模腔中的扩张。
按照本发明的方法规定，在将管状预成型坯置入吹塑模具之前，在至少一个吹塑半模的至少一个腔中置入插入件3。
图1示出在加工出的容器2的壁1中的插入件3。
容器2的壁1可以由单层或多层的热塑性塑料制成。为简单起见，在图1中示出的容器2的壁1为单层的，相反地，在图2中示出的容器2的壁1为多层的。在图2中，容器的壁1包括两个层，该容器可以具有至多6个不同的层，该容器例如可以设计为基于HOPE的、带有由EVOH制成的阻挡层的共挤出物。
在吹制周期开始时，例如借助操作机械手，将插入件3置入到吹塑模具的腔中的相应设计的凹部或者容纳部中。
随后或者在此期间，管状的挤出物或者预成型坯被置入吹塑模具的打开的部分之间。吹塑模具包围预成型坯闭合，然后，预成型坯在由多个腔构成的模腔内部扩张。在此，预成型坯抵靠插入件模腔侧的部分并且与之连接。
插入件3例如具有在图1中示出的构造，该构造带有中央的且柱形的贯通部4和环绕地邻接在贯通部4的通入部5上的凸缘6。该凸缘6在图1中示出的布置中朝向容器内侧7并且大面积地与容器2的壁1焊接。在容器外侧8上，将带有管路接口10的连接塞9插入贯通部4中。该连接塞9可以焊接或者粘接在贯通部4内部，在图1所示的实施例中，连接塞9可拆地插入到贯通部4中，并且借助O型环11相对于贯通部4的内周面得以密封。
凸缘6朝向容器外侧8方向弯折，并且与贯通部4的纵向中轴线形成锐角l。基于插入件3的这种构造，插入件3沉入容器2中，或者说插入件3与容器2的壁1形成凹腔12。凹腔12具有与贯通部4的深度或者说长度大约相等的深度，从而贯通部4朝向容器外侧8的通入部与容器2的壁1的剩余的面大致平齐。
如上文已经提到的那样，插入件3可以构成为注塑的两组分式构件，其中，例如在图2中示出的插入件3在凸缘6的朝向壁1和容器内侧7的面上包括LDPE或者HDPE，并且此外，插入件3的主体可以由聚酰胺或者其他热塑性塑料制成。
原则上，插入件3也可以由一种唯一的注塑的热塑性塑料制成，该热塑性塑料具有不同于容器2或者说容器2的壁1的热塑性塑料的特性。
在图2中示出了按照本发明的容器的一种备选设计方案，其中，在图2所示的容器中，贯通部4还未打开。该图示出直接将容器2从吹塑模具中取出时的容器2的壁的剖面，其中，和在图1中一样，用附图标记7标示容器内侧并且用附图标记8标示容器外侧。
插入件3基本上构成为套筒，该套筒同样具有环绕的凸缘6，该凸缘在容器外侧8上包围贯通部4的通入部5。凸缘6完全嵌入容器外侧8中并且与之平齐。
在容器内侧7上，插入件3通过容器的壁1封闭。
插入件3同样具有圆柱形的、在内部光滑壁的贯通部，其中，贯通部4的内周面由LDPE层构成，并且插入件3的与容器2的壁1焊接的外周面由HDPE层构成。插入件3此外包括支撑体13，该支撑体例如可以由聚酰胺制成。
附图标记
1 壁
2 容器
3 插入件
4 贯通部
5 通入部
6 凸缘
7 容器内侧
8 容器外侧
9 连接塞
10 管路接口
11 O型环
12 凹腔
13 支撑体

Claims (16)

1.用于挤出吹塑成型由热塑性塑料制成的容器(2)的方法，该容器带有至少一个穿过容器(2)的壁(1)的贯通部(4)，所述方法包括以下方法步骤：
-提供由热塑性塑料制成的插入件(3)，该插入件具有贯通部(4)，
-将由热塑性塑料制成的预成型坯置入到带有模腔的吹塑模具中，该模腔限定所述容器(2)的轮廓，
-在所述模腔内部对预成型坯进行成型，其中，所述预成型坯在模腔侧包围所述插入件(3)并且与所述插入件(3)焊接，
-在所述容器(2)的壁(1)中借助工具制造开口，该工具从外部穿过插入件(3)的贯通部(4)地引导。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述插入件(3)包括第一和第二热塑性塑料，其中，所述第一热塑性塑料与容器(2)的壁(1)的热塑性塑料在可焊接性的意义上是兼容的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插入件(3)的第二热塑性塑料不能与容器(2)的壁(1)焊接。
4.如权利要求1-3之任一项所述的方法，其特征在于，借助热的型芯熔化出在容器壁(1)中的开口。
5.如权利要求1-3之任一项所述的方法，其特征在于，铣削出或扩孔出在所述容器(2)的壁(1)中的开口。
6.如权利要求1-5之任一项所述的方法，其特征在于，所述插入件(3)构成为注塑的多组分构件。
7.如权利要求1-6之任一项所述的方法，其特征在于，使用带有环绕的凸缘(6)的套筒作为插入件(3)，其中，所述凸缘(6)包围贯通部(4)的通入部(5)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述凸缘(6)所具有的宽度至少等于所述贯通部(4)的深度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述凸缘(6)包围贯通部(4)的朝向容器内侧(7)的通入部(5)，并且朝向容器外侧(8)方向弯折，从而所述插入件(3)在容器(2)的壁(1)中在容器外侧(8)上构成凹腔(12)。
10.由热塑性塑料制成的挤出吹塑成型的容器(2)，该容器具有在容器(2)的壁(1)中的贯通部(4)，其中，所述贯通部(4)通过插入件(3)构成，该插入件被所述容器(2)的壁(1)部分包围并且与所述壁焊接，其中，所述插入件(3)构成贯通部(4)并且具有环绕的凸缘(6)，并且所述插入件(3)包括第一和第二热塑性塑料，其中，所述第一热塑性塑料与容器(2)的壁(1)焊接。
11.如权利要求10所述的挤出吹塑成型的容器(2)，其特征在于，所述凸缘(6)包围朝向贯通部(4)的容器内侧(7)的通入部(5)，并且朝向容器外侧(8)方向弯折，从而所述插入件(3)在容器外侧(8)上构成优选漏斗状的凹腔(12)。
12.如权利要求10或11所述的挤出吹塑成型的容器(2)，其特征在于，所述贯通部(4)通过光滑壁的内侧面限定。
13.如权利要求1-12之任一项所述的挤出吹塑成型的容器(2)，其特征在于，所述凸缘(6)在整个面上与容器(2)的壁(1)焊接，并且所述凸缘(6)的宽度至少与贯通部(4)的深度一样大。
14.如权利要求11-13之任一项所述的挤出吹塑成型的容器(2)，其特征在于，所述凹腔(12)的深度至少等于贯通部(4)的深度。
15.如权利要求10-14之任一项所述的挤出吹塑成型的容器(2)，其特征在于，所述贯通部(4)容纳有用于容器的构件的连接管、接头、阀或者固定元件。
16.如权利要求10-15之任一项所述的挤出吹塑成型的容器(2)，该挤出吹塑成型的容器借助如权利要求1-9之任一项所述的方法制造。
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