CN113966315A - 用于制作儿童安全玻璃容器的方法及组件 - Google Patents
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Abstract
本文中揭示用于制造实质上正方形的玻璃容器及组件的方法及组件，以及揭示用于形成型坯的方法。柱塞延伸到模具中，该模具将熔融玻璃按压紧靠在模具的壁及延伸的柱塞上。通过型坯的颈部施加压缩空气，使型坯向外膨胀紧靠另一个模具及由挡板定义的端面。颈环在玻璃容器的颈部上提供保持特征且可以包含儿童安全特征。各模具、颈环及柱塞制作具有实质上正方形颈部的实质上正方形玻璃容器。
Description
相关专利申请的交叉参考
本申请请求于2019年2月7日提交的名称为“Child Resistant Glass Container”的美国临时号62/802,381、于2019年3月29日提交的名称为“Child Resistant GlassContainer”的美国临时号62/825,976以及于2019年4月26日提交的名称为“Methods andComponents for Producing Child Resistant Glass Containers”的美国临时号第62/839,326的优先权，其全部内容通过参考纳入本申请。
技术领域
本申请涉及用于制造模制玻璃制品的方法及组合物，即玻璃容器，其包含儿童安全(child-resistant)玻璃容器。
背景技术
玻璃容器成型机在商业中被称为单切机(individual section machine)或“IS”机，其遍及世界广泛用于制造玻璃容器。IS机在例如美国专利号1,843,160、1,911,119及2,289,046中显示及描述。IS机通过“吹气及吹气(blow and blow)”过程制作玻璃容器，例如啤酒瓶及饮料瓶。在IS机上使用另一种方法，称为“按压及吹气(press and blow)”过程，例如美国专利号2,289,046及3,024,571中所述的那些内容。
尽管玻璃制造商多年来一直使用吹气及吹气过程或按压及吹气过程制作圆形及圆柱形玻璃瓶(例如啤酒瓶及饮料瓶)，但仍然需要大量制作的正方形玻璃容器，其具有实质上正方形颈部。此外，仍然需要一种也提供儿童安全特征的大量制作的正方形玻璃容器。
发明内容
本申请涉及用于制造实质上正方形玻璃容器的方法和组件。该玻璃容器具有实质上正方形容器颈部。该颈部具有一个或多个允许附接实质上正方形容器盖的保持特征，这些特征包含儿童安全特征。该玻璃制造组件包含柱塞(plunger)、毛坯模具(blank mold)、颈环(neck ring)、挡板(baffle)、吹气模具及其他组件以大量制作实质上正方形玻璃容器。该柱塞的形状通常为多边形，例如通常或实质上正方形、矩形、菱形、四边形或长菱形形状。例如，该柱塞具有圆角。该毛坯及/或吹气模具具有也实质上为多边形的腔。因此，该柱塞、毛坯模具及/或吹气模具形成通常或实质上多边形形状的玻璃容器，例如通常正方形、矩形、菱形、四边形或长菱形形状。该颈环及其他组件制造的玻璃容器具有使容器能够与容器盖配合且提供儿童安全的特征。
因此，在一态样中，实质上正方形的柱塞伸出到具有颈环的毛坯模具腔中，该颈环将熔融玻璃料块按压紧靠该毛坯模具腔的壁及紧靠该伸出的柱塞以形成型坯(parison)。在将该型坯转移到吹气模具后，通过该型坯的颈部施加压缩空气以使该型坯向外膨胀而紧靠由吹气模具定义的吹气模具腔。该毛坯模具、颈环、吹气模具及柱塞是用于制造实质上正方形的玻璃容器。
在一实施例中，用于形成玻璃容器的组件包含毛坯模具，该毛坯模具包括在上端处用于承接熔融玻璃料块的开口及在下端处的开口，其中，该毛坯模具定义毛坯模具腔。该组件也包括与该毛坯模具的该下端相邻且可在该毛坯模具的缩回位置(retractedposition)及该模具腔中的伸出位置(extended position)之间移动的柱塞以及定义吹气模具腔且经配置成承接型坯的吹气模具。
在另一实施例中，该毛坯模具腔、该柱塞、该吹气模具腔、该颈环或其组合的剖面形状为实质上正方形。在一些实施例中，该柱塞具有圆角。在一些实施例中，该毛坯模具、该吹气模具、该颈环或其组合定义形成实质上多边形形状(例如实质上正方形)的玻璃容器的腔。在一实施例中，该实质上多边形的容器具有圆角。
在另一实施例中，用于形成玻璃容器的组件包含颈环，该颈环包括在第一侧上的第一儿童安全模具以及在第二侧上的第二儿童安全模具。在一实施例中，该第一儿童安全模具及该第二儿童安全模具位于该颈环的相对侧上。在一些实施例中，该颈环在该型坯及/或容器的颈部上形成一个或多个保持特征。在一些实施例中，该保持特征形成在该容器颈部的所有侧面上。在其他实施例中，该保持特征形成在该容器颈部的一侧上。该保持特征允许该容器基座与容器盖配合。在某些情况下，该保持特征提供儿童安全。
在一些实施例中，该组件经配置成形成具有1毫升(ml)至2000毫升的总储存容积的玻璃容器。在一实施例中，该总储存容积为2毫升至1000毫升。在一实施例中，该总储存容积为3毫升至500毫升。在一实施例中，该总储存容积为4毫升至100毫升。在一实施例中，该总储存容积为5毫升至50毫升。在一些实施例中，该总存储容积为约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825、850、875、900、925、950、975、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900或2000毫升。
另一态样包含用于形成玻璃容器的一个或多个组件，其包括毛坯模具，该毛坯模具包括在上端处用于承接熔融玻璃料块的开口以及在下端处用于承接该颈环的开口，其中，该毛坯模具定义毛坯模具腔、相邻该毛坯模具的下端且可在该毛坯模具外的缩回位置及模具腔中的伸出位置之间移动的柱塞、以及定义吹气模具腔且经配置成承接型坯的吹气模具。
