CN108472830A - 用于以拉伸吹塑方法制造塑料容器的预成型坯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于以拉伸吹塑方法制造塑料容器的预成型坯(1)，所述预成型坯具有长形的、管式的预成型坯体部(2)，所述预成型坯体部在其一个纵向端部上用预成型坯底部(3)封闭并且其另一纵向端部邻接过渡区域(25)，预成型坯颈部(4)连接到所述过渡区域上。预成型坯底部(3)具有限定底部厚度(b)的外壁(31)和内壁(32)。预成型坯体部(2)具有限定壁厚度(w)的外壁(21)和内壁(22)。根据本发明，内部三维凸曲面(E2)和外部三维凸曲面(E1)彼此隔开，使得相应的顶点(S，S’)至预成型坯体部的距离连续增大，其中预成型坯底部(3)的外壁(31)沿着外部三维曲面(E1)的延伸能被在其顶点(S)之外的凹陷的区域(7)中断，并且其中预成型坯底部(3)的内壁(32)沿着内部三维曲面(E2)的延伸能被在其顶点(S’)之外的凹陷的区域(7)中断。

Description

用于以拉伸吹塑方法制造塑料容器的预成型坯
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于以拉伸吹塑方法制造塑料容器的预成型坯。
背景技术
过去常用的由白铁皮或彩色铁皮、玻璃或还有陶瓷构成的容器正日渐被由塑料构成的容器取代。现在主要使用塑料容器尤其用于包装液体物质，例如饮料，可流动的食品例如番茄酱、苏格酱、香蒜酱、酱汁、芥末、蛋黄酱等，家用产品，身体护理产品，化妆品等等。低的重量和较低的成本当然在该替代中扮演重要角色。可循环的塑料材料的使用，生物塑料的使用和在其制造中整体上更有利的总能量平衡也有助于促进消费者接受塑料容器、尤其塑料瓶。
大量现今使用的塑料瓶和类似的塑料容器以拉伸吹塑方法制成。在该方法中，首先制造通常长形的、管式构造的所谓的预成型坯，所述预成型坯在其一个纵向端部上用底部封闭并且在在另一纵向端部上具有颈部部段，该颈部部段具有如下机构，所述机构用于形状配合地固定装配有相应的接合机构的连接部件。用于形状配合地固定连接部件的机构例如能够是在颈部部分的外壁上构成的螺纹部段或卡口式的突出部或相应的凹部。预成型坯大多以拉伸吹塑方法制造。然而，预成型坯的替选的制造方法也是已知的，例如冲挤或挤出吹塑。预成型坯的制造能够在时间和/或空间上与紧接着的拉伸吹塑方法分开地进行。在替选的方法中，制成的预成型坯无需中间的冷却而在其制造之后立即进一步加工。为了拉伸吹塑，预成型坯插入到吹模的模腔中并且通过借助过压引入的流体通常空气在径向方向和轴向方向上扩张，尤其吹鼓。在此，预成型坯附加地借助通过预成型坯的颈部开口引入的拉伸棒在轴向方向上拉伸。在拉伸/吹塑过程之后，制成的塑料容器从吹模中脱模。
在拉伸吹塑方法之前，单层的或多层的预成型坯通常以单独的注塑方法制造。也已经提出，预成型坯以塑料冲挤方法或挤出吹塑方法制造。材料用作为用于制造预成型坯的原材料，材料的主要组成部分、即90％并且更多，例如由PET、PET-G、HDPE、PP、PS、PVC、PEN，提到的塑料的共聚物，生物塑料例如PLA或PEF，填充的塑料和/或所述塑料的混合物构成。塑料或其部分能够被染色和/或覆层。可使用的塑料的条件是一方面所述塑料对于预成型坯的相应的制造方法，也就是说，对于注塑或冲压或挤出吹塑的能力，并且另一方面对于随后的拉伸吹塑方法的能力。
根据特殊的要求，塑料容器在容器颈部、容器体部和/或容器底部的不同区域中有针对性地以较大的壁厚度或较小的壁厚度制成。在拉伸吹塑方法中在进一步加工之前，例如在容器壁或容器底部中通常通过有针对性地局部加热预成型坯实现这样的厚部位或薄部位。为此，预成型坯例如插入到炉中，以便其经受期望的温度变化。也已知如下方法，在所述方法中预成型坯首先均匀加热。接着，通过有针对性地局部冷却预成型坯来实现期望的温度变化。在拉伸吹塑方法中，预成型坯上的较冷部位通常形成塑料容器上的厚部位，而预成型坯上的强烈加热的部位通常导致塑料容器上的薄部位。替选地或附加地，在拉伸吹塑方法期间在吹模内部也能够有针对性地冷却预成型坯，以便由于制成的拉伸吹塑的塑料容器的与温度相关的不同大小的拉伸性，局部地实现提高的或降低的壁厚度。
恰恰塑料容器的底部区域必须符合最不同的要求。因此，在底部区域中构成的脚应当确保稳定直立地支承填充的塑料容器。附加地，脚应当形成在从桌板落下时抗爆裂的相应的抵抗力。塑料容器的脚例如在其至容器体部的过渡部上相应地应当不具有相对于其相邻区域更小的壁厚度。另一方面，容器底部经常考虑用于补偿塑料容器内部的体积变化，进而容器体部不遭受变形。由于化学效应和物理效应，在拉伸吹塑的塑料容器中能够产生相对高的低压，所述低压能够使塑料容器、例如塑料瓶视觉不利地变形。当塑料容器在填充之后立即气密封闭时，例如通过热灌装在塑料容器中的液体的冷却和收缩来产生该低压。在灌装之后不久，例如通过液体的蒸发，通过产品的排气或通过填料的升高的温度，在容器颈部或容器的头部空间中也能够产生过压。然而，在容器冷却之后，大多数情况下出现低压，因为头部空间中的气体和填料本身由于温度差而其体积强烈改变，尤其减小。但在不同的温度下或氧气与灌装的产品的氧化反应中确定的气体的不同的溶解度也能够导致低压的产生。在从蒸汽到水的相变中，体积收缩是尤其强烈的。如已经提及，该低压经常导致塑料容器的变形。变形的瓶或罐经常以错误方式向消费者暗示质量低劣并且因此经常不被接受并且在货架中剩下。
