CN110505955A - 建立由彼此不同的塑料材料构成的构件之间的连接的方法和与其相关的具有倒出顶盖的容器 - Google Patents

Abstract

描述一种用于建立由彼此不同的塑料构成的构件(1，11)之间的连接的方法，其中将第一构件(1)的第一部段(3)和与第一构件(1)不同的第二构件(11)的第二部段(15)彼此牢固连接。根据本发明，所述第一部段(3)由第一塑料构成而所述第二部段(15)由第二塑料构成，所述第一塑料的主要组成部分是极性塑料，所述第二塑料的主要组成部分是非极性塑料，或者相反。在此，借助于射入的激光能(L)建立第一构件(1)或第二构件(11)的第一部段(3)和第二部段(15)之间的连接。首先由射入的激光能(L)加载的第一部段(3)相对于射入的激光能(L)是至少部分透明的。射入的激光能(L)至少部分地至少在接合区域中被吸收，在所述接合区域中第一部段(3)和第二部段(15)在力作用下上下重叠地彼此贴靠。以这种方式，建立这两个构件(1，11)之间的形状配合的不可松开的连接。

Description

建立由彼此不同的塑料材料构成的构件之间的连接的方法和 与其相关的具有倒出顶盖的容器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于建立由彼此不同的塑料材料构成的构件之间的连接的方法。本发明还涉及一种按照根据本发明的方法制造的具有倒出顶盖的容器。

背景技术

为了连接由彼此不同的塑料材料构成的构件，从现有技术中已知不同的技术。所述技术包括不同类型的形状配合的连接、摩擦配合的连接、通过变形的连接例如铆接、通过机械的辅助机构的连接例如旋拧和材料配合的连接例如焊接连接或者粘接。包络涂覆也是已知的，以便将不同的塑料材料彼此连接。除了这种塑料-塑料连接所必须具有的机械强度，经常产生如下要求：由彼此不同的塑料材料构成的构件的连接尤其应当相对于流体，即气体和液体是密封的并且相对于喷淋式物件例如粉剂是密封的。关于由彼此不同的塑料构成的构件所能够具有的不同的物理特性和化学特性，该目标是重要的。作为实例应提及倒出件与容器颈部的连接。容器和其颈部例如由聚对苯二甲酸乙酯(PET)构成，而倒出件例如能够由聚丙烯(PP)构成。因此，PET属于极性塑料而PP属于非极性塑料。从现有技术中已知的是，这两种塑料，通常即极性塑料和非极性塑料的材料配合的彼此间的连接是不可行的。与之相对，极性塑料彼此间的焊接和非极性塑料彼此间的焊接是可行的。

过去常用的由白铁皮或彩色金属片、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。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、Sugo、香蒜酱、沙司、芥末、蛋黄酱等；家用产品；身体护理产品；化妆品等等在这期间主要使用塑料容器。低的重量和较低的成本当然在这种替代品中扮演重要角色。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。

为了低成本地制造现今使用的大部分塑料瓶已基本上建立两种方法，即挤出吹塑法和拉伸吹塑法。以挤出吹塑法一层或多层地挤出的塑料软管的一个部段被插入到吹模模制工具的模具腔中并且通过以超压输送的介质，通常空气吹制成所期望的容器。在注塑成型法中，首先以注塑成型法制造通常长形的、小管状造型的预制件，所述预制件在其一个纵向端部上用底部封闭而在其另一纵向端部上具有颈部部段。预制件的制造能够与紧接着的吹塑法在时间和/或空间上分开地进行。在一个替选的方法中，所制造的预制件无需在此期间冷却在其制造之后就直接被进一步加工。在所谓的注塑吹塑成型中，这能够借助唯一的机械设施实现，预制件在所述机械设施上注塑，被吹塑成期望的形状的容器并且脱模。在吹塑方法中，预制件也还能够附加地借助延伸销轴向拉伸。

作为用于制造针对拉伸吹塑法的预制件的原材料，使用如下材料，其主要组成部分，即90％和更多，例如由PET、PET-G、HDPE、PP、PS、PVC、PEN、PA、所列举的塑料的共聚物、生物塑料例如PLA、PEF或者PPF、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物构成。塑料或其一部分能够被染色和/或覆层。可使用的塑料的条件是其适合于预制件的相应的制造方法。在这种情况下，预制件已经能够用作为制成的容器。容器也能够由预制件通过接下来的拉伸吹塑法或者挤压吹塑法制成。由于生产方法不同，所使用的塑料能够是不同的。