在一实施例中，该毛坯模具腔、该柱塞、该吹气模具腔或其组合的剖面形状为实质上正方形。在一些实施例中，该毛坯模具、该柱塞、该吹气模具或其组合经配置成制作实质上正方形容器。在一实施例中，该实质上正方形容器具有圆角。
在另一实施例中，颈环的剖面形状为实质上正方形且经配置成制作实质上正方形容器颈部。在一实施例中，该颈环经配置成在该容器的该颈部上制作保持特征。在一些实施例中，该保持特征为儿童安全特征。在一实施例中，该儿童安全特征在该容器的第一侧及该容器的第二侧上制作。
在一些实施例中，该组件经配置成形成具有1毫升至2000毫升的储存容积的玻璃容器。在一实施例中，该储存容积为4毫升至100毫升。
在一些实施例中，一个或多个该组件是单切机的部分。
另一态样包括一种制造玻璃容器的方法，该方法包括将预定量的玻璃料块引入由毛坯模具定义的毛坯模具腔、在该毛坯模具腔内将实质上正方形的柱塞从缩回位置移动到伸出位置、通过该柱塞从该毛坯模具腔中该预定量的料块形成型坯、将该柱塞从该毛坯模具腔内缩回至该缩回位置、将该型坯从毛坯模具移动至吹气模具、通过该型坯的颈部施加压缩气体以将该型坯膨胀成由吹气模具定义的实质上正方形玻璃容器形状、以及将该实质上正方形玻璃容器与该吹气模具分开。
在一实施例中，该玻璃容器包含位于该玻璃容器的该颈部上的保持特征。在一些实施例中，该保持特征是儿童安全特征。在一些实施例中，该保持特征是位于该玻璃容器的该颈部的一侧或多侧上。在一实施例中，该保持特征是位于该玻璃容器的该颈部的相对侧上。在一实施例中，该保持特征是位于该玻璃容器的该颈部的所有侧上。在另一实施例中，该保持特征是位于该容器基座的另一部分上。
在一些实施例中，该玻璃容器是以每分钟约五十(50)个到约九百(900)个容器的速度制造。在其他实施例中，该玻璃容器是以每分钟约一百(100)个到约五百(500)个容器的速度制造。
在一些实施例中，该保持特征(例如儿童安全特征)是形成在该型坯的该颈部及/或该容器基座上。
另一态样包括一种制造玻璃容器的方法，该方法包括将预定量的玻璃料块引入由模具定义的毛坯模具腔、通过颈环且在该毛坯模具腔内将柱塞从缩回位置移动到伸出位置、形成由该颈环及模具定义的实质上正方形玻璃容器形状、以及将具有实质上正方形颈部的该实质上正方形玻璃容器与该颈环及模具分开。
在一些实施例中，该颈环在该实质上正方形玻璃容器的该颈部上形成一个或多个保持特征。在其他实施例中，该一个或多个保持特征的每一个包括儿童安全特征。
将在下面的说明书中部分阐述本发明的额外态样。本发明的优点将通过所附权利要求中特别指出的组件及组合来实现并达成。应当理解，上面的概括说明与下面的详细说明都仅为示例性及解释性，并非限制所请求保护的本发明。
附图说明
专利或申请文件包含至少一张彩色附图。本专利或专利申请公开的附有彩色附图的副本将由专利局根据要求及支付必要费用提供。
所请求保护的发明主题的其它特征及优点将从下面对与本发明主题一致的实施例的说明中变得更加清楚，应当结合附图考虑该说明。
图1显示玻璃料块、模具、颈环及柱塞的实施例的分解视图。
图2A显示玻璃料块、模具、颈环及柱塞的实施例的侧立体视图。
图2B显示图2A的玻璃料块、模具、颈环及柱塞的实施例的剖视图。
图3显示挡板、部分按压的料块、模具、颈环及柱塞的实施例的分解视图。
图4A显示挡板、部分按压的料块、模具、颈环及柱塞的实施例的侧立体视图。
图4B显示图4A的挡板、部分按压的料块、模具、颈环及柱塞的实施例的剖视图。
图5显示挡板、玻璃容器、模具、颈环及柱塞的实施例的分解视图。
图6A显示挡板、玻璃容器、模具、颈环及柱塞的实施例的侧立体视图。
图6B显示图6A的挡板、玻璃容器、模具、颈环及柱塞的实施例的剖视图。
图7A显示颈环的实施例的侧立体视图。
图7B显示图7A的颈环的实施例的另一侧立体视图。
图8A显示柱塞的实施例的侧视图。
图8B显示图8A的柱塞的实施例的立体视图。
图9A显示挡板的实施例的侧视图。
图9B显示图9A的挡板的实施例的立体视图。
图10A显示模具的实施例的侧立体视图。
图10B显示图10A的模具的实施例的另一侧立体视图。
图11A显示玻璃料块、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的侧立体视图。
图11B显示图11A的玻璃料块、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的剖视图。
图12显示玻璃料块、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的分解视图。
图13A显示挡板、部分按压的玻璃料块、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的侧立体视图。
图13B显示图13A的挡板、部分按压的玻璃料块、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的剖视图。
图14显示挡板、部分按压的玻璃料块、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的分解视图。
图15A显示挡板、型坯、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的侧立体视图。
图15B显示图15A的挡板、型坯、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的剖视图。
图16显示挡板、型坯、毛坯模具、颈环及柱塞的实施例的分解视图。
图17A显示型坯、颈环、吹气模具及底板的实施例的侧立体视图。
图17B显示图17A的型坯、颈环、吹气模具及底板的实施例的剖视图。
图18显示型坯、颈环、吹气模具及底板的实施例的分解视图。
图19A显示吹气模具、型坯及底板的实施例的侧立体视图。
图19B显示图19A的吹气模具、型坯及底板的实施例的剖视图。
图20显示吹气模具、型坯及底板的实施例的分解视图。