因此，已经提出，塑料容器的底部柔性地构成，以便应对由于容器内部的低压或过压而产生的容器体部的可能的变形的问题。由此，通过低压有针对性的变形的功能应当从容器体部集成到容器底部中。在WO2010/058098A2中例如提出，吹模的底部在塑料容器的吹塑过程期间突然地轴向移动，以便获得柔性的底部。由此，容器底部例如应当被削弱并且尤其在围绕其中心的区域中有针对性地变形。由于能轴向移动的底部，吹模工具和塑料容器的制造过程变得相当昂贵。在WO 2011/103296A2或WO 2011/109623A2中再次提出，在吹塑过程期间肋和/或沟纹成形在容器底部中，所述容器底部应当通过有针对性的材料增强或材料削弱导致在容器底部中构成轴向柔性的区域。该解决方案也取决于特殊构成的吹模，因为在吹塑方法中恰恰塑料容器的中心区域拉伸太少，在所述中心区域中拉伸杆触碰容器底部，并且因此周围的材料是尤其厚壁的。反之，该厚壁的区域努力抵抗在容器底部中构成柔性的区域。因此，现有技术的与此相关的努力未获得大的成功或所述努力导致在吹模的构造或过程控制方面的耗费提高，从而导致塑料容器的制造成本提高。
容器底部的可能的薄弱处尤其也是预成型坯的喷射点，所述喷射点通常处于预成型坯底部的中心。在预成型坯吹模、尤其拉伸吹塑成容器时，所述喷射点仅非常少量拉伸。由此，容器底部恰恰在该区域中具有常常仅相对小的强度。因此，该缺点通常通过以下方式应对：预成型坯底部构成有相对于其余的预成型坯区域的相对大的壁厚度。大的壁厚度能够在制造预成型坯时，尤其在注塑预成型坯时导致问题。此外，由于较大的材料使用，预成型坯的和从而由其拉伸吹塑构成的容器的成本提高。
发明内容
因此，本发明的目的是弥补现有技术的描述的缺点。应当提供一种预成型坯，所述预成型坯实现，由所述预成型坯吹塑形成塑料容器，其容器体部和容器底部具有尽可能恒定的壁厚度。
上述并且还有其他目的的根据本发明的解决方案在于预成型坯，所述预成型坯具有权利要求1中列举的特征。本发明的改进方案和/或有利的实施方案变型形式是从属权利要求的主题。
根据本发明的一个设计方案实例，提出一种用于以拉伸吹塑方法制造塑料容器的预成型坯，所述预成型坯具有长形的、管式的预成型坯体部，所述预成型坯体部在其一个纵向端部上用预成型坯底部封闭并且其另一纵向端部邻接过渡区域，预成型坯颈部连接到所述过渡区域上。预成型坯底部具有限定底部厚度的外壁和内壁。预成型坯体部还具有限定壁厚度的外壁和内壁。内部三维凸曲面和外部三维凸曲面彼此隔开，使得从其相应的顶点到预成型坯体部的距离连续地增大。预成型坯底部的外壁沿着外部三维曲面的延伸能被在其顶点之外的凹陷的区域中断或已经被中断。预成型坯底部的内壁沿着内部三维曲面的延伸能被在其顶点之外的凹陷的区域中断或已经被中断。
就本发明而言，术语“连续地”应理解为，不存在底部厚度的跳跃式变化如裂缝、台阶、凸缘、弯折部等。凹陷的区域导致底部厚度的减小。凹陷的区域通常不在顶点上延伸。术语“凸的”应理解为，预成型坯底部的穹顶状的设计方案远离预成型坯颈部延伸。顶点应理解为内部三维凸曲面或外部三维凸曲面与预成型坯的中轴线的交叉点。凹陷的区域通常不在顶点上延伸。如果凹陷的区域存在于顶点中，那么在顶点之外相应地存在另一凹陷的区域。邻接预成型坯体部没设有凹陷的区域。就本发明而言，“三维曲面”应理解为，在任意方向上沿平面延伸的每条线是曲线。三维曲面例如能够构成为球面或椭圆面。预成型坯底部的、预成型坯体部的和过渡区域的延伸对应于容器底部、容器体部和容器肩部。这表示，预成型坯底部在容器底部终止的部位上终止。预成型坯体部相应地形成容器体部并且容器肩部由预成型坯的过渡区域构成。
本发明基于如下原理：预成型坯构成为，使得由其拉伸吹塑构成的容器在颈部区域之下、即在容器肩部、容器体部和容器底部上方具有尽可能恒定的壁厚度。尤其当支撑区域构成为容器脚时，容器底部的支撑区域通常是最大拉伸区域并且因此通常是最薄的区域。通过提出预成型坯底部的底部厚度朝预成型坯体部连续地增大，能够提供更多材料来拉伸，使得拉伸吹塑制成的容器的容器底部能够具有如下底部厚度，所述底部厚度在支撑面的区域中基本上等于容器体部的相邻区域。因此，预成型坯上的材料分布与造型和由其待制造的容器的大小相关。预成型坯底部能够在区域上已经设置有减小的壁厚度，所述区域在拉伸吹塑的塑料容器中应当构成为容器底部的薄部位。具有较大壁厚度的预成型坯的底部区域相应地也能够在容器底部上产生厚部位。考虑到拉伸吹塑时的拉伸比例，在容器底部上的薄部位和厚部位能有针对性地由相应地设置在预成型坯底部上的壁厚度减小的凹陷的区域制成。在预成型坯底部中的至少一个壁厚度减小的凹陷的区域例如能够设置成，使得在拉伸吹塑时材料从邻接的较厚的区域中“抽出”。通过在预成型坯拉伸吹塑时材料从喷射点“抽出”的方式，这尤其能够导致在注塑的预成型坯的喷射点的区域中底部厚度的降低。在拉伸吹塑时，底部厚度还能够在喷射点中有针对性地降低并且由此提高在预成型坯的该底部区域中的拉伸程度。这能够在容器底部的阻挡特性方面具有优点并且改进其强度。此外，在拉伸吹塑塑料容器时在喷射点的区域中不必要的塑料材料的减少能够允许整体上材料减少，所述材料减少能够对塑料容器的制造成本产生有利影响。