根据待倒出的物质的类型，塑料容器常常设有不同的倒出件。倒出件例如应当实现无洒出的倒出、简化计量或者允许面状地散布包含在容器中的物质。除了匹配于相应的物质，倒出件的使用也具有如下优点：相同类型的塑料容器根据装填者的期望能够配备有不同的倒出件。倒出件能够配备有实现容器的封闭的装置。为此，可枢转的顶盖部分例如能够铰接在倒出件的上侧上。替选于此，在容器颈部或者倒出件上能够设有如下机构，所述机构实现例如与旋转封闭件的形状配合的连接。所述机构例如能够是外螺纹部段或者用于卡扣式封闭的滑槽引导部等等，所述外螺纹部段或者用于卡扣式封闭的滑槽引导与闭锁件处的相对应地构成的形状配合的元件共同作用。倒出件通常由与塑料容器的塑料材料不同的塑料材料构成，例如聚烯烃，尤其PP构成，并且大多以注塑成型法制造。

发明内容

本发明的目的是，提供一种方法和一种具有倒出元件的容器，借助于所述方法和容器能够将由彼此不同的塑料材料构成的构件彼此连接。所述方法例如应当如可用于使倒出件与在注塑成型法中所制造的预制件流体密封地连接那样同样可用于使倒出元件与吹塑成型的塑料容器流体密封地连接。应当能够弃用黏胶和/或附加的机械连接元件。也应当提供相应的容器，所述容器具有与其连接的倒出元件，其中所述容器和倒出元件由彼此不同的塑料构成。

在上文中所描述的目的的根据本发明的解决方案在于具有独立权利要求的特征的用于建立由彼此不同的塑料材料构成的构件之间的连接的方法以及塑料容器。本发明的改进形式和/或有利的实施方案变型形式是从属权利要求的主题。

本发明提出一种用于建立由彼此不同的塑料构成的构件之间的连接的方法，其中第一构件的第一部段和与第一构件不同的第二构件的第二部段彼此牢固连接。在此，第一部段由第一塑料构成而第二部段由第二塑料构成，所述第一塑料的主要组成部分是非极性塑料，所述第二塑料的主要组成部分是非极性塑料，或者相反。第一或第二构件的第一部段和第二部段之间的连接借助于射入的激光能建立。首先由射入的激光能加载的第一部段相对于射入的激光能是至少部分透明的。射入的激光能至少部分地至少在接合区域中被吸收，在所述接合区域中，第一和第二部段在力作用下上下重叠地彼此贴靠。以这种方式在这两个构件即第一部段和第二部段之间建立形状配合的、不可松开的连接。

与现有技术的已知的激光焊接法相反，针对根据本发明的方法使用如下构件作为接合配对件，其待连接的部段由极性塑料和非极性塑料形成。在用射入的激光能加载和吸收射入的激光能时，由此不构成这两个构件即接合配对件的共同的熔化芯。更确切地说，将这两个接合配对件的被加载的第一接合配对件局部地增温和软化，使得第二接合配对件的第二塑料通过作用到其上的、通常通过预应力产生的力在第一接合配对件的第一塑料的材料挤出时延伸到该第一塑料中。由此，在这两个接合配对件之间产生形状配合，所述形状配合附加地能够由力配合辅助。材料挤出从而这两个接合件的连接，能够基本上是线状的和/或面状的。不言而喻，为了产生所述连接，第一部段和第二部段上下重叠，所述第一部段和第二部段通常均面状地构成。在第一部段和第二部段之间产生的连接至少沿着轴向方向，即在剪切力的作用下是不可松开的。在这种情况下，第二接合配对件，即接合配对件的第二部段，由如下塑料构成，所述塑料至少部分地吸收射入的激光能。由此，在接合区域上的部分的吸收也能够在第二接合配对件即第二接合配对件的第二部段的塑料中进行。由此，射入的激光能的至少部分的吸收不限于接合区域。在接合区域中能够设置添加剂，所述添加剂通过射入的激光能的至少部分的吸收来辅助到这两个接合配对件中的能量输入，使得射入的激光能的至少部分的吸收能够以限制于接合区域的方式进行。通常，在这种情况下，接合配对件对于射入的激光能是至少部分透明的。添加剂或者塑料能够具有填料，所述填料至少部分地吸收射入的激光的波长。添加剂能够尤其在接合区域中涂覆在接合配对件上或者这两个接合配对件上，或者至少在接合区域中混入塑料中。塑料本身相对于射入的激光能也已经能够是至少部分地进行吸收的，使得能够弃用混入填料和/或添加剂。此外，至少部分地吸收射入的激光能的塑料也能够附加地与添加剂在接合区域中组合。在适当地选择添加剂时，所述吸收能够通过在填料处的部分反射来辅助。在适当地构成所述构件和/或接合区域时，所述连接也能够是流体密封的，即相对于液体和气体密封，但是相对于能喷淋的固体例如粉剂也是密封的。通过在第一和第二部段之间的接合区域中设置添加剂，激光能能够直接在如下地点被引入，在所述地点所述激光能需要用于使塑料软化。不言而喻，至少通过热辐射也使其它塑料增温。由此，基本上，如果需要的话，激光能的点状的引入是可行的。相应地，不需要大面积地将构件增温，所述增温会损伤构件。倒出顶盖例如能够由PP制成而颈部部段3例如能够由PET制成。PET自大约70℃起开始软化并且PP自大约120℃起开始软化。由此，PET在如下温度下就已经软化，在所述温度下PP仍是固态的。由此PP由于其预应力能够在PET被挤出的情况下伸入到PET中。通过进一步的增温，PP同样会软化并且在边界层中与PET形成混合物，所述混合物在冷却状态中引起不可松开的连接。根据本发明的用于建立由彼此不同的塑料材料构成的两个构件之间的连接的方法是简单、快速的且可低成本地执行的。根据本发明的方法相对于已知的激光焊接法在实践中不需要原则上不同的设备构造。

