CN1101306C - 在包装片材孔处注塑模制成型塑料材料部件的方法和模具 - Google Patents

Abstract

在包装片材(8)的孔处注塑模制成型塑料材料的开口装置(26、126、226)的方法，其包括相互配合设置的第一模具(2、102、202)和第二模具(4、104、204)，从而形成模具腔体，将孔边缘(12)设置在其中，使得相邻于孔边缘的包装片材的部分(8a)偏置，远离第二模具，将经过加热的热塑性塑料材料注射进入模具腔体，从而形成塑料材料的开口装置。偏置的片材部分远离第二模具，其有助于塑料材料在片材朝向第二模具的一侧成型，以便在片材的孔处控制开口装置的位置。

Description

在包装片材孔处注塑模制成型 塑料材料部件的方法和模具

技术领域

本发明涉及一种在包装片材的孔处注塑模制成型塑料材料部件的方法，和注塑模制成型设备中的模具。特别是，公开的方法和模具用于在包装片材上，注射模制成型合成塑料材料的开口装置。

技术背景

在包装容器上设有不同类型的开口装置，所述包装容器由片状包装材料制成，其适合于包装物品，例如食品，特别是包装液体饮料，例如果汁、水、奶、葡萄酒等是已公知的。

在这种开口装置的例子中，其包括位于包装容器的顶部的孔，和固定在顶壁部分的塑料材料的盖装置，在封闭状态下，盖装置覆盖孔。所述盖装置包括周边基座，其固定在壁部分，例如，借助粘合剂，由基座的周边包围孔，盖元件与基座铰接。一旦盖元件开启，开口被用力打开，使得包装容器内的内装物可以从容器中分配出来。

另一种已知的开口装置包括设置在包装容器顶壁上的开口，和塑料材料的盖装置，其类似于上面所述的，在封闭状态下，固定到容器顶壁上，覆盖开口的盖。密封元件可以是铝制拉片，其连接到容器的壁部分，以便覆盖开口，一旦盖元件被开启，取下密封元件，使开口暴露，以便分配包装容器中的内装物。

用于将上述开口装置设置在包装容器上的方法可以包括向第一工位供给连续的包装材料片，在此工位，在片材上设置穿孔或开口；片材再进入第二工位，在此工位将盖元件固定到片材上，以便覆盖穿孔或开口。如果为了覆盖开口，需要设置铝制拉片，在中间工序进行固定。在开口装置被固定到片材上之后，由片材形成包装容器，再填充内装物，进行密封，将开口装置设置在完成的包装容器上，以便于使用。用于成型、填充和密封包装容器的设备的一个例子是由意大利MODENA的TETRA BRIK包装系统制造的TB8填充设备。

作为另一种开口装置，其中将已经成型的塑料材料的盖装置设置到包装片材上。美国专利US-4725213(其中公开的内容在本文中作为参考)公开了一种塑料材料的开口装置，其中开口装置被直接注塑模制成型到包装片材上。特别是，将一对模具移动到围绕片材的预先冲制的孔处，通过模具之一和片材的一个表面之间的，沿着片材表面延伸的注射通道，注射经过加热的热塑性塑料，以便在预先冲制的孔处形成开口装置。由模具成型的开口装置包括一对周边凸缘部分其固定在预先冲制出的孔的边缘处，位于片材表面的相对侧，由此将开口装置固定在片材上。

虽然提供的后一种类型的设置开口装置的方法和设备完全是可行的，但是，在注塑成型热塑性材料的开口装置领域中，仍然需要对其进行改善。

已经发现，存在着问题，例如，要控制注塑成型的热塑性材料流入由模具形成的模具腔体，以便为片材部分提供合适的位置，使其相对于开口装置，与预先冲制的开口相邻。一般与开口相邻的包装片材的部分硬度非常小，在注塑模制过程中，这种片材部分置于升高的压力和温度的热塑性材料内。其结果是，与开口相邻的片材部分产生不希望的弯曲，最终以随机的位置连接注塑成型的开口装置。需要提供一种方法，以便将热塑性材料的开口装置注塑模制成型到包装片材上，从而在片材的正确位置，相对于开口装置获得均匀和可靠的构造。