根据本发明的另一设计方案实例，预成型坯底部能够构成为平的发散透镜，其中发散透镜通过预成型坯底部的外壁和内壁限定。通过设计为发散透镜能够防止：在两阶段的拉伸吹塑方法中预成型坯底部在炉中被作用的辐射过度加热。更确切地说，通过构成为发散透镜能够调节反射的辐射的份额是多高，所述辐射实际上穿透到预成型坯底部中并且加热所述预成型坯底部。
根据本发明的另一设计方案实例，壁厚度能够从在预成型坯体部上的底部厚度直至过渡区域连续减小。预成型坯底部至预成型坯体部的过渡部没有凸缘或凸肩。预成型坯体部的外壁和内壁围成基本上等于或大于2°并且小于90°，优选小于15°的角。外壁和内壁基本上是直的。预成型坯体部基本上具有空心锥的形状。
根据本发明的另一设计方案实例，壁厚度能够从在预成型坯体部上的底部厚度直至过渡区域基本上恒定地构成。从预成型坯底部至预成型坯体部的过渡部在此也没有凸缘或凸肩。预成型坯体部的外壁和内壁基本上彼此平行地延伸。然而，因为脱模斜度能够是可行的，因此预成型坯也应当被包围，预成型坯的在预成型坯体部的内壁和外壁之间围成的角小于2°。因此，预成型坯体部的壁厚度基本上相当于预成型坯底部至预成型坯体部的过渡部上的底部厚度。外壁和内壁基本上是直的。
根据本发明的另一设计方案实例，预成型坯体部的第一子区域邻接预成型坯底部并且预成型坯体部的第二子区域邻接第一子区域和过渡区域。第一子区域的壁厚度从预成型坯体部的底部厚度直至第二子区域连续地减小。第二子区域中的壁厚度基本上是恒定的并且基本上相当于至第二子区域的过渡部上的、第一子区域的壁厚度。
从预成型坯底部至预成型坯体部的第一子区域的过渡部和从第一子区域至第二子区域的过渡部没有凸缘或凸肩。从至预成型坯体部的第一子区域的过渡部上的底部厚度起，预成型坯体部在第一子区域内部的壁厚度连续地渐缩直至第二子区域，以便从所述第二子区域直至过渡区域保持壁厚度基本上是恒定的。外壁和内壁基本上是直的。
根据本发明的另一设计方案实例，相对于预成型坯底部的外壁和/或内壁的凹陷的区域能够没有底切地构成。至少一个没有底切的凹陷的区域的壁厚度相对于外壁和/或内壁的邻接没有底切的区域的区域的底部厚度减小。
预成型坯底部的至少一个壁厚度减小的凹陷的区域没有底切使预成型坯的制造和其脱模能力变得简单。因此，在例如注塑的预成型坯的情况下，取消具有折叠芯和/或多件式的外部模制件的复杂的注塑模具。应理解的是，壁厚度减小的凹陷的区域能够构成在预成型坯底部的内壁和/或外壁上。
没有底切的区域能够构成为基本上点状的凹部或基本上点状的凹陷部或线状的凹部或线状的凹陷部。线状的凹部能够构成为沟槽，所述沟槽例如倒圆形、矩形或V形地构成。线状的或点状的凹部能够彼此有规律地或无规律地隔开。线状的凹部本身能够是相同长度或不同长度的。线状的或点状的凹部能够位于具有任意几何形状的线上，其中线能够是闭合的，例如圆、卵形或多角形，或是敞开的例如是螺旋形。没有底切的区域和凹陷部的过渡部还能够是基本上尖棱的或圆角的。凹陷部也能够围绕顶点中心或偏心地延伸。
在本发明的一个实施方案变型形式中能够提出，至少一个没有底切的凹陷的区域的壁厚度具有例如大约0.7mm至大约4mm的最小壁厚度。借助这样的最小壁厚度能够满足注塑方法的要求，所述注塑方法是用于制造预成型坯的最常用的制造方法。借助该最小壁厚度能够以令人满意的质量达到在拉伸吹塑的塑料容器上有意的薄部位和材料移动。容器底部的与预成型坯底部的凹陷的区域相应的最小厚度例如能够是至少大约0.15mm至大约2.5mm。
例如能够提出，预成型坯在预成型坯底部中具有至少一个没有底切的凹陷的区域，所述凹陷的区域环状地，优选圆环状地构成。恰恰在具有尽可能旋转对称地构成的容器底部的塑料容器中能够以该方式达到非常均匀的材料移动和变薄。环状的、优选圆环状的没有底切的凹陷的区域还能够相对于顶点中心地或偏心地构成。
在预成型坯的另一实施方案变型形式中，预成型坯底部能够具有多个没有底切的凹陷的区域，所述凹陷的区域至少部分地沿着闭合的环设置在预成型坯底部中。所述凹陷的区域能够全部具有距预成型坯底部的顶点的相等的径向距离。这样设计的预成型坯底部例如能够设置用于制造具有容器底部的塑料容器，所述容器底部具有花瓣状的撑脚。那么预成型坯底部的壁厚度减小的区域能够在花瓣状的撑脚之间的薄部位处。撑脚本身由预成型坯底部的区域制成，在所述区域中预成型坯底部具有较大的壁厚度。花瓣状的撑脚也相应地能够具有增厚部，所述增厚部能够对其刚性产生有利影响。
在预成型坯的另一实施方案变型形式中，预成型坯底部能够具有多个没有底切的凹陷的区域。在此，没有底切的凹陷的区域中的至少一个能够环状地构成。环状区域例如能够围绕预成型坯底部中的喷射点设置，而另一没有底切的凹陷的区域能够设置在预成型坯底部的另一部位上，然而不突出到至预成型坯体部的过渡部中。借助这样的构型，在拉伸吹塑时不必要的过量的材料能够从周围区域中的喷射点中抽出并且避免在容器底部上有针对性的变薄。在这种情况下，没有底切的凹陷的区域能够任意地设置在预成型坯底部之内。