根据本发明的另一实施例，第二部段具有至少部分地吸收射入的激光能的塑料。第二构件的剩余的体部例如能够由对于射入的激光能而言透明的塑料构成，在所述剩余的体部中仅第二部段由至少部分地吸收射入的激光能的塑料构成。该塑料例如能够在2K注塑成型法中被施加。通常，这两种塑料，即第二构件的剩余的体部的塑料和第二部段的塑料，要么是极性的要么是非极性的。第二部段的塑料与第二构件的剩余的体部的塑料的区别在于，将填料和/或添加剂混入制成第二构件的剩余的体部的塑料，所述填料和/或添加剂至少部分地吸收激光能。

根据本发明的另一实施例，第二构件具有塑料，所述塑料至少部分地吸收射入的激光能。相应地，第一构件于是对于射入的激光能是至少部分透明的，使得第一构件被透射，射到第二构件上并且在该处由于吸收而引起第一和第二部段的软化。

根据本发明的另一实施例，在接合区域中设置有对于射入的激光能至少部分地进行吸收的添加剂。

另一方法变型形式能够提出，添加剂至少设置在如下部段上：射入的激光能在透射第一部段之后到达该部段。由此，第一部段对于射入的激光的波长而言是可穿过的，所述激光在第二部段处至少部分地被吸收。一方面经由添加剂进行能量接收而另一方面的热辐射足以在接合配对件之间，在力配合的辅助下产生形状配合。

在另一方法变型形式中，添加剂设置在第二构件的第二部段处或第二部段中，所述第二构件仅在第一部段被透射之后才被加载激光能。

在另一方法变型形式中，添加剂在这种情况下作为覆层来涂覆。添加剂在这种情况下也可以作为第二塑料组分在制成构件时通过在其上喷溅来施加。进行覆层也能够通过喷墨打印、移印、柔版印刷等来进行。作为覆层使用如下材料：这些材料由炭黑构成、包含炭黑和/或包含如下物质，所述物质至少部分地吸收激光能。替代于炭黑，在这种情况下也能够使用多用途覆膜。

在本发明的一个方法变型形式中，添加剂至少嵌入到第一和/或第二部段的接合区域的塑料中。如此构成的构件例如能够在专用的双组分塑料注塑法中制造。最后也能够提出，吸收激光能的添加剂基本上均匀地至少在第二构件的第二部段上分布，优选嵌入。

根据本发明的方法能够用于连接不同地设计的塑料构件。构件能够扁平地或者弯曲地构成。但是，根据本发明的方法尤其能够在功能部件例如倒出元件与容器连接时证实为非常适宜的。在该方法变型形式中，倒出顶盖能够用作为第一或第二构件并且围住一定填充体积的塑料容器能够用作为相对应的第二或第一构件。这种构件的无残留物的连接恰好在食品工业中能够是令人感兴趣的。塑料容器在此能够构成为预制件或者构成为在吹塑法中制造的塑料容器，所述预制件例如能够在注塑成型法中或者在冲击挤压法中制造。

根据本发明的另一设计实例，倒出顶盖和塑料容器在接合区域中在引入激光能之前具有预应力。该预应力通常大致垂直于这两个彼此接合的器件的之后的承受负荷方向起作用。预应力在大约5MPa和大约35MPa之间，优选在大约15MPa和大约30MPa之间并且尤其优选在大约20MPa和大约27MPa之间。