上述不能控制的可能弯曲的片材部分与开口相邻，其可以产生一种结构，其中，在进行注塑热塑性塑料的过程中，片材开口边缘基本上与模具之一相接触，接着，塑料材料不在模具和与其接触的片材部分的表面之间流动。所以，这种开口的边缘的密封方式不如开口装置的塑料材料至少沿着相邻于开口的片材表面延伸的开口边缘的方式好。一般包装片材由几层材料构成，其包括内纸层、两层外合成塑料材料的覆盖层，其中一层外覆盖层被指定为被包装物的接触表面。其他可能的材料层，例如油墨层、复合层和铝箔可以设置在纸层和覆盖层之间。当在包装片材上冲制开口时，包装片材的内层在开口的边缘暴露，除非这种边缘由注塑成型的热塑性材料的开口装置合适密封，如果被包装物与包装片材的内层相接触，可能使其被损坏。因此需要提供一种方法，以便在包装片材上注塑模制成型热塑性材料的开口装置，其通过在包装片材中形成的孔边缘注塑成型开口装置，保证获得合适的密封。

发明概述

按照本发明的一个优选方面，提供一种在包装片材的孔处注塑模制成型塑料材料的部件的方法，其包括设置第一模具和第二模具，使它们与包装片材的相对侧相互接触，从而形成模具腔体，使片材的孔边缘安置在模具腔体内，使孔边缘和与孔边缘相邻的包装片材偏置远离第二模具，将塑料材料注射进入模具腔体，从而形成塑料材料部件，由此片材部分偏置远离第二模具有助于在片材部分的第二侧面的一部分上形成塑料材料的结构；和设置第一和第二模具，从而相对于设置在模具腔体内的包装片材部分，与第一和第二模具相接触的包装片材的部分处于受压状态。

包装材料偏置远离第二模具有助于塑料材料可靠形成在相邻于孔边缘的包装片材的第二侧面的一部分上，对于有关开口装置的片材的正确位置，可以获得一致性和可靠性。此外，如果或当包装片材的第二侧面被指定为最终包装容器的食品接触表面时，在孔边缘附近，在第二侧面部分的塑料材料成型可以在孔边缘和第二侧面形成优良的密封，其有助于保证内装物不与片材的内层相接触。

按照本发明的另一个优选方面，其中设有第一和第二模具，其模制工位相对于包装片材相互配合设置，以使得包装片材密封地设置在第一和第二模具之间，并形成第一和第二模具形成的模具腔体，至少包装片材的孔边缘的一部分安置在该模具腔体中，其中，在模制工位，第一和第二模具具有模制构形，以使相邻于孔边缘的包装片材部分偏置远离第二模具，从而有助于塑料材料在包装片材的第二侧面的一部分上成型，其设置位置与孔边缘部分相邻。

在另一个优选的实施例中，在模制工位中的第一和第二模具的模制构形包括第一模具的边缘，它在第一接触线处与包装片材的第一侧面接触和第二模具的边缘，它在第二接触线处与包装片材的第二侧面接触，从而设置第一接触线离开孔边缘的距离比第二接触线离开孔边缘的距离远。模制构形还包括在第一和第二模具之间形成的空隙，以便以密封方式容纳包装片材，其中空隙的宽度尺寸小于包装片材的平均厚度，由此，在模制工位，在所述空隙中的包装片材处于受压状态。这种特殊构形使得与孔边缘相邻的包装片材相对于大体在模具腔体外侧的包装片材延伸的平面以一定角度弯曲，由此在片材上获得有益的偏置作用。

按照本发明的另一个优选实施例，第一和第二模具的模制构形包括在第一和第二模具之间形成的空隙，其容纳包装片材，其中空隙具有延伸部分，其所在的平面沿远离第二模具延伸的方向成角度延伸进入模具腔体，由此在片材上获得有益的偏置作用。

本发明还提供一种在包装片材的孔内注塑模制成型塑料材料部件的设备，所述孔限定包装片材的孔边缘，其包括第一和第二模具，它们在模制工位相对于包装片材相互配合设置，以使得包装片材密封地设置在第一和第二模具之间，并形成由第一和第二模具形成的模具腔体，至少包装片材的孔边缘的一部分安置在该模具腔体中，其中，在模制工位，第一和第二模具具有模制构形，以使孔边缘和相邻于孔边缘的包装片材部分偏置远离第二模具，从而有助于塑料材料在片材部分的第二侧面的一部分上成型，并且在模制工位，所述模制构形包括在第一和第二模具之间形成的空隙，以便以密封形式容纳包装片材，其中空隙的宽度尺寸小于包装片材的厚度，由此，在模制工位，在所述空隙中的包装片材处于受压状态。