在预成型坯的另一实施方案变型形式中，预成型坯底部能够具有至少两个环状构成的、没有底切的凹陷的区域，所述的凹陷区域同心地设置在预成型坯底部中。这样的预成型坯例如能够考虑用于制造具有容器底部的塑料容器，所述容器底部具有一个或多个能通过低压或过压变形的膜状的底部区域。在这种情况下，在拉伸吹塑的容器中预成型坯底部的内壁和外壁的、设置在预成型坯底部的没有底切的凹陷的区域之间的区域能够构成所述的膜状的底部区域，所述底部区域通过铰链状构成的薄部位彼此连接。该铰链状构成的薄部位由没有底切的凹陷的区域构成。这样的容器底部能够在容器内部中形成低压或过压时防止容器体部变形，因为膜状的底部区域在铰链状构成的薄部位之间能基本上沿着容器的纵轴线移位。这样的设计方案能够适合用于液态产品或膏状产品的热灌装或也适合用于冷产品的灌装与紧接着快速的加热。
在另一实施方案变型形式中，预成型坯底部能够具有至少两个没有底切的凹陷的区域，所述凹陷的区域星状地设置。由此，例如在花瓣状的撑脚之间的间隙中的容器底部厚度能够通过预成型坯底部的没有底切的凹陷的区域与相邻区域的容器底部厚度相匹配，所述花瓣状的撑脚通常比撑脚本身拉伸更少。由此，例如能够可行的是：花瓣状的撑脚具有与间隙相等的壁厚度。
在另一实施方案变型形式中，预成型坯底部构成为平底。关于壁厚度减小的区域没有底切地构成，尤其在其设置在预成型坯底部的内壁上时，证明为适宜的是：预成型坯底部构成为平底。就本发明而言，在此，预成型坯底部称为平底，其在从预成型坯体部至预成型坯底部的过渡区域上的第一曲率半径小于在其余预成型坯底部中的第二曲率半径。在此，预成型坯底部的较大的直径大于预成型坯底部的轴向高度，其中第一曲率半径小于预成型坯底部的轴向高度。
根据本发明的一个实施例，通过注塑、冲挤或挤出吹塑实现制造预成型坯。也能够通过注塑、冲挤、挤出吹塑与紧接着预成型坯底部的机械变形来实现制造。
预成型坯能够以相应构成的形式构成有局部的和/或环状的突出部。替选地，通常具有未结构化的底部的传统的预成型坯也能够通过机械变形设置有一个或多个没有底切的壁厚度减小的区域。预成型坯底部的在注塑或冲挤或甚至挤出吹塑之后紧接着的机械变形例如能够通过冲压或还有切削实现。预成型坯是一件式的。
预成型坯能够单层或多层地构成并且由适合用于拉伸吹塑方法的塑料制成。应理解的是，使用的塑料也必须适合用于预成型坯的相应的制造工艺，也就是说，注塑、冲挤或挤出吹塑。由于多层性，通过例如EVOH或聚酰胺设置在预成型坯的内壁和外壁之间的方式能够改进预成型坯的阻挡特性。
在本发明的变型形式中，预成型坯包括选自由PET、PET-G、HDPE、PP、PS、PVC、PEN构成的组中的塑料，提到的塑料的共聚物，生物塑料例如PLA、PEF或PPF，填充塑料，具有一种或多种共聚物的塑料和所述塑料的混合物。所述塑料的特性如其能力和优点对于不同结构形式的塑料容器的制造同样是已知的并且绝大部分也已经充分证明了。
根据本发明的另一设计方案实例，预成型坯底部在预设部位上能够具有突出的区域。如果在预成型坯底部的内部三维凸曲面和外部三维凸曲面之间的材料不足以在容器底部中实现均匀的容器底部厚度分布，那么该突出的区域能够用作材料储备。与凹陷的区域类似，突出的区域能够点状或疙瘩状地构成。突出区域能够在顶点之外构成。与凹陷区域相反，突出区域伸出超过预成型坯底部的内部三维凸曲面和外部三维凸曲面。
根据本发明的另一设计方案实例，塑料容器具有容器体部，其一个纵向端部用容器底部封闭并且其另一纵向端部具有容器颈部。塑料容器以拉伸吹塑工艺由根据上述权利要求中任一项的预成型坯制成，其中容器底部在至容器体部的过渡部上具有壁厚度，所述壁厚度基本上等于或大于容器体部的壁厚度。在容器底部和容器体部之间的过渡部通常是容器的支撑面，所述支撑面能够是环绕的，如这在所谓的香槟底部中的情况那样，或所述支撑面划分成撑脚，如这在花瓣状撑脚中的情况那样。通过预成型坯底部的提出的设计方案，容器底部在过渡部中、即通常在支撑面，或撑脚的区域中能够构成为，使得所述容器底部在通常发生最大拉伸那里具有与出自容器底部和出自容器体部中的邻接的区域相等的壁厚度。此外，在需要时，预成型坯底部能够构成为，使得所述容器底部在过渡部中具有比出自容器底部和容器体中的邻接的区域更大的壁厚度。塑料容器具有在其轴向延伸上测量的、＞1.3的纵向拉伸比例。由根据本发明的预成型坯制成的塑料容器能够具有较小的重量，在此不必在刚性或阻挡特性方面做出让步。当然，由提出的预成型坯拉伸吹塑而成的塑料容器能够与从现有技术已知的上述技术组合，以便塑料容器的底部更柔性地构成，以便例如补偿在塑料容器填充和封闭之后还更大的体积变化并且因此允许还更高的填充温度。
根据本发明的另一实施例，在提出的塑料容器的情况下，在容器底部上壁厚度较薄的区域中产生预成型坯底部的至少一个没有底切的凹陷的区域并且在容器底部的相对于壁厚度较薄的区域壁厚度更厚的区域中产生预成型坯底部的外部和/或内壁的至少一个子区域。能够有针对性地控制在拉伸吹塑方法中材料移动或材料分布，其方式在于：预成型坯已经具有用于在拉伸吹塑的容器底部上期望的薄部位和必要时厚部位的预成型坯底部的期望的一定的“初步构造”。容器底部在拉伸吹塑时在预设的区域上能够获得较大或较小的壁厚度，以该方式能够非常简单地避免不必要的材料积聚，所述材料积聚还由于不充分的拉伸而能够具有不足的阻挡特性和/或强度。