一个方法变型形式能够提出，在倒出顶盖上模制有密封围挡，所述密封围挡柱形地、锥形地或者凸形地构成。此外，接合区域通过密封围挡和围住一定填充体积的塑料容器的与密封围挡相对应的容纳部段构成。密封围挡能够与塑料容器的颈部部段的壁部形成密封区。通过输入激光能而在倒出顶盖和塑料容器之间形成的流体密封的连接在此例如能够直接在密封区中进行。在另一方案变型形式中，密封功能能够与倒出顶盖和塑料容器之间的形状配合的连接分开。在这种情况下，接合区域能够由第一部段和第二部段形成，所述第一部段和第二部段并非是密封围挡和围住一定填充体积的塑料容器的与密封围挡相对应的容纳部段。该部段例如能够构成为包围密封围挡的柱形外罩，所述柱形外罩环绕塑料容器的颈部部件，而密封围挡伸入位于塑料容器的颈部处的容纳部段中并且与颈部的内壁部共同形成密封区。替代于外罩也能够在倒出顶盖上设置轴向地伸出的壁部部件，所述壁部部件能够构成用于与塑料容器的外壁部连接。

密封围挡能够构成为，使得所述密封围挡相对于塑料容器的容纳部段具有预应力。这能够改进密封功能和/或使形状配合的连接的建立变得容易。预应力在此能够通过倒出顶盖在其密封围挡中相对于塑料容器的容纳部段的直径的尺寸超出来实现。

这两个待彼此连接的构件之一，尤其构成为塑料容器的构件，能够由如下塑料制成，所述塑料的主要组成部分，即70％或更多，是极性塑料，选自由如下物质：PET、PET-G、PET-X、PVC、PEN、PA、PC、PU、PMMA、POM、所列举的塑料的共聚物、生物塑料例如PEF或者PPF、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物。所提到的塑料关于其物理特性和化学特性是充分已知的并且尤其也良好地适合于在拉伸吹塑法中使用。这两个待彼此连接的构件中的另一个，尤其构成为倒出顶盖的构件，能够由如下塑料制成，所述塑料的主要组成部分，即70％或更多，是非极性塑料，选自由如下物质：HDPE、PP、PS、LDPE、LLDPE、PTFE、PS、所列举的塑料的共聚物、生物塑料例如PLA、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物。这些塑料关于其物理特性和化学特性也是充分已知的并且尤其也良好地适合于在注塑法中使用。

为了建立这两个由极性塑料和非极性塑料制成的塑料构件之间的形状配合的，可能的话通过力配合辅助的连接，使用波长为800nm至1200nm或者1800nm至2400nm的激光器作为射入的激光能的源。这种波长的激光器提供所期望的能量，所述能量对于建立形状配合的连接是必需的。激光器例如是二极管激光器。二极管激光器具有低的购置和维护成本，是耐用且功率大的。

在用于连接旋转对称的构件的一个方法变型形式中，激光能能够同时在360°范围射入。这例如能够借助于专用的激光器光学仪器来实现。在需要时，射入的激光能能够借助于屏蔽挡板选择性地集中到360°之内的所选择的角度范围。此外，为了连接旋转对称的构件，所述构件能够旋转地和/或平移地运动经过激光器以使激光能射入。通常，在这种情况下，激光能点状地引入。通过选择速度通常实现在环周上均匀的连接质量。理想地，第一部段和第二部段是平行的并且激光垂直于这两个部段引入。

根据本发明的方法尤其适合于制造塑料容器，所述塑料容器具有围住一定填充体积的体部和连接在其上的颈部部段，所述颈部部段与倒出顶盖连接。倒出顶盖在此能够在其接合区域中形状配合地与颈部部段的接合区域连接。

根据本发明的另一实施例，提出一种塑料容器，所述塑料容器具有围住一定填充体积的体部和连接在其上的颈部部段，所述颈部部段具有由第一塑料构成的第一部段，所述颈部部段与倒出顶盖连接，所述倒出顶盖具有由第二塑料构成的第二部段，其中所述第一塑料的主要组成部分是极性塑料而所述第二塑料的主要组成部分是非极性塑料，或者相反。第一部段和第二部段上下重叠并且在第一部段和第二部段之间在接合区域中构成形状配合的、不可松开的连接。也就是说，由此能够由极性塑料制成塑料容器，倒出顶盖流体密封地且不可松开地连接到所述塑料容器上。

根据本发明的另一实施例，由第二塑料挤出在接合区域中第一塑料以构成基本上凹状的边界层。通过所输入的激光能而软化的第一塑料，与处于预应力下的第二塑料连接地，在较热从而较软的区域处与在较冷从而不那么软的区域处相比能够被更大程度地挤出。由此在第一塑料中能够构成基本上凹状地拱起的边界层。