图21A显示吹气模具、吹气头、吹气管、玻璃容器及底板的实施例的侧立体视图。
图21B显示图21A的吹气模具、吹气头、吹气管、玻璃容器及底板的实施例的剖视图。
图22显示吹气模具、吹气头、吹气管、玻璃容器及底板的分解视图。
图23A显示毛坯模具的实施例的底立体视图。
图23B显示图23A的毛坯模具的实施例的侧立体视图。
图24A显示吹气模具的实施例的侧立体视图。
图24B显示图24A的吹气模具的实施例的另一侧立体视图。
图25A显示颈环的实施例的侧立体视图。
图25B显示图25A的颈环的实施例的另一侧立体视图。
图26A显示柱塞的实施例的侧视图。
图26B显示图26A的柱塞的实施例的立体视图。
图27A显示挡板的实施例的侧视图。
图27B显示图26B的挡板的实施例的立体视图。
图28A显示吹气头的实施例的侧立体视图。
图28B显示图28A的吹气头的实施例的另一侧立体视图。
图29A显示底板的实施例的顶视图。
图29B显示图29A的底板的实施例的立体视图。
图30A显示玻璃容器的实施例的顶立体视图。
图30B显示图30A的玻璃容器的实施例的底立体视图。
图30C显示图30A的玻璃容器的实施例的侧视图。
图30D显示图30C的玻璃容器的实施例的剖视图(剖面M至M)。
图31(包含图31A的顶视图及图31B的俯视图)显示优选的玻璃容器基座单元。
图32显示可与容器基座配合的示例性盖单元。
具体实施方式
本申请涉及制作玻璃容器的组件和方法，本申请的其他态样包含用于在玻璃容器上制作特征以提供或实现儿童安全性(例如，用于创建儿童安全性及用于存储或夹持材料)的组件及方法。通过参考本申请的以下详细描述，可以更容易地理解组件及方法。对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下可作各种修改。
除非上下文中另外明确指出，否则说明书及所附权利要求中所使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”以及“该”包括多个指出。因此，例如，提到“一个元件”包括两个或更多元件。
本文中可将范围表达为自一个特定值，以及/或者至另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个态样包括自该一个特定值及/或至另一个特定值。类似地，当将值表达为近似值时，通过使用先行词“约”，将理解特定值形成另一个态样。将进一步理解，各范围的端点在既与另一个端点相关又独立于另一个端点方面是重要的。还应当理解，本文中揭示若干值，且每个值在本文中被揭示为除该值本身以外“约”为该特定值。例如，若值“10”被揭示，则“约为10”也被揭示。还应当理解，在两个特定单元之间的每个单元也被揭示。例如，若10与15被揭示，则11、12、13及14也被揭示。
本文中所使用的术语“约”以及“在或约”意味着所讨论的量或值可为近似或大致相同的指定的某个其它值。一般理解，如本文中所使用的那样，除非另外指出或推断，否则它是表示±10％变化的名义值。该术语意图表达类似的值促进权利要求中所述的同等结果或效果。也就是说，应当理解，数量、尺寸、配方、参数，以及其它量及特性不是且无需精确，而是根据需要可为近似的及/或较大或较小的，以反映公差、转换因子、舍入、测量误差等，以及本领域技术人员已知的其它因素。一般来说，数量、尺寸、配方、参数或其它量或特性是“大约的”或“近似的”，无论是否明确表达为这样。应当理解，在量化值前使用“约”时，除非另外特别说明，否则该参数还包括该特定的量化值本身。
除非另外特别说明，否则本文中所使用的术语“第一”、“第二”、“第一部分”、“第二部分”等并不表示任意顺序、量或重要性，而是用以区分一个元件与另一个元件。
本文中所使用的术语“可选的”或“可选地”意味着随后所述的事件或情况可能或不可能发生，且该说明包括该事件或情况发生的实例以及它不发生的实例。例如，短语“可选地附着至表面”意味着它可以或者不能固定至表面。
而且，应当理解，除非另外明确指出，否则本文中所阐述的任意方法并不意图被解释为需要以特定顺序执行其步骤。因此，若方法权利要求没有实际叙述其步骤将要遵循的顺序或者没有在权利要求或说明中另外具体陈述该些步骤限于特定的顺序，则不意图推定任意特定的顺序。这适用于针对解释的任意可能的非明示基础，包括：有关步骤或操作流程的安排的逻辑问题；自语法组织或标点符号导出的明显含义；以及说明书中所述的态样的数目或类型。
应当理解，本文中所揭示的玻璃制造组件、机器及材料具有特定功能。本文中揭示用于执行所揭示的功能的特定结构要求，且应当理解，有各种结构可执行与所揭示的结构相关的相同的功能，且这些结构通常会获得相同的结果。
此处描述的组件及方法是玻璃制造过程的部分，通过这些过程制作的玻璃容器的实施例在容器颈部上具有保持特征，保持特征的实施例包含儿童安全特征。通过这些过程制作的玻璃容器的实施例也是模块化的(例如，可堆栈的)。通过这些过程制作的玻璃容器的实施例通常也是正方形的。所揭示的玻璃容器提供在受控环境中的物质或材料的改进的包装及储存，提供例如气密的、液密的、水密的、控湿的、控光的、无静电的或其任意组合的环境，在此过程中使用多种材料，例如玻璃(例如，任意非结晶、无定形固体)及其他类似玻璃的材料(例如，瓷器、热塑性塑料)。
制造及大量制作玻璃容器的主要方法有两种：“吹气及吹气”与“按压及吹气”。在一些情况下，本文所描述的组件及方法涉及玻璃制造的“按压及吹气”过程。玻璃也是在单一步骤中制造的，例如仅“按压”或仅“吹气”。在这些方法的任何一种中，来自熔炉的熔融玻璃进入进料器，在那里它通过管被向下推。当玻璃从管中出来时，它被切割以形成玻璃块，称为料块(例如，图1中的料块100)，料块具有足以制造及形成为容器的预定尺寸及重量。
“吹气及吹气”与“按压及吹气”过程都包含“毛坯侧”(其中，料块是形成部分完成的形状，称为型坯(parison))以及“吹塑侧”(其中，实现容器的最后形状)。容器开始倒置且由“颈环(neck ring)”夹住，当型坯从毛坯侧移动到吹气侧时，它允许型坯倒转。