根据本发明的另一设计方案实例，预成型坯底部的至少一个环绕的、没有底切的凹陷的区域在塑料容器的容器底部中构成铰链状构成的薄部位，容器底部的膜状构成的子区域借助所述薄部位与容器底部的周围区域连接。在这种情况下，塑料容器在容器底部中能够具有至少一个膜状构成的区域，所述区域经由铰链状构成的薄部位与容器底部的周围区域连接。容器底部的膜状区域由此具有一定轴向的可活动性并且由此能够补偿在塑料容器内部的低压或过压。由此能够避免容器体部的变型。
在塑料容器的另一实施方案变型形式中，容器底部能够具有带有减小的壁厚度的两个或更多个区域，所述区域以同心或星状方式设置。在具有减小的壁厚度的底部区域的同心的设置的情况下，那么所述底部区域例如在远离中心的区域中能够具有比在中心附近的区域中更大的壁厚度。由此，容器底部能够具有逐步柔性的区域。这表示，在容器内部低压的情况下，首先，例如容器底部的中心附近的区域向内倾斜，而位于更外部的区域只有在低压增大的情况下才收缩。在容器中存在过压的情况下能够以类似形式实现容器底部的柔性区域的外突。在具有减小的壁厚度的底部区域星状并且优选对称设置的情况下，所述底部区域在容器底部中形成铰链状构成的薄部位，所述薄部位确保容器底部的部分区域的期望的柔性，其中容器底部能够通过具有减小的壁厚度的容器底部的星状的构成而分成所述部分区域。
在由根据本发明设计的预成型坯制成的塑料容器的另一实施方案变型形式中，容器底部具有花瓣状构成的撑脚，在所述撑脚上构成厚部位。厚部位至少局部地具有比容器底部的环绕撑脚的区域更大的壁厚度。在此，撑脚具有限定的厚部位，所述厚部位一方面由预成型坯的相应的构造产生并且另一方面是拉伸吹塑时材料移动的结果。相对于以传统方式产生的、经常具有过小的壁厚度的撑脚，这样的撑脚具有改进的强度和稳定性。也改进了在由根据本发明设计的预成型坯制成的塑料容器的撑脚的区域中的阻挡特性。
附图说明
本发明的其他优点和特征从紧接着参考示意性附图描述的实施例中得出。所述附图不按正确比例地示出：
图1示出根据本发明的、用于拉伸吹塑方法的、具有平底的轴向剖切的预成型坯；
图2示出出自图1的、在预成型坯底部的外壁上具有没有底切的凹陷的区域的预成型坯；
图3以轴向剖视图示出根据本发明的、在预成型坯底部的外壁上具有没有底切的凹陷的区域的预成型坯的另一设计方案；
图4以轴向剖视图示出根据本发明的、在预成型坯底部的内壁上具有没有底切的凹陷的区域的预成型坯的另一设计方案；
图5示出由根据本发明的预成型坯拉伸吹塑构成的塑料容器的侧视图，具有带有花瓣状的撑脚的容器底部；
图6示出由现有技术的预成型坯制成的塑料容器的轴向剖视图；
图7示出由根据图1的预成型坯制成的塑料容器的轴向剖视图；
图8示出由根据图3的预成型坯制成的塑料容器的另一变型形式的轴向剖视图；并且
图9以轴向剖视图示出出自图8的容器底部的放大视图。
在紧接着的附图说明中，相同的标记分别表示预成型坯或由其拉伸吹塑构成的容器的相同的组成部分或部件。
具体实施方式
在图1中示出的预成型坯整体上具有附图标记1。预成型坯1具有长形地构成的预成型坯体部2，其一个纵向端部用预成型坯底部3封闭并且在其另一纵向端部上邻接过渡区域25，具有开口5的预成型坯颈部4连接到所述过渡区域上。预成型坯颈部4在其外壁上能够具有用于与同样未示出的封闭件形状配合地连接的未详细示出的机构。这样的机构例如能够是用于卡口式封闭件的螺线、螺纹部段、突出部，或其呈沟道状的凹陷部形式的相应的配合件等。也称为预成型坯肩部的过渡区域25和预成型坯颈部4例如能够通过径向伸出的、法兰状的传递环6彼此分开，所述传递环用于将预成型坯1运输并且支撑在拉伸吹塑设施中。然而，应理解的是，预成型坯不一定必须具有传递环。在预成型坯肩部25中，预成型坯1具有壁厚度，所述壁厚度在预成型坯1以拉伸吹塑方法变成容器时导致：塑料材料从肩部区域抽出到容器的其余的区域中。由此能够实现，在颈部区域之下的容器体部具有尽可能恒定的壁厚度。在此，预成型坯肩部25中的壁厚度的构成和分布与由预成型坯1待制成的容器的形状构造和大小相关。因此，在预成型坯肩部25的区域中，预成型坯1的壁厚度在从预成型坯颈部4至预成型坯体部2增大。由此，考虑到在吹塑时靠近预成型坯颈部4的区域比远离所述预成型坯颈部的区域径向拉伸更少的情况。通过预成型坯颈部4在预成型坯体部2方向上的壁厚度增加来补偿渐增的更大的径向延伸。由此，由预成型坯肩部25拉伸吹塑构成的容器肩部在其轴向延伸上具有尽可能相同的壁厚度。