根据本发明的另一实施例，在边界层中第一塑料和第二塑料在基本上不构成熔融物连接的情况下流入彼此中。在这种情况下，在边界层中极性塑料和非极性塑料彼此不可松开地啮合。

根据本发明的另一实施例，在颈部部段的内侧上构成的第一部段和在倒出顶盖的外侧上构成的第二部段在接合区域中形状配合地并且流体密封地彼此不可松开地连接。

根据本发明的另一实施例，倒出顶盖具有柱形的、锥形的或者凸状地构成的密封围挡，所述密封围挡与颈部部段的对应于密封围挡的容纳部段形成流体密封的连接，其中塑料容器的倒出顶盖和颈部部段的接合区域与流体密封的连接不同。在这种情况下，接合区域和密封区彼此不同。这允许相应的密封区域和接合区域的优化的构成方式。添加剂在这种情况下能够在倒出顶盖的内侧上施加或引入，所述倒出顶盖形成接合区域。

根据本发明的另一实施例，倒出顶盖的接合区域由至少一个突起部形成，所述突起部轴向地延伸，在颈部部段的外侧上搭接所述颈部部段并且与所述外侧不可松开地连接。所述连接不需要在整个环周上延伸。更确切地说，倒出顶盖也能够仅在两个或多个部位上与塑料容器形状配合地连接。

塑料容器能够是预制件或者是吹塑成型的塑料容器，所述预制件例如能够以注塑成型法或者以冲击挤压法制造。其例如能够是由预制件拉伸吹塑的塑料容器。

由非极性塑料制成的倒出顶盖能够具有整体地构成的闭锁件，所述倒出顶盖由与容器的塑料材料不同的塑料构成。

本领域技术人员清楚的是，针对所述方法的特征只要是有意义的也能够涉及所述设备，并且反之亦然。

附图说明

本发明的其它优点和特征从接下来参照示意性的附图对实施方案变型形式的描述中得出。在不符合比例的视图中示出：

图1示出具有倒出顶盖的塑料容器的轴向剖视图；

图2和图3示出用于阐述连接原理的两个视图；

图4示出具有倒出顶盖的塑料容器的第二实施例的轴向视图；以及

图5示出根据图4的具有倒出顶盖的塑料容器的放大细节。

具体实施方式

用于建立两个由彼此不同的塑料构成的构件之间的连接的方法在下文中以设有倒出顶盖的塑料容器为例来阐述，其中第一构件由第一塑料构成而与第一构件不同的第二构件由第二塑料构成，所述第一塑料的主要组成部分是极性塑料，所述第二塑料的主要组成部分是非极性塑料，或者相反。例如以拉伸吹塑法由之前在注塑成型法中或者在冲击挤压法中制成的预制件制造的塑料容器在图1中设有附图标记1。塑料容器1具有用附图标记2表示的容器体部2，颈部部段3连接到所述容器体部上，所述颈部部段具有旋转对称的开口4。容器体部2和颈部部段3能够通过所谓的支撑环5彼此分开。颈部部段3连同支撑环5在拉伸吹塑时通常保持不变。由此，颈部部段3和支撑环5对应于之前在注塑成型法中或者在冲击挤压法中制造的预制件的颈部部段和支撑环。因此，根据本发明的方法在预制件上可如在由其制成的容器上那样来执行。

图1示出安装在开口4上的倒出顶盖，所述倒出顶盖具有附图标记11。为了更好地概览，弃用在轴向剖面中所示出的塑料容器1和倒出顶盖11的不同的阴影线。倒出顶盖11具有设有倒出开口12的板状的法兰部13，所述法兰部支承在对颈部部段3的开口4围边的通口边缘6上。倒出顶盖11的倒出开口12是可再次封闭的从而配设有闭锁件18，所述闭锁件例如构成为翻盖式封闭部(Flip Top)并且经由铰链关节19铰接在板状的法兰部13上。密封围挡14从板状的法兰部13起延伸到颈部部段3中。密封围挡14能够柱状地、锥形地或者凸状地构成并且保证在用于密封围挡14的容纳区域中与颈部部段3的内壁部7的流体密封的连接。密封围挡14能够具有相对于颈部部段3中的内直径的尺寸超出，由此其外壁部15相对于颈部部段3的内壁部7具有预应力。在内直径为26mm至30mm而且更大时，这种在密封围挡14的最大的外直径上所测量的尺寸超出例如能够为0.2mm至大约1mm。在容纳区域中颈部部段的内直径较小时，所述尺寸超出也能够是较小的并且例如为0.1mm至0.3mm。密封围挡14的外壁部15和颈部部段3在用于密封围挡14的容纳区域中的内壁部7形成塑料容器1的倒出顶盖11和颈部部段3之间的流体密封的，即相对于气体和液体流体密封的但是也相对于固体如粉末或粉剂密封的密封区。