在仅“按压”或“吹气”的制造过程中，料块在单一步骤中形成完整的型态，不需要额外的步骤(例如，额外的吹气步骤)来获得所需的玻璃容器的最后形状。
在按压及吹气过程中，料块被引导到毛坯模具(blank mold)中，模具的两个半模具被夹紧闭合，然后在毛坯模具开口顶端处用挡板(baffle)密封，料块通过柱塞(plunger)形成为型坯，例如图1的柱塞100，其将熔融玻璃按压以填充毛坯模具及挡板，然后移除挡板，打开毛坯模具，且倒转的型坯通过颈环转移到直立位置，通过闭合两个吹气半模具将其封闭在吹气模具中，然后将型坯吹出(例如，通过压缩空气)进入吹气模具以形成玻璃容器的最后形状。
在吹气及吹气过程中，使用压缩空气将料块成型为型坯，从而形成颈部光洁度且赋予料块均匀的形状，从那里，型坯被转移到吹气模具，在那里使用压缩空气将瓶子吹制成最后形状。
IS机或“单切机”旨在确保玻璃容器的高效率制作，以便操作员可以将一个或多个部分停产进行维修，而无需关闭其他部分的生产。一个或多个料块进入IS机且通过玻璃的受控成型及冷却过程形成容器。
制作一个容器所需的总时间为每分钟约10个容器至每分钟约1000个容器。确定生产率的因素包含机械装置及容器的尺寸与形状。生产速度可为每分钟约10、25、50、75、100、125、150、175、200、225、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000或更多个容器。
在一些态样中，容器以每分钟约10个至约1000个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约50个至约900个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约100个至约500个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约100个至约250个的速率生产。
在一些态样中，容器以每分钟约10个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约25个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约50个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约75个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约100个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约200个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约300个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约400个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约500个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约600个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约700个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约800个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约900个或更多个的速率生产。在一些态样中，容器以每分钟约1000个或更多个的速率生产。
根据所制造的玻璃容器的尺寸、形状及其他变量，玻璃容器以一步骤过程或两步骤过程(例如，按压及吹气或吹气及吹气)形成。例如，较小尺寸的玻璃容器在单一过程中形成，其中，将玻璃料块按压成最后容器的所需形状。较大尺寸的玻璃容器可能需要一个额外的步骤，然后将通过按压形成的中间型坯吹制成其所需的形状。
请参照图1至10B，显示单一按压阶段制造过程以及IS机或玻璃制造机的各种组件，玻璃料块100被引导且送入由具有半模具200A及200B的模具200定义的模具腔210及由颈环300定义的颈环腔310。在底端处，柱塞400可在缩回位置(retracted position)与伸出位置(extended position)之间移动。在缩回位置，柱塞400从毛坯模具200及/或颈环300中撤出。这允许料块100装入模具腔210。在伸出位置，柱塞400可移动穿过颈环300及模具200。
玻璃料块100具有预定的质量、形状或两者兼有。料块100是从熔融玻璃流中剪切下来的离散玻璃块且与所需的容器重量相匹配。料块100是由任意玻璃(例如，任意非结晶、无定形固体)、任意玻璃状材料(例如，瓷器、热塑性塑料)、聚合物玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或其组合组成。例如，玻璃可以是琥珀色玻璃、绿色玻璃、蛋白石玻璃、透明玻璃、回收玻璃、燧石玻璃、钢化玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或其他的玻璃。
模具200由两个半模具200A、200B组成，模具200定义模具腔210，其经尺寸及配置以承接玻璃料块100及柱塞400以从缩回位置移动到伸出位置。模具200经成形及设计以制作实质上正方形的容器，容器具有实质上正方形或矩形的剖面形状。特别地，模具200形成容器主体的所需的形状。