根据示出的实施例，封闭预成型坯体部2的纵向端部的预成型坯底部3构成为平底。就本申请而言，在此，预成型坯底部3称为平底，所述平底在从预成型坯体部2至预成型坯底部3的过渡区域上具有第一曲率半径R1，所述第一曲率半径小于其余的预成型坯底部3的第二曲率半径R2。在此，通常在预成型坯体部2至预成型坯底部3的过渡部上存在的、预成型坯底部3的较大的外直径D大于预成型坯底部3的轴向高度H，所述轴向高度从预成型坯底部3的顶点S轴向延伸直至预成型坯底部3到预成型坯体部2中的过渡部。在此，第一曲率半径R1小于预成型坯底部3的轴向高度H。预成型坯底部3具有限定底部厚度b的外壁31和内壁32。内壁32沿着内部三维凸曲面E2延伸并且外壁31沿着外部三维凸曲面E1延伸。内部三维凸曲面E2和外部三维凸曲面E1彼此隔开，使得外部三维凸曲面E1的顶点S和内部三维凸曲面E2的顶点S’至预成型坯体部2的距离连续增大。于是，底部厚度b从顶点S、S’至从预成型坯底部3至预成型坯体部2的过渡部8连续增大。于是，该过渡部8形成在预成型坯1上的最厚部位。预成型坯体部2的壁厚度w通过预成型坯体部2的外壁21和内壁22限定。在当前的实施例中，预成型坯体部的外壁21和内壁22是直的，其中壁厚度w从预成型坯底部3至预成型坯体部2的过渡部8开始以底部厚度b连续渐缩直至预成型坯肩部25。如图5中更好地可见的是，该过渡部8在拉伸吹塑制成的容器11上也形成容器底部13至容器体部12的过渡部。此外，预成型坯底部3形成容器底部13，预成型坯体部2形成容器体部12并且预成型坯肩部25形成容器肩部125。
图2示出从图1已知的预成型坯1，所述预成型坯具有在预成型坯底部3的外壁31上的没有底切的凹陷的区域7。该没有底切的凹陷的区域7具有相对于外壁31的邻接没有底切的凹陷的区域7的区域减小的壁厚度b’。在当前的实施例中，没有底切的凹陷的区域7围绕顶点S圆环状同心地延伸并且与所述顶点隔开。
在此，预成型坯底部3的内壁32也沿着内部三维凸曲面E2延伸并且预成型坯底部3的外壁31沿着外部三维凸曲面E1延伸。内部三维凸曲面E2和外部三维凸曲面E1彼此隔开，使得从外部三维凸曲面E1的顶点S和内部三维凸曲面E2的顶点S’至预成型坯体部2的距离连续增大。凹陷的区域7没有底切确保预成型坯易于从腔中脱模。能够免除耗费的折叠芯或可分离的模具。在以注塑方法制成预成型坯3的情况下，顶点S能够与喷射点重合。所述喷射点通常具有取决于生产技术的较大的壁厚度。在那的过量的材料在根据现有技术构成的预成型坯中在紧接着的拉伸吹塑方法中几乎不变薄和拉伸。该不期望的材料积聚相应地能够形成由预成型坯拉伸吹塑构成的塑料容器在阻挡特性和强度方面的薄弱部位。借助根据图2用围绕顶点S环状延伸的没有底切的凹陷的区域7构成的预成型坯1能够弥补这些缺点。在紧接着的拉伸吹塑方法中，由于没有底切的凹陷的区域7，塑料材料从同时形成预成型坯1的喷射点的顶点S中“抽出”。于是，预成型坯底部3也在其顶点S中更好地拉伸。由此，在整个预成型坯底部3中能够达到更好的阻挡特性和强度。在此，过量的塑料材料也能够被节省作为附加用途。
图3示出提出的预成型坯1的另一实施例，所述预成型坯在预成型坯底部3的外壁31上具有没有底切的凹陷的区域7、7’、7”和7”’。在预成型坯底部3的外壁31中构成多个没有底切的凹陷的区域7、7’、7”和7”’。没有底切的凹陷的区域7、7’、7”和7”’能够是彼此隔离的区域，所述区域能够至少部分地沿着预成型坯底部3的环状区域设置。那么这样沿着预成型坯底部3的环状区域设置的没有底切的凹陷的区域7、7’、7”和7”’具有与预成型坯底部3的顶点S的相等的径向距离。替选地，没有底切的凹陷的区域7、7’、7”和7”’也能够构成为预成型坯底部3的外壁31中的同心闭合环绕的沟道或沟槽，其中预成型坯底部的顶点S例如能够设置在中心。相应地，那么没有底切的凹陷的区域7和没有底切的凹陷的区域7’以及没有底切的凹陷的区域7”和没有底切的凹陷的区域7”’分别彼此连接。如图8中详细描述的那样，在预成型坯底部3的外壁31中构成有多个闭合环绕的没有底切的凹陷的区域恰恰导致容器底部中的薄膜铰链状的区域。没有底切的凹陷的区域7、7’、7”和7”’也能够星状地在预成型坯底部3中延伸。预成型坯体部2的壁厚度w通过预成型坯体部2的外壁21和内壁22限定。在当前的实施例中，预成型坯体部2的外壁21和内壁22是直的并且基本上彼此平行地延伸直至预成型坯颈部25。因此，壁厚度w从预成型坯底部3至预成型坯体部2的过渡部8开始在预成型坯体部2上以最大底部厚度b基本上恒定，从而基本上相当于最大底部厚度b。
在图4中示出的、预成型坯1的另一实施例中，没有底切的凹陷的区域7构成在预成型坯底部3的内壁32中。在当前的实施例中，没有底切的凹陷的区域7环状地构成并且再次设计成，使得所述凹陷的区域没有底切。由此确保预成型坯1易于从模例如注塑设施或冲挤设施中脱模。在此，也能够免除复杂构造的折叠芯等。在预成型坯的未示出的实施方案变型形式中，没有底切的凹陷的区域7也能够以紧邻预成型坯底部3的顶点S的方式设置在预成型坯底部3的内壁32中。在此，过渡部8也形成预成型坯1上的最厚的部位。预成型坯体部2的壁厚度w通过预成型坯体部2的外壁21和内壁22限定。在当前的实施例中，预成型坯体部的外壁21和内壁22是直的。壁厚度w从预成型坯底部3至预成型坯体部2的过渡部8开始以最大底部厚度b在邻接过渡部8的第一子区域23中渐缩，以便因此基本上恒定地在邻接第一子区域23和预成型坯肩部25的第二子区域24中延伸。
根据本发明构成的预成型坯在具有平底的预成型坯的实例中已阐述。然而，应理解的是，预成型坯的根据本发明的设计方案也能够在例如穹顶状的或隆起的预成型坯底部情况下提出。预成型坯底部的根据本发明的设计方案甚至能够在如下预成型坯的情况下提出，所述预成型坯具有朝预成型坯的开口方向向内翻的容器底部。没有底切的凹陷的区域能够设置在预成型坯底部的外壁或内壁上。设置在外壁和内壁上的没有底切的凹陷的区域的组合也是可行的。预成型坯底部中没有底切的凹陷的区域的最小壁厚度例如总是至少大约0.7mm至4mm，以便满足注塑方法的要求，所述注塑方法是用于制造预成型坯的最常用的制造方法。