塑料容器1例如由第一塑料构成，所述第一塑料的主要组成部分，即70％或更多，是极性塑料，选自由如下物质：PET、PET-G、PET-X、PVC、PEN、PA、PC、PU、PMMA、POM、所列举的塑料的共聚物、生物塑料例如PEF或者PPF、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物。倒出顶盖11在当前的实施例中由第二塑料构成，所述第二塑料的主要组成部分，即70％或更多，是非极性塑料，选自由如下物质：HDPE、PP、PS、LDPE、LLDPE、PTFE、PS、所列举的塑料的共聚物、生物塑料例如PLA、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物。

为了建立塑料容器1的颈部部件3和倒出顶盖11之间的可承受机械负荷的连接，其中所述连接没有残留物，例如微粒、残胶等，可快速地执行并且可简单地集成到工艺中，从现有技术中已知的激光焊接法是有利的。然而，仅可焊接相同极性的塑料，即极性塑料与极性塑料彼此焊接并且非极性塑料与非极性塑料彼此焊接。不同极性的塑料无法彼此焊接，即极性塑料与非极性塑料无法彼此焊接并且非极性塑料与极性塑料也无法彼此焊接。由此，塑料容器1的极性的第一塑料和倒出顶盖11的非极性的第二塑料无法彼此焊接。令人惊讶地显示出，由彼此不同的塑料构成的构件，即由极性塑料和非极性塑料构成的构件也可通过加载激光能彼此连接。所述连接可充分地承受机械负荷并且例如允许倒出顶盖和塑料容器的流体密封的，尤其液体密封的连接，所述塑料容器例如能够是注塑成型的或者冲击挤压的预制件或者是由预制件或软管吹塑的塑料容器，即拉伸吹塑的或者挤出吹塑的塑料容器。

在图1中用附图标记31表示激光器。激光器31例如具有800nm至1200nm的波长。其例如是二极管激光器。借助于专用光学仪器32能够使从激光器31射入的激光能L同时在360°范围指向颈部部段3和倒出顶盖11的密封围挡14的接合区域。以理想的方式，激光垂直地指向颈部3从而也垂直地指向倒出顶盖11的密封围挡14的外壁部15。如果需要的话，射入的激光能可以借助于挡板选择性地集中到所选择的角度范围上。颈部3也能够与插入的倒出元件11以对于所述方法而言有利的速度旋转地和/或平移地运动经过激光源。

图2和图3示意性地示出在建立两个构件之间的连接时的状况，所述构件中的第一构件，即颈部3，由第一极性塑料构成，而第二构件，即密封围挡14，由第二非极性塑料构成。出于概览原因，这两个构件彼此间隔开地示出。然而应明确指出的是，这两个构件至少在加载有激光能的区域中上下重叠并且彼此压紧。在当前的实施例中，颈部3的内壁部7和密封围挡14的外壁部15在接合区域中处于大约20MPa至27MPa的预应力下。理想地，处于预应力下的接合区域同时也是第一和第二构件的密封区。为了建立第一和第二构件之间的不可松开的且流体密封的连接，所述预应力的区域不必在整个环周上都用激光能加载。更确切地说，沿着线或者面部段地射入激光能也足以进行不可松开的且流体密封的连接，其中所述部段也能够点状地构成，所述线或者面是有预应力的。所述连接在这种情况下能够线状地或者面状地构成。第一构件的第一部段，例如塑料瓶1的颈部部段3，被加载激光能L。颈部部段3至少部分地相对于射入的激光能L是透明的。在透射颈部部段3之后，射入的激光能L到达第二构件的第二部段，在本实施例中到达倒出顶盖11的密封围挡14的外壁部15上。激光能借助于设置在该处的添加剂21至少部分地被吸收。在这种情况下，第二构件的第二部段，即密封围挡14的外壁部15，密封围挡14或者第二构件本身，即倒出顶盖11，能够由塑料制成，所述塑料至少部分地吸收射入的激光能L。添加剂21是如下物质，所述物质尽可能好地吸收射入的激光能L并且转化为热量。添加剂21能够由炭黑构成，包含炭黑和/或包含至少部分地吸收激光能的物质。添加剂21能够作为覆层施加或者局部地或者整体地嵌入塑料材料中。通常，添加剂21设置在第二构件的壁部上，所述壁部朝向待透射的第一构件。图2相应地示出在密封围挡14的外壁部15的区域中的添加剂21。不言而喻，颈部部段3的内壁部7附加地也能够在插入区域中设有添加剂，以便也在该处辅助更大的能量输入。