通过下面参照附图，详细描述几个优选的实施例，其是非限制性的例子。本专业的普通技术人员可以清楚地理解本发明的技术特征和优点。在附图中相同的代号表示相同的部件。

附图的简要描述

图1是按照本发明的一个优选的实施例的侧剖视图，其表示在包装片材上注塑成型热塑性塑料材料的开口装置的模具轮廓。

图2是图1中区域A的详细放大的侧剖视图，其表示与片材中的孔相邻的片材部分，其设置在由模具形成的模具腔体内侧，处于注射热塑性塑料材料之前的状态。

图3是类似于图2的放大的详细侧剖视图，其表示在注塑成型热塑性塑料材料的开口装置之后，设置在模具腔体内的片材。

图4是类似于图2的放大的详细侧剖视图，其表示本发明的另一个优选的实施例，片材设置在模具形成的模具腔体内侧，处于注射热塑性塑料材料之前的状态。

图5是类似于图4的放大的详细侧剖视图，其表示在注塑成型热塑性塑料材料的开口装置之后，设置在模具腔体内的片材。

图6是是类似于图5的放大的详细侧剖视图，其表示本发明的另一个优选的实施例，模具相对于片材形成模具腔体，其使得注射的热塑性塑料材料位于片材的两侧。

实现发明的最好方式

参照图1，相对于包装片材8，在模制工位内模具2和一对外模具4和6相互配合，从而包装片材设置在内模具2和一对外模具4和6之间，而由模具形成模具腔体10，设置在片材8上的孔的边缘12安置在模具腔体10内。模具设有热塑性塑料的注射头14，以便通过注射头14中的通道16，将经过加热的热塑性塑料材料送入模具腔体10内，进行产品成型，然后冷却加热的热塑性塑料材料，成型的开口装置连接在片材8中的孔边缘12处。

包装片材8可以具有任何类型或形状。例如，片材8可以是连续的包装材料片，或者是包装材料的坯件，或者是包装材料的伸出的折片。在一个优选的实施例中，片材8由覆盖着合成塑料的纸质载体材料构成。

在此实施例中，模具腔体10中包括部分10a，其形成开口装置中的盖部分，部分10b形成连接片材8的开口装置的基座部分，部分10c形成开口装置中的厚度减小的可撕裂边缘，其有助于盖部分与基座部分相分离。这种公开的结构与特殊的方式相关，其中开口装置固定在片材8的孔边缘12处，同时开口装置可以有任何不同的形状。

在此实施例中，孔边缘12沿着周边完全封闭片材8的孔，最好，在注塑成型之前，孔边缘12完全安置在模具腔体10的基座部分10b内侧，基座部分10b也具有周边轮廓，其尺寸足够完全包围孔边缘12。最好，孔边缘12、基座部分10b和连接部分10c呈卵状环形，其纵向横截面的延伸方向基本上平行于片材的延伸方向，而且盖部分10a呈卵状环形，其纵向横截面的延伸方向基本上平行于片材的延伸方向。此外，在模制工位，在模具之间形成空隙18，最好空隙18的宽度尺寸小于包装片材8的厚度，因此模具在空隙18内侧压紧片材8，形成有效密封，防止任何被加热的热塑性塑料材料向模具腔体10的外侧泄漏。

本专业的普通技术人员可以得知，采用许多方式可以获得图1所示的模制定位。例如，内模具2可以沿着箭头B的竖直方向上下往复移动。而外模具4和6可以各自按照箭头C和D方向，朝着竖直方向上下往复移动，或者朝着水平方向内外往复移动。同时，注射头14基本上保持在固定位置。当模具处于完全开启位置时，包装片材沿着方向E间歇供给，进入正确位置，使得孔边缘12合适对准，使模具移动，进入图1所示的相应的完全封闭位置，通过注射头14的通道16，供给加热的热塑性塑料材料，填充模具腔体10，在片材上形成开口装置。释放模具，使片材8再次朝着方向E进给，让另一个孔边缘12安置在合适的位置，以便接纳开口装置。在将开口装置设置在片材上之后，在后续的加工过程中，使包装片材成型为包装容器，填充产品，进行密封。执行供给包装片材8、在片材上冲制孔12、移动模具、注射加热的热塑性塑料材料、以及成型、填充。密封包装容器是本领域的普通技术人员公知的。

图2表示用于图1所示模制工位的相应的内和外模具的模制构形20。内模具2被设置与片材8的内侧22相接触，同时，外模具4被设置与片材8的外侧24相接触。内和外模具的模制构形20偏置相邻孔边缘的包装片材8的一部分，使之远离内模具2。一旦偏压片材8完成，将加热的热塑性塑料材料注射进入模具腔体10，形成固定在片材8上的孔边缘12处的开口装置26，如图3所示。偏置片材8离开内模具，可保证塑料材料部分28形成在片材8的内侧22的部分30上，其相邻于孔边缘12安置。