颈环300是由两个半模具300A、300B组成，颈环300的尺寸及配置被设计成直接位于模具200下方且与模具200对齐。颈环300定义颈环腔310，其尺寸及配置被设计成承接玻璃料块100及柱塞400以从缩回位置移动到伸出位置，颈环300经成形及设计成产生具有实质上正方形或矩形剖面形状的容器颈部。此外，颈环300经成形及设计成在容器颈部上产生一个或多个保持特征。在一些实施例中，一个或多个儿童安全保持特征是形成在容器颈部上，此些特征在本文中描述且包含儿童安全特征以将容器盖与容器颈部牢固地配合，或者，允许容器盖附接到或放置在容器(例如颈部)上的其他保持特征可以在容器颈部上制作。
请参照图1至2，玻璃料块100装入由模具200定义的模具腔210中，半模具200A、200B在模具200的开口顶端处被挡板500夹紧闭合且密封。一旦料块100装入，柱塞400就开始从颈环300的开口底端向上移动，柱塞400从缩回位置移动到伸出位置，柱塞400的移动向外按压及位移玻璃料块100以填充模具200、挡板500及颈环300(见图4A及4B)，玻璃料块101(图4A、4B)实质上符合由模具200、颈环300以及由柱塞400的移动所导致的挡板500所定义的腔的形状。柱塞400继续移动到伸出位置且按压玻璃101以形成玻璃容器110(图6A、6B)。
玻璃制造组件(例如，挡板、模具、颈环及柱塞)的尺寸及形状定义所需的玻璃容器。一般来说，实质上正方形的容器是使用本文所述的组件制造的。此外，可以如本文所述制造任意多边形容器，例如，容器的形状通常可以是正方形、矩形、菱形、四边形或长菱形。在一些态样中，容器是实质上正方形、正方形及/或具有圆形边缘的正方形。容器的侧面可以是平面的或实质上平面的，使得它们略微凹入或凸出。因此，本文所述的玻璃制造组件具有此几何形状以允许多边形容器的制作。
请参照图7A及7B，颈环300具有形成且定义颈环腔310的半模具300A及300B。在某些态样中，颈环腔310定义模具以在制造过程期间在玻璃容器(即，玻璃容器的颈部)上形成一个或多个儿童安全特征，此些儿童安全特征在本文中描述及图示。在一实施例中，儿童安全特征是形成在玻璃容器的相对侧上。在另一实施例中，在玻璃容器的颈部的一侧、两侧、三侧或更多侧上形成儿童安全特征。儿童安全特征包含位于基座上的机构，用于让容器盖与容器基座配合以提供儿童安全容器。在其他态样中，颈环腔定义模具以形成盖保持特征，例如螺纹、导轨、边缘、凸缘(ledge)等。
儿童安全涉及容器基座与容器盖的接合以阻止及/或防止儿童进入容器内部。如本文所示及所述，一个或多个盖接合机构是容器基座的部分且可以在容器基座的颈部上找到。盖接合机构是由一对斜坡件(ramp)及脊组成，盖接合机构是呈“U”形或“H”形或其他配置。斜坡件从盖的开口端处或附近延伸到容器基座的转移颈部或支脚/支撑部分或附近。脊形成在两个斜坡件之间。除了提供与容器基座的紧密配合之外，斜坡件及脊还提供容器盖的引导及对齐。盖接合机构防止容器盖容易地从容器基座上取下或不正确地移除。一般来说，盖接合机构是位于容器基座的两相对侧上。然而，可以设想盖接合机构的其他配置，例如容器基座上的1、3或4个机构。
请参照图8A及8B，柱塞400具有轴件410、下部420及上部430，上部430的形状及尺寸被设计成将熔融玻璃按压以填充毛坯模具、挡板及颈环。柱塞400按压玻璃以实质上形成容器基座(例如容器110)的腔。下部420具有实质上矩形的剖面形状且在形状上通常是具有圆角的正方形。下部420延伸至上部430。上部430向柱塞400的末端略微渐缩。通过柱塞400形成的容器基座的腔实质上与上部430的容积相关。实质上正方形的几何形状通过本文所述的组件及方法制作，但也制作多面体、棱柱及其他相关的三维几何形状。
请参照图9A及9B，在将玻璃料块装入毛坯模具腔之后，挡板500在毛坯模具的开口顶端的顶部上移动。挡板500具有臂510、主体520及足部530。足部530具有斜坡件532及底端533。多个凹陷532周围地位于足部530上，其在容器基座的表面上形成点画(stipples)。与柱塞、模具及颈环相结合，挡板500有助于形成所需的玻璃容器且在玻璃容器的底表面上提供点画。在一些实施例中，当柱塞沿向上方向移动时，在挡板侧添加例如压缩空气的气体以向下推动玻璃料块。柱塞及压缩空气的反作用力有助于料块均匀地分布在整个毛坯模具及颈环中。
请参照图10A及10B，模具200具有半模具200A及200B。模具200定义毛坯模具腔210，其尺寸及配置被设计成承接玻璃料块。模具200具有用于承接颈环(例如，颈环300)的开口底端，使得模具200及颈环300实质上齐平。模具200具有开口顶端，在玻璃制造过程中，开口顶端通过挡板密封。
请参照图11至30D，显示IS机的组件及制造玻璃容器的另一种方法(即，按压及吹气)。在按压及吹气过程中，料块1000被引导到具有两个半模具2000A、2000B的毛坯模具2000中，其中两个半模具被夹紧闭合，然后在毛坯模具的开口顶端被挡板5000密封。料块1000通过柱塞4000形成型坯1020，柱塞4000将熔融玻璃1000、1010按压以填充毛坯模具2000及挡板5000，然后移除挡板5000，打开毛坯模具2000，且通过颈环3000将倒置的型坯1020转移到直立位置，在该位置通过闭合两个吹气半模具2500A、2500B将其封闭在吹气模具2500内，然后将型坯1020吹气(例如，通过压缩空气)到吹气模具2500中以形成玻璃容器1030的最后形状。
玻璃料块1000被送入分别通过毛坯模具2000及通过颈环3000定义的毛坯模具腔2010及颈环腔3010中。在底端处，柱塞4000可在缩回位置与伸出位置之间移动。在缩回位置，柱塞4000完全或部分地从毛坯模具2000及/或颈环3000中撤出，这允许料块1000装入毛坯模具腔2100中。在伸出位置，柱塞4000可移动穿过颈环3000及和/或毛坯模具2000且位于其中。
玻璃料块1000具有预定的质量、形状或两者兼有。料块1000是从熔融玻璃流中剪切下来的离散玻璃块且与所需的容器重量相匹配。料块1000由任意玻璃(例如，任意非结晶、无定形固体)、任意玻璃状材料(例如，瓷器、热塑性塑料)、聚合物玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或其组合组成。例如，玻璃可以是琥珀色玻璃、绿色玻璃、蛋白石玻璃、透明玻璃、回收玻璃、燧石玻璃、钢化玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或其他的玻璃。