通过借助于添加剂吸收的射入的激光能L，使密封围挡14的外壁部15增温并且由于预应力而膨胀。膨胀部的形状由于通过激光辐射所施加的温度曲线是球状的或者基本上是凸状的。这在图3中示出。同时通过射入的激光能并且通过辐射热量也使颈部区域3的内壁部7增温和软化。密封围挡14的膨胀的外壁部15将位于颈部区域3的相对置的内壁部7上的塑料挤出并且附加地流入所述颈部区域中。在外壁部15和内壁部7上构成具有侧凹部的未限定的结构，所述结构由相应另一接合配对件的塑料填充，使得这两种塑料在基本上不构成熔融物连接的情况下彼此卡住。倒出顶盖11在本实施例中由PP制成而颈部部段3由PET制成。PET自大约70℃起开始软化而PP自大约120℃起开始软化。由此，PET在PP仍是固态的温度下就已经软化。由此，PP由于其预应力而能够在将PET挤出的情况下延伸到PET中。通过进一步的增温，PP同样能够软化并且在与PET的边界层中形成混合物，所述混合物在冷却状态中引起不可松开的连接。由此，在密封围挡14的外壁部15和颈部区域3的内壁部7之间产生形状配合。

本发明的在图4中示出的实施例与根据图1至图3的实施例的区别在于，颈部部段3和倒出顶盖11的密封围挡14之间的接合功能和密封功能彼此分开。为此，倒出顶盖11例如具有至少一个轴向突起部16，所述轴向突起部从板状的法兰部13的环周边缘起沿着颈部部段3朝向容器体部2延伸。至少一个轴向突起部16能够柱状地构成并且在整个环周上延伸。也能够设置多个轴向突起部16，所述轴向突起部从法兰部13的环周边缘伸出并且在颈部部段3的外壁部8处搭接所述颈部部段并且在预应力下贴靠在外壁部8上。

为了建立沿着径向方向和轴向方向在塑料容器1的倒出顶盖11和颈部部段3之间的可承受机械负荷的连接，用射入的激光能加载轴向突起部16。至少一个轴向突起部16至少部分地相对于射入的激光能不是吸收性的。设置在突起部16的内壁部17上的添加剂21吸收射入的激光能并且将其转化为热量。激光能至少通过热辐射也到达颈部部段3的外壁部8处并且使该颈部部段软化。软化过程能够附加地通过设置在外壁部8上的添加剂辅助。由于预应力，至少一个突起部16的内壁部17膨胀。由此，所述内壁部将颈部部段3的相对置的外壁部8的软化的塑料材料挤出并且产生形状配合。塑料容器1的倒出顶盖11和颈部部段3之间的接合功能由此转移到塑料容器1的外侧上。由密封围挡4的外壁部15和颈部部段3的内壁部7形成的密封区由此不具有连接功能并且没有通过射入的激光能所引起的变形。

图5示出图4中的局部X。如已经在图2和3中所示出的那样，出于概览原因，接合配对件也彼此间隔开地示出。在此应参照对图2和3的说明，也就是说，接合配对件在接合区中彼此贴靠地处于预应力下，所述接合区在本实施例中与密封区脱耦。附加地，密封围挡14的外壁部15和颈部部段3的内壁部7处于预应力下以进行流体密封的连接。清楚可见的是，添加剂21设置在突起部16的内侧17上。

根据本发明的方法能够用于连接不同地设计的塑料构件。所述构件能够扁平地或者弯曲地构成。但是，根据本发明的方法尤其能够在功能部件例如倒出件与容器连接时证实是非常适宜的。在该方法变型形式中，能够使用倒出顶盖作为第一或第二构件并且使用围住一定填充体积的塑料容器作为对应的第二或第一构件。这种构件的无残留物的连接恰好在食品工业中或者在制药行业中能够是令人感兴趣的。塑料容器在此能够构成为预制件或者构成为在吹塑法中制造的塑料容器，所述预制件例如能够在注塑成型法中或者在冲击挤压法中制造。之前对具体的实施例的描述仅用于阐述本发明而不视为是限制性的。更确切地说，本发明通过权利要求和本领域技术人员所开发出的和普遍的发明构思所包括的等同形式来限定。

Claims (32)

1.一种用于建立由彼此不同的塑料构成的构件之间的连接的方法，其中将第一构件的第一部段和第二构件的第二部段彼此牢固连接，所述第一构件与所述第二构件不相同，其特征在于，