因为注射加工过程中，片材被正确夹紧，孔边缘处于偏置位置，在模具腔体10中，片材8的偏置和塑料材料部分28的可靠成形，对于相对于开口装置26的片材8的正确位置，提供了一致性和可靠性。此外，在孔边缘12的附近，在片材内侧的部分30处，塑料材料部分28的成形在孔边缘处和片材内侧提供优良的密封，这样，当包装片材的内层被指定为最终的包装容器的食品接触表面时，非常有助于保证内装物不与片材的内层相接触。

内模具2和外模具4的模制轮廓20包括外模具4的边缘，其在第一接触线32与包装片材8的外侧24相接触，内模具2的边缘在第二接触线34与包装片材8的内侧22相接触，从而使设置的第一接触线32比第二接触线34远离孔边缘12。在外和内模具之间形成的薄空隙18内侧压紧片材18，第一接触线32和第二接触线34的空间设置导致相邻于孔边缘12的片材8的部分8a相对于片材的延伸平面弯曲一定角度，该延伸平面大体安排在模具腔体10的外侧，由此偏压片材部分8a使之离开内模具2。

图2表示在模制工位，内和外模具的模制轮廓20使得片材8的孔边缘12基本上接触外模具4。以这种方式，在注射热塑性塑料材料的过程中，塑料材料不在片材8的外表面24上成型，如图3所示。但是，可以使外模具4有这样形状，即，即使在片材部分8a被偏置，使其离开在下方的内模具2，孔边缘12不接触外模具4。在这种情况下，由热塑性塑料材料注塑成型步骤所形成的开口装置包括覆盖与孔边缘相邻的片材内外表面的塑料材料部分。图3还表示，开口装置26的小的塑料材料部分形成在内模具2和片材8的内侧22之间的空隙18内，并且其一般在高压力注射成型步骤中成型。但是，在压缩空隙18内的片材8足以形成有效的密封，而密封足以防止被加热的热塑性塑料材料通过空隙18，向模具腔体10的外侧严重的泄漏。

在图1～3表示的实施例中，片材部分8a被偏置，而远离内模具2，与此同时，可以想象，通过改变接触线32和34之间的相对位置，即，如果需要，可以使第一接触线32的设置位置比第二接触线34离开孔边缘12的位置近，这能够使片材部分8a偏置，而远离外模具4。因此，相对于片材的孔边缘，由确定片材部分8a的弯曲范围和方向的接触线的特殊相对的空间，和由模具形成的模具腔体的特殊轮廓确定塑料材料的成型位置，它们将确定在模制工位上，在模具腔体内片材部分8a的特殊位置，从而保证在开口装置与片材之间，有效地获得所需要的连接和定位。

图4表示本发明的另一种实施例，其包括在模制工位设置的内模具102和外模具104的模制构形120，从而内模具102接触片材8的内侧22，而外模具104接触片材8的外侧24，以便在模具形成的薄空隙118中压紧片材8，并使得孔边缘12安置在由内外模具形成的模具腔体110中。在模制工位的内模具102和外模具104构成的模制构形120中，也使与孔边缘12相邻的包装片材8的部分8a偏置，使其远离内模具102。一旦偏压片材8完成，将经过加热的热塑性塑料材料注射进入模具腔体110，形成固定在片材8的孔边缘12处的开口装置126，如图5所示。片材部分8a偏置，远离内模具，其保证塑料材料部分128在与孔边缘12相邻的片材部分8a的内侧22的部分30上成型。因为在注射加工过程中，片材被正确夹紧，在模具腔体110内，片材部分8a偏置，塑料材料部分128的可靠成形，对于有关开口装置26的片材8的正确位置，提供了一致性和可靠性。在孔边缘12的附近，在片材内侧的部分30处，塑料材料部分128的成形在孔边缘12处，在片材内侧和片材内侧孔边缘处提供优良的密封，这样，当包装片材的内层被指定为最终的包装容器的食品接触表面时，有助于保证内装物不与片材的内层相接触。

在内模具102和外模具104之间形成的的模制构形120的空隙118中有延伸部，其位于一个平面，它与模具腔体的延伸方向形成一定角度并远离内模具102，以致使片材部分8a偏置，足够地离开内模具102，这样使得塑料材料部分可靠地在片材的内侧部分30形成。在图4和5所示的实施例中，接触线，即内外模具接触片材8的内外表面的边缘，基本上相互对置地设置，因此，片材部分8a相对于空隙118的不发生弯曲。相反，空隙118的延伸部自身有效地使片材部分8a偏置，离开内模具102，保证开口装置126按照需要连接和定位在片材8上。还可以想象，结合片材部分8a的弯曲作用，它可按图1～3的实施例所描述的方式获得，即通过在内外模具的边缘之间，和片材的内外表面之间，形成空间位置相互分开的接触线，使用在模具腔体110中的片材部分8a的具有角度的延伸结构，其由空隙118的延伸部形成，这种片材部分8a的弯曲作用的结合将在模具腔体内形成对片材部分8a的偏置作用，从而使开口装置在片材上获得需要的定位。