毛坯模具2000是由两个半模具2000A、2000B组成。毛坯模具2000定义毛坯模具腔2100，其尺寸及配置被设计成承接玻璃料块1000及柱塞4000以在缩回位置与伸出位置之间移动。毛坯模具2000有助于将玻璃料块1000成形且形成型坯(例如，见图15A、15B及16)。
颈环3000是由两个半模具3000A、3000B组成(见图25A至25B)。颈环3000的尺寸及配置被设计成直接位于毛坯模具2000下方且与毛坯模具2000对齐。颈环3000定义颈环腔3100且其尺寸及配置被设计成承接玻璃料块1000及柱塞4000以在缩回位置与伸出位置之间移动。
颈环3000在玻璃料块上创建颈部模具，例如儿童安全特征、螺纹、脊、隆起及其他类似特征。颈环3000是通过组合且定义颈环腔3010的半模具3000A及3000B定义。在某些态样中，颈环腔定义模具以在制造过程期间在玻璃容器上形成一个或多个保持特征。在某些态样中，保持特征包含玻璃容器(即容器的颈部)上的儿童安全特征。此些儿童安全特征在本文中被描述及图示。例如，在玻璃容器的相对侧上形成儿童安全特征。在另一示例中，在玻璃容器的一侧、两侧、三侧、四侧、五侧、固定侧、七侧、八侧或更多侧上形成儿童安全特征。儿童安全特征包含位于基座上的机构，用于让容器盖与容器基座配合以提供儿童安全容器。在其他态样中，颈环腔定义模具以形成任意类型的盖保持特征，例如螺纹、导轨等。
玻璃料块1000装入毛坯模具腔2010中。挡板5000向下移动以位于毛坯模具2000的顶部上且密封毛坯模具2000，覆盖毛坯模具腔2010。一旦料块1000装入，柱塞4000就开始从缩回位置到伸出位置向上移动。柱塞4000的移动将玻璃料块1000向外按压及位移到毛坯模具2000和颈部模具3000的内壁(见图13A及13B)。在一些态样中，气体(例如，压缩空气)可以从挡板5000吹下来以有助于形成型坯1020。玻璃料块1010(图13A及13B)实质上符合通过毛坯模具2000、颈环3000、挡板5000以及在一些实施例中来自通过柱塞4000的移动引起的挡板侧的压缩空气所定义的腔2010、3010。柱塞4000继续移动穿过颈环3000进入毛坯模具2000中。在伸出位置，柱塞按压玻璃1010以形成型坯1020(图15A、15B)。型坯1020是部分形成的容器基座，具有一般定义的几何形状，例如具有圆角。
一旦型坯1020形成，请参照图17A及17B，挡板5000就移离毛坯模具2000。毛坯模具2000打开且型坯1020倒转至吹气侧。吹气模具3500围绕型坯1020移动。吹气模具3500位于底板6000与颈环3000之间。请参照图18A及18B，颈环3000打开且吹气头3500移动到吹气模具2500上，吹气头3500用于将气体(例如压缩空气)引导到型坯1020中，其将型坯1020膨胀且成形至吹气模具2500的内壁。在一些实施例中，吹气管3600可被添加且用于将气体(例如，压缩空气)引导到型坯1020中，其使型坯1020膨胀且成形至吹气模具2500的内壁，容器1030从最后的“吹气”步骤形成。
请参照图23A及23B，毛坯模具2000具有两个半模具2000A及2000B。毛坯模具2000定义毛坯模具腔2010，其尺寸及配置被设计成承接玻璃料块。毛坯模具2000还定义用于放置颈环(例如颈环3000)的腔，使得毛坯模具2000及颈环3000实质上齐平。
请参照图24A及24B，吹气模具2500具有两个半模具2500A及2500B。吹气模具2500定义吹气模具腔，其尺寸及配置被设计成承接型坯且形成最后容器。吹气模具2500经配置成在玻璃制造过程中与颈环及吹气头配合。
请参照图26A及26B，柱塞4000具有轴件4100、下部4200、中部4300及上部4400。中部4300及上部4400的形状及尺寸被设计成实质上形成型坯(例如型坯1020)的腔。下部4200具有实质上矩形的剖面形状且通常是具有圆角的正方形。下部4200延伸至中部4300，中部延伸至上部4400。上部4400向柱塞4000的末端渐缩。通过柱塞4000形成的型坯实质上与柱塞4000的尺寸和形状相关。实质上正方形的几何形状通过本文所述的组件和方法制作，但也制作多面体、棱柱及其他相关的三维几何形状。
用于按压及吹气过程的柱塞可具有仍将制作本文所述的玻璃容器的其他几何形状。实质上圆形、圆形(例如圆柱形)、椭圆形及其他非多边形形状的柱塞可用于按压步骤以形成型坯。最后的吹气步骤使型坯膨胀以形成其所需的形状。
请参照图27A及27B，在将玻璃料块装入毛坯模具腔后，挡板5000在毛坯模具顶部上移动，挡板5000具有臂5100及主体5200。
请参照图28A及28B，吹气头3500定义吹气头腔3510。型坯的颈部可以通过吹气头固定以将气体(例如压缩空气)引导到型坯中。在一些实施例中，气体被引导通过吹气管。
请参照图29A和29B，底板600具有外基座6033和顶基座6032。在“吹气”步骤期间，凹陷6031在容器基座的表面上形成点画。与吹气模具及吹气头相结合，底板6000有助于形成所需的玻璃容器且在玻璃容器的底表面上提供点画。
容器的儿童安全特征涉及容器基座(例如基座1030)与容器盖的接合。如本文所示和所述，一个或多个盖接合机构是容器基座110、1030的部分。盖接合机构是由一对斜坡件及脊组成。盖接合机构是呈“U”形或“H”形或其他配置，例如“I”、“⊥”、“—”或斜坡件及脊的任意其他配置。斜坡件从盖的开口端处或附近延伸到容器基座的转移颈部或足部/支撑部分或附近。脊形成在两个斜坡件之间。除了提供与容器基座的紧密配合之外，斜坡件及脊还提供容器盖的引导及对齐。盖接合机构防止容器盖容易地从容器基座上取下或不正确地移除。一般来说，盖接合机构是位于容器基座的两相对侧上。然而，可以设想盖接合机构的其他配置，例如容器基座上的1、3或4个盖接合机构。