通过使用具有局部的和/或环状的突出部的相应构成的模的方式，具有根据本发明构成的预成型坯底部的预成型坯的制造例如能够在注塑或冲挤中实现。替选地，通常具有未结构化的底部的传统的预成型坯也能够通过机械变形设置有一个或多个壁厚度减小的、没有底切的区域。预成型坯底部的在注塑或冲挤或甚至挤出吹塑之后紧接着的机械变形例如能够通过冲压或还有切削实现。
预成型坯能够单层或多层地构成并且由适合用于拉伸吹塑方法的塑料制成。应理解的是，使用的塑料也必须适用于预成型坯的相应的制造过程，也就是说，注塑、冲挤或挤出吹塑。在此，预成型坯能够包括PET、PET-G、HDPE、PP、PS、PVC、PEN，提到的塑料的共聚物，生物塑料例如PLA、PEF或PPF，填充塑料，具有一种或多种共聚物的塑料和所述塑料的混合物。塑料或其部分能够被染色和/或覆层。
图5示出拉伸吹塑而成的塑料容器的示意侧视图，所述塑料容器由上述预成型坯拉伸吹塑构成并且整体上具有附图标记11。塑料容器11具有容器体部12，该容器体部具有容器底部13。容器肩部125连接到容器体部12的与容器底部13相对置的端部上，具有倾倒开口15的容器颈部14连接到所述容器肩部上。容器底部13例如具有多个花瓣状的撑脚19。塑料容器具有在其轴线上测量的、＞1.3的纵向拉伸比例。容器底部13在到容器体部的过渡部上具有壁厚度，所述壁厚度基本上等于或大于容器体部12的壁厚度。
图6示出塑料容器11’的示意轴向剖面，所述塑料容器由现有技术的预成型坯拉伸吹塑而成。取决于工艺，容器底部13’在中心区域18’中具有厚部位，所述中心区域在注塑预成型坯时例如对应于围绕喷射点的区域。在该厚部位上，容器底部13’仅不充分地拉伸。另一方面，花瓣状的撑脚19’具有非常薄壁的区域20’，所述区域能够导致容器底部13’相对于容器壁部12’的减小的强度。
图7示出塑料容器11的轴向剖视图，所述塑料容器由根据图1的预成型坯拉伸吹塑而成。在拉伸吹塑工艺中，预成型坯底部3的壁厚度b的连续增大引起：容器底部13具有等于或大于容器体部12的壁厚度的壁厚度。在当前的实施例中，尤其在从容器底部13到容器体部12中的过渡部上的壁厚度大于容器体部12的壁厚度。在这种情况下，所述过渡部形成容器11的支承面，或花瓣状的撑脚。在过渡部上增大的壁厚度在花瓣状的撑脚19的情况下产生厚部位20。厚部位20在此例如在撑脚19的如下部位上构成，所述部位在由传统的预成型坯制造塑料容器时导致薄部位(图6中附图标记20’)。
图8示出塑料容器11的另一实施变型方案，所述塑料容器由根据图3的如下预成型坯以拉伸吹塑方法制成，所述预成型坯在预成型坯底部中具有两个同心的环状围绕的没有底切的凹陷的区域。塑料容器具有容器体部12，其一个纵向端部用容器底部13封闭。具有开口15的容器颈部14连接在容器体部12的另一纵向端部上。由于在预成型坯底部3上构成两个同心的环状环绕的没有底切的凹陷的区域7、7’，在容器底部13上构成两个同心的环状环绕的薄部位17、17’，所述薄部位形成薄膜状的铰链。薄膜状的铰链的厚度在0.15mm和1.5mm之间。容器底部的、基本上能沿着容器延伸方向移位的膜状的子区域131在薄膜状的铰链之间延伸，所述子区域能够补偿在封闭的容器11中出现的低压或过压。
图9示出在图8中示出的容器底部13的局部放大图，所述容器底部具有其薄膜状的铰链17、17’和容器底部13的膜状构成的子区域131、131’。

Claims (21)

1.一种用于以拉伸吹塑方法制造塑料容器的预成型坯，所述预成型坯具有长形的、管式的预成型坯体部(2)，所述预成型坯体部在其一个纵向端部上用预成型坯底部(3)封闭并且其另一纵向端部邻接过渡区域(25)，预成型坯颈部(4)连接到所述过渡区域上，其中所述预成型坯底部(3)具有限定底部厚度(b)的外壁(31)和内壁(32)，其中所述预成型坯体部(2)具有限定壁厚度(w)的外壁(21)和内壁(22)，
其特征在于，
内部三维凸曲面(E2)和外部三维凸曲面(E1)彼此隔开，使得其相应的顶点(S，S’)至预成型坯体部的距离连续增大，其中所述预成型坯底部(3)的所述外壁(31)沿着所述外部三维曲面(E1)的延伸能被在其顶点(S)之外的凹陷的区域(7)中断，并且其中所述预成型坯底部(3)的所述内壁(32)沿着所述内部三维曲面(E2)的延伸能被在其顶点(S’)之外的凹陷的区域(7)中断。
2.根据权利要求1所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯底部(3)构成为平的发散透镜，其中所述发散透镜通过所述预成型坯底部(3)的所述外壁(31)和所述内壁(32)限定。
3.根据权利要求1或2所述的预成型坯，
其特征在于，
所述壁厚度(w)从在所述预成型坯体部(2)上的所述底部厚度(b)直至所述过渡区域(25)连续减小。
4.根据权利要求1或2所述的预成型坯，
其特征在于，
所述壁厚度(w)从在所述预成型坯体部(2)上的所述底部厚度(b)直至所述过渡区域(25)基本上是恒定的。