图4表示，在模制工位，片材8的孔边缘12稍微离开位于其上方的外模具104。但是，在注塑模制阶段，此微小的空间可保证进入模具腔体110的加热的热塑性塑料材料推动片材部分8a与外模具相接触，因此，塑料材料不在片材8的上侧成型。

图6表示图4和5所示实施例的一种变化形式，其中由内模具202和外模具204形成模制构形220，其包括有角度延伸的空隙218，以便在模具腔体210中使片材部分8a偏置，离开内模具202，在片材部分8a和外模具2004之间的空间足够大，以致在注射热塑性塑料材料阶段之后，形成开口装置226，其包括设置在片材部分8a的外侧238上的塑料材料部分236，和设置在片材部分8a的内侧230上的塑料材料部分228。

在图4～6中所示的实施例中，片材部分8a偏置离开内模具，与此同时，可以想象，如果需要，可以通过改变模制构形空隙的延伸部的方向，使片材部分8a偏置离开外模具。因此，模制构形的空隙的特殊延伸部，可以确定片材部分的延伸部的延伸方向，相对于片材的孔边缘的模具形成的模具腔体的特殊轮廓确定要成型的塑料材料部分，并且确定在模制工位，在模具腔体中，片材部分的特殊位置，从而保证开口装置在片材上获得最终有效的连接和定位。

Claims (5)

1.一种在包装片材的孔处注塑模制成型塑料材料部件的方法，所述孔确定包装片材的孔边缘，包括以下步骤：

设置至少一个第一模具，使其接触包装片材的第一侧面，设置至少一个第二模具，使其接触包装片材的第二侧面，由此以这样的方式在第一和第二模具之间形成模具腔体，从而孔边缘位于模具腔体的内侧，而且，孔边缘和相邻于上述孔边缘的包装片材的一部分被偏置远离第二模具；

将塑料材料注射到模具腔体内，以形成塑料材料部件，由此片材部分偏置远离第二模具有助于在片材部分的第二侧面的一部分上形成塑料材料的结构；和

设置第一和第二模具，从而相对于设置在模具腔体内的包装片材部分，与第一和第二模具相接触的包装片材的部分处于受压状态。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征是包括形成一个模具腔体，它具有：

第一接触线，与孔边缘分隔开，在第一接触线所述第一模具的边缘与包装片材的第一侧面相接触；

第二接触线，与孔边缘分隔开，在第二接触线所述第二模具的边缘与包装片材的第二侧面相接触；

其中设置的第一接触线离开孔边缘的距离比第二接触线离开孔边缘的距离远，从而偏置片材部分远离第二模具。

3.一种在包装片材的孔内注塑模制成型塑料材料部件的设备，所述孔限定包装片材的孔边缘，其包括第一和第二模具，它们在模制工位相对于包装片材相互配合设置，以使得包装片材密封地设置在第一和第二模具之间，并形成由第一和第二模具形成的模具腔体，至少包装片材的孔边缘的一部分安置在该模具腔体中，其中，在模制工位，第一和第二模具具有模制构形，以使孔边缘和相邻于孔边缘的包装片材部分偏置远离第二模具，从而有助于塑料材料在片材部分的第二侧面的一部分上成型，并且在模制工位，所述模制构形包括在第一和第二模具之间形成的空隙，以便以密封形式容纳包装片材，其中空隙的宽度尺寸小于包装片材的厚度，由此，在模制工位，在所述空隙中的包装片材处于受压状态。

4.按照权利要求3所述的设备，其特征是：在模制工位中的第一和第二模具的模制构形包括：第一模具的边缘，它在与孔边缘分隔开的第一接触线处与包装片材的第一侧面接触，和第二模具的边缘，它在与孔边缘分隔开的第二接触线处与包装片材的第二侧面接触，从而使设置第一接触线离开孔边缘的距离比第二接触线离开孔边缘的距离远，由此使得片材部分偏置远离第二模具。

5.按照权利要求4所述的设备，其特征是：所述形成在第一和第二模具之间的空隙具有用于压缩包装片材的延伸部，其所在的平面沿远离第二模具延伸的方向成角度延伸进入模具腔体。

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