所揭示的玻璃制造组件的尺寸及形状定义且制作所需的玻璃容器。毛坯模具、颈环、柱塞、挡板、吹气模具及吹气头都有助于且定义玻璃容器的所需形状。一般来说，具有正方形的颈部的实质上正方形的容器是使用本文所述的组件制造的。此外，可以如本文所述制造任意多边形容器。例如，容器及颈部的形状通常可以是正方形、矩形、菱形、四边形或长菱形。在一些态样中，容器及颈部为实质上正方形、正方形及/或具有圆形边缘的正方形。
例如，容器1300(图30A-30D)是使用本文所述的玻璃制造方法及组件制作的。容器基座1300具有颈部1301及足部/支撑件1302。具有颈部1301及足部1302的容器基座1300是具有圆角的实质上正方形。容器基座1300具有开口顶端1320及封闭底端1310。封闭底端1310具有点画1312及凹入部分1311，其尺寸及配置被设计成承接容器盖(例如，以允许堆栈)。一个或多个盖接合机构1330A、1330B定位在容器基座1300的一侧或多侧1350上。一个或多个侧面1350具有靠近或位于容器基座1300的开口顶端1320处的唇缘1352。唇缘1352有助于将盖与容器基座1300对齐且在基座1300上时为盖提供额外的支撑及稳定性。
位于容器基座1300的一侧上的盖接合机构1330A具有斜坡件1331A及1331B。脊1331C设置在斜坡件1331A与1331B之间。位于容器基座1300的一侧上的盖接合机构1330B具有斜坡件1332A及1332B。脊1332C设置在斜坡件1332A与1332B之间。
斜坡件1331A、1331B及脊1331C通常形成“U”形盖接合机构1330A。类似地，斜坡件1332A、1332B及脊1332C通常形成“U”形盖接合机构1330B。斜坡件1331A、1331B及1332A、1332B靠近或从开口顶端1320延伸到或靠近转移颈部1351。
在图31A和31B中，进一步优选的玻璃容器基座1400被描绘为具有开口端4010。图32描绘可以与容器基座1400可释放地接合的优选示例性盖单元1500。
机器的部件
变量—夹持及支撑模具设备
机构—移动支持及支撑模具设备的变量
模具支架：用来固定模具；关于机器中心距离有各种尺寸(例如，41/4、5、51/2、61/4、81/2)；单料块、双料块、三料块
毛坯支架(Blank Holder)：用来夹持毛坯；关于机器中心距离有各种尺寸(例如，41/4、5、51/2、61/4、81/2)；单料块、双料块、三料块
吹气及吹气匣(Blow&Blow Cartridge)：用来夹持及支撑吹气及吹气柱塞及套管；协助反方向吹气穿过柱塞
按压及吹气匣(Press&Blow Cartridge)：用来夹持及支撑按压及吹气柱塞；夹持柱塞垫片及装入螺钉
按压及吹气适配器、轴环及垫片(Press&Blow Adaptor,Collar&Spacer)：适配器及轴环将柱塞夹持到位；垫片限制柱塞向下冲程，以便有空隙倒转，但仅足以与颈环有空隙
取出臂：将瓶从底板夹持到固定板(dead plate)
漏斗臂：将漏斗装载到毛坯的顶部上
挡板臂：夹持及支撑挡板；允许沉降吹气穿过到挡板
吹气头臂：夹持及支撑吹气头；允许最后吹气及最终冷却穿过到吹气头
颈环臂：夹持及支撑颈环；将型坯从毛坯尺寸转移到模具尺寸
分配板：夹持及支撑底板；允许垂直流冷却穿过到底板
柱塞机构：上下移动匣部件；协助反方向吹气以穿过到柱塞/柱塞冷却，它由3个主要部件组成：(i)连接油及空气的基座板，用以润滑上下移动的气缸及轴件；(ii)上部气缸夹持匣，且下部夹持活塞及轴件；以及(iii)用于将柱塞气缸与毛坯对齐的导板
吹气头机构：夹持吹气头臂且将吹气头臂上下移动到模具的顶部
漏斗机构：夹持漏斗臂且将其上下移动到毛坯的顶部
挡板机构：夹持挡板臂，将其上下移动到漏斗的顶部进行沉降吹气穿过，且使挡板臂上下移动到毛坯的顶部
颈环机构：夹持颈环臂，同时打开及关闭颈环
倒转机构：将颈环臂从毛坯侧移动到模具侧及背面(180°)
垂直流(Vertiflow)机构：(底板机构的类型)；为模具提供冷却，且具有打开及关闭夹持冷却风的能力，同时具有通过真空(如果使用)的能力；根据需要升高或降低底板
刮水器(Wiper)机构：夹持90°推杆且将固定板移动到前/长输送机
取出机构：将取出臂从模具底板移动到固定板
玻璃容器
通过本文提供的揭示制作的玻璃容器在2019年2月7日提交的美国临时专利申请62/802,381以及2019年3月29日提交的美国临时申请62/825,976中有所描述，它们的内容特此通过参考纳入其全部。玻璃容器可由玻璃(例如，任意非结晶、无定形固体)、任意玻璃状材料(例如，瓷器、热塑性塑料)、聚合物玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或其组合组成。用于构建容器基座的适合玻璃的示例包含但不限于琥珀色玻璃、绿色玻璃、蛋白石玻璃、透明玻璃、回收玻璃、燧石玻璃、钢化玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、或其他玻璃。玻璃可以是有色的、有图案的、有纹理的、透明的及/或不透明的。
例如，儿童安全玻璃容器基座具有封闭底端、开口顶端及定义腔的侧面。在玻璃容器基座的某些侧面上是盖接合机构。盖接合机构是由斜坡件及脊组成。盖接合组件是一种保持特征，其提供儿童安全性，从而使容器盖与容器基座卡扣或锁定到位。
由于柱塞、模具或组合的形状及尺寸，玻璃容器的侧面略微凸出(例如，弯曲)但形成实质上正方形。各侧面之间的边是弯曲的，但也可以相互成直角(90°)。
所制造的玻璃容器基座也具有围绕容器基座的整个圆周的转移颈部。转移颈部允许机械装置在玻璃制造期间移动容器基座。
玻璃容器具有通常单一结构且具有位于支撑件或足部上的颈部。盖接合组件定位于容器基座的侧面及颈部上。
通过本文所述的方法及组件制造的玻璃容器还具有带有凹陷部分的封闭底端。凹陷部分的尺寸及配置被设计成承接容器盖的顶端以允许容器彼此堆栈。