所述第一部段由第一塑料构成而所述第二部段由第二塑料构成，所述第一塑料的主要组成部分是极性塑料，所述第二塑料的主要组成部分是非极性塑料，或者相反，

借助于射入的激光能建立所述第一部段和所述第二部段之间的连接，

首先由所述射入的激光能加载的所述第一部段相对于所述射入的激光能是至少部分透明的，

所述射入的激光能至少部分地至少在接合区域中被吸收，在所述接合区域中所述第一部段和所述第二部段在力作用下上下重叠地彼此贴靠，并且建立这两个构件之间的形状配合的不可松开的连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二部段具有至少部分地吸收所述射入的激光能的塑料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二构件具有至少部分地吸收所述射入的激光能的塑料。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接合区域中设置至少部分地吸收所述射入的激光能的添加剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述添加剂至少设置在如下部段上：所述射入的激光能在透射所述第一部段之后到达该部段。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，将所述添加剂设置在所述第二部段上或者设置在所述第二部段中。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，将所述添加剂作为覆层来施加。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用如下材料作为覆层：这些材料由炭黑构成，包含炭黑和/或包含至少部分地吸收所述激光能的物质。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，其特征在于，将所述添加剂至少嵌入到所述第一部段和/或所述第二部段的所述接合区域的塑料中。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，其特征在于，将所述添加剂基本上均匀地至少在所述第二构件的第二部段上分布，优选嵌入。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用倒出顶盖作为第一构件或第二构件，而使用围住一定填充体积的塑料容器作为相对应的第二构件或第一构件。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述塑料容器构成为预制件或者构成为以吹塑法制造的塑料容器。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述倒出顶盖和所述塑料容器在所述接合区域中在引入所述激光能之前具有预应力。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预应力在大约5MPa和大约35MPa之间。

15.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，在所述倒出顶盖上模制密封围挡，所述密封围挡柱形地、锥形地或者凸状地构成。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接合区域由所述密封围挡和围住一定填充体积的所述塑料容器的与所述密封围挡相对应的容纳部段构成。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接合区域由第一部段和第二部段形成，所述第一部段和所述第二部段不是所述密封围挡和围住一定体积的所述塑料容器的与所述密封围挡相对应的容纳部段。

18.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一塑料的主要组成部分，即70％或更多，是极性塑料，所述第一塑料选自由如下物质：PET、PET-G、PET-X、PVC、PEN、PA、PC、PU、PMMA、POM、所列举的塑料的共聚物、生物塑料诸如例如PEF或者PPF、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物。

19.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二塑料的主要组成部分，即70％或更多，是非极性塑料，所述第二塑料选自由如下物质：HDPE、PP、PS、LDPE、LLDPE、PTFE、PS、所列举的塑料的共聚物、生物塑料诸如例如PLA、填充塑料和/或所提到的塑料的混合物。

20.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用波长为800nm至1200nm或者1800nm至2400nm的激光器作为所述射入的激光能的源。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，使用二极管激光器作为激光器。

22.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了连接旋转对称的构件，所述激光能同时在360°范围射入。

23.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述射入的激光能借助于屏蔽挡板选择性地集中到360°之内的所选择的角度范围。

24.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了连接旋转对称的构件，将所述构件旋转地和/或平移地移动经过激光器以使所述激光能射入。

25.一种塑料容器，所述塑料容器具有围住一定填充体积的体部(2)连接在其上的颈部部段(3)，所述颈部部段具有由第一塑料构成的第一部段，所述第一塑料的主要组成部分是极性塑料，所述第一部段与具有由第二塑料构成的第二部段的倒出顶盖(11)连接，所述第二塑料的主要组成部分是非极性塑料，或者相反，其中所述第一部段和所述第二部段上下重叠并且在所述第一部段和所述第二部段之间在接合区域中构成形状配合的、不可松开的连接。

26.根据权利要求25所述的塑料容器，其特征在于，在所述接合区域中由所述第二塑料挤出所述第一塑料来构成基本上凹状的边界层。

27.根据权利要求26所述的塑料容器，其特征在于，在所述边界层中所述第一塑料和所述第二塑料在基本上不构成熔融物连接的情况下流入彼此中。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的塑料容器，其特征在于，在所述颈部部段(3)的内侧上构成的所述第一部段和在所述倒出顶盖(11)的外侧上构成的所述第二部段在所述接合区域中形状配合地并且流体密封地彼此不可松开地连接。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的塑料容器，其特征在于，所述倒出顶盖(11)具有柱形地、锥形地或者凸状地构成的密封围挡(14)，所述密封围挡与所述颈部部段(3)的与所述密封围挡(14)相对应的容纳部段形成流体密封的连接，其中所述塑料容器(1)的所述倒出顶盖(11)和所述颈部部段(3)的所述接合区域与所述流体密封的连接不同。

30.根据权利要求29所述的塑料容器，其特征在于，所述倒出顶盖(11)的所述接合区域由至少一个突起部(16)形成，所述突起部轴向延伸，在所述颈部部段(3)的外侧上搭接所述颈部部段并且与所述外侧不可松开地连接。

31.根据权利要求25至30中任一项所述的塑料容器，其特征在于，所述塑料容器是预制件或者吹塑成型的塑料容器。

32.根据权利要求25至31中任一项所述的塑料容器，其特征在于，所述倒出顶盖(11)包括整体地构成的闭锁件(18)。