5.根据权利要求1或2所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯体部(2)的第一子区域(21)邻接所述预成型坯底部并且所述预成型坯体部(2)的第二子区域(22)邻接所述第一子区域(21)和所述过渡区域(25)，其中所述第一子区域(21)的所述壁厚度(w)从所述预成型坯体部(2)上的所述底部厚度(b)直至所述第二子区域(22)连续减小并且所述壁厚度(w)在所述第二子区域(22)中基本上是恒定的并且基本上相当于在至所述第二子区域(22)的过渡部上的所述第一子区域(21)的所述壁厚度(w)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
相对于所述预成型坯底部(3)的所述外壁(31)和/或所述内壁(32)凹陷的区域(7)没有底切，其中至少一个没有底切的凹陷的区域(7)的壁厚度(b’)相对于所述外壁(31)的和/或所述内壁(32)的、邻接没有底切的区域(7)的区域的所述底部厚度(b)减小。
7.根据权利要求6所述的预成型坯，
其特征在于，
所述凹陷的区域(7)具有壁厚度(b’)，所述壁厚度为0.7mm至4mm。
8.根据权利要求6或7所述的预成型坯，
其特征在于，
所述至少一个没有底切的凹陷的区域(7)环状地，优选圆环状地构成。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯底部(3)具有多个没有底切的凹陷的区域(7)，所述没有底切的凹陷的区域至少部分地沿着闭合的环设置在所述预成型坯底部(3)中。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯底部(3)具有多个没有底切的凹陷的区域(7)，并且所述没有底切的凹陷的区域(7)中的至少一个环状地构成。
11.根据权利要求10所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯底部具有至少两个环状构成的、没有底切的凹陷的区域(7)，所述没有底切的凹陷的区域同心地设置在所述预成型坯底部(3)中。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯底部(3)具有至少两个没有底切的凹陷的区域(7，7’)，所述没有底切的凹陷的区域星状地设置。
13.根据上述权利要求中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯根据选自由注塑、冲挤、挤出吹塑构成的组中的方法，并且在注塑或冲挤或挤出吹塑之后紧接着对所述预成型坯底部(3)机械变形而制成。
14.根据上述权利要求中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯单层或多层地构成并且由适合用于拉伸吹塑方法的塑料制成。
15.根据权利要求14所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯包括选自由PET、PET-G、HDPE、PP、PS、PVC、PEN构成的组中的塑料，提到的所述塑料的共聚物，生物塑料例如PLA、PEF或PPF，填充的塑料，具有一种或多种共聚物的塑料和上述塑料的混合物。
16.根据上述权利要求中任一项所述的预成型坯，
其特征在于，
所述预成型坯底部(3)在预设的部位上具有突出的区域。
17.一种具有容器体部(12)的塑料容器，所述塑料容器以拉伸吹塑方法由根据上述权利要求中任一项所述的预成型坯(1)制成，所述容器体部的一个纵向端部用容器底部(13)封闭并且其另一纵向端部具有容器颈部(14)，其中所述容器底部(13)在至所述容器体部(12)的过渡部上具有基本上大于或等于所述容器体部(12)的壁厚度的壁厚度。
18.根据权利17所述的塑料容器，
其特征在于，
在所述容器底部(13)上的壁厚度较薄的区域(17，17’)中产生所述预成型坯底部(3)的至少一个没有底切的凹陷的区域(7，7’，7”，7”’)，并且在所述容器底部(13)的相对于所述壁厚度较薄的区域壁厚度较厚的区域(20)中产生所述预成型坯底部(3)的所述外壁(31)和/或所述内壁(32)的至少一个子区域。
19.根据权利要求17或18所述的塑料容器，
其特征在于，
所述预成型坯底部(3)的至少一个环绕的没有底切的凹陷的区域(7)在所述容器底部(13)中构成铰链状构成的薄部位(17，17’)，所述容器底部(13)的膜状构成的子区域借助所述薄部位与所述容器底部(13)的周围的区域连接。
20.根据权利要求17或18所述的塑料容器，
其特征在于，
所述容器底部(13)具有两个或更多个带有减小的壁厚度的区域，所述区域同心地或星状地设置。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的塑料容器，
其特征在于，
所述容器底部(13)具有花瓣状的撑脚(19)，在所述撑脚上构成厚部位(20)。
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