所生产的玻璃容器具有的储存容积约1毫升(ml)至约2000毫升、约2毫升至约1000毫升、约3毫升至约500毫升、约4毫升至约100毫升、约5毫升至约50毫升，或约5毫升至约10毫升。在一些态样中，容器的容积为约1毫升、2毫升、3毫升、4毫升、5毫升、6毫升、7毫升、8毫升、9毫升、10毫升、11毫升、12毫升、13毫升、14毫升、15毫升、16毫升、17毫升、18毫升、19毫升、20毫升、25毫升、30毫升、40毫升、50毫升、60毫升、70毫升、80毫升、90毫升、100毫升、150毫升、200毫升、250毫升、300毫升、350毫升、400毫升、450毫升、500毫升、600毫升、700毫升、750毫升、1000毫升、1250毫升、1500毫升或2000毫升。在一些态样中，制造的容器的储存容积小于1毫升或大于2000毫升。在一些态样中，容器的容积为约5打兰(dram)、10打兰、15打兰、20打兰、25打兰、30打兰、40打兰、45打兰、50打兰、60打兰、70打兰、80打兰、90打兰、100打兰、110打兰、120打兰、125打兰、130打兰、135打兰、140打兰或145打兰。在其他态样中，容器的容积小于15打兰或大于145打兰。
所制造的儿童安全玻璃容器是可堆栈的。即，一个玻璃容器可以堆栈在另一个具有容器盖的玻璃容器的顶部上。一个容器的容器盖的升高部分经配置成位于容器基座的凹陷部分的内部。儿童安全玻璃容器具有允许自行堆栈的配置。
容器的儿童安全特征涉及玻璃容器与容器盖的接合。一个或多个盖接合机构是容器基座的部分。盖接合机构是由一对斜坡件及脊组成。斜坡件从盖的开口端处或附近延伸到容器基座的转移颈部或足部/支撑部分或附近。脊是在两个斜坡件之间。除了提供与容器基座的紧密配合之外，斜坡件及脊还提供容器盖的引导及对齐。盖接合机构防止容器盖容易地从容器基座上取下或不正确地移除。一般来说，盖接合机构是位于容器基座的两相对侧上。然而，可以设想盖接合机构的其他配置，例如容器基座上的1、3或4个机构。
容器盖经配置成与容器基座相关联。容器基座形成用于容纳材料的外壳，且容器盖包围基座的开口顶端。
本申请提供一种制造儿童安全玻璃容器的方法。该方法包含在由至少一个毛坯模具定义的模具腔内将柱塞从缩回位置移动到伸出位置，其中，所述移动将柱塞引入模具腔中的预定量的熔融玻璃料块中；从模具腔中的预定量的料块形成型坯；将柱塞从伸出位置缩回到缩回位置；以及通过型坯的颈部施加压缩气体以将型坯膨胀成实质上正方形的玻璃容器形状；以及将实质上正方形的玻璃容器与一个或多个毛坯模具分离。
本文中所引用的所有专利、已公开的申请及参考文献的教导整体通过参考纳入本申请。
尽管本发明已通过参照其示例实施例来特别显示并说明，但本领域的技术人员将理解，可在其中作形式及细节上的各种变更，而不背离所附权利要求所包括的本发明的范围。
Claims (20)
1.一种用于形成玻璃容器的组件，包括：
毛坯模具，包括在上端处的开口用于承接熔融玻璃的料块及在下端处的开口用于承接颈环，其中，该毛坯模具定义毛坯模具腔；
柱塞，邻近该毛坯模具的该下端，且可在该毛坯模具的缩回位置与该模具腔的伸出位置之间移动；以及
吹气模具，定义吹气模具腔且经配置成承接型坯；
其中，该毛坯模具腔、该柱塞、该吹气模具腔或其组合的剖面形状为实质上正方形。
2.如权利要求1所述的组件，其中，该毛坯模具、该柱塞、该吹气模具或其组合经配置成制作实质上正方形容器。
3.如权利要求2所述的组件，其中，该实质上正方形容器具有圆角。
4.如权利要求3所述的组件，其中，该颈环在剖面形状上为实质上正方形且经配置成制作实质上正方形容器颈部。
5.如权利要求4所述的组件，其中，该颈环经配置成在该容器的该颈部上制作保持特征。
6.如权利要求5所述的组件，其中，该保持特征是儿童安全特征。
7.如权利要求6所述的组件，其中，在该容器的第一侧及该容器的第二侧上制作该儿童安全特征。
8.如权利要求6所述的组件，其中，该组件经配置成形成具有1毫升至2000毫升的储存容积的玻璃容器。
9.如权利要求8所述的组件，其中，该储存容积为4毫升至100毫升。
10.如权利要求1所述的组件，其中，该组件是单切机的部分。
11.一种制造玻璃容器的方法，包括：
将玻璃的预定量的料块引入由毛坯模具定义的毛坯模具腔；
在该毛坯模具腔内将实质上正方形的柱塞从缩回位置移动到伸出位置；
通过该柱塞从该模具腔中该预定量的料块形成型坯；
将该柱塞从该毛坯模具腔缩回至该缩回位置；
将该型坯从该毛坯模具移动至吹气模具；
通过该型坯的颈部施加压缩气体以将该型坯膨胀成由吹气模具定义的实质上正方形玻璃容器形状；以及
将该实质上正方形玻璃容器与该吹气模具分开。
12.如权利要求11所述的方法，其中，该玻璃容器包含位于该玻璃容器的该颈部上的保持特征。
13.如权利要求12所述的方法，其中，该保持特征是儿童安全特征。
14.如权利要求13所述的方法，其中，该儿童安全特征是位于该玻璃容器的该颈部的一侧或多侧上。
15.如权利要求14所述的方法，其中，该儿童安全特征是位于该玻璃容器的该颈部的相对侧上。
16.如权利要求11所述的方法，其中，该玻璃容器是以每分钟约五十(50)个到约九百(900)个容器的速度制造。
17.如权利要求16所述的方法，其中，该玻璃容器是以每分钟约一百(100)个到约五百(500)个容器的速度制造。
18.一种制造玻璃容器的方法，包括：
将玻璃的预定量的料块引入由模具定义的毛坯模具腔；
通过颈环且在该毛坯模具腔内将柱塞从缩回位置移动到伸出位置；
形成由该颈环及模具定义的实质上正方形玻璃容器形状；以及
将具有实质上正方形颈部的该实质上正方形玻璃容器与该颈环及模具分开。
19.如权利要求18所述的方法，其中，该颈环在该实质上正方形玻璃容器的该颈部上形成一个或多个保持特征。
20.如权利要求19所述的方法，其中，该一个或多个保持特征的每一个包括儿童安全特征。
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