CN1450951A - 改进的容器以及用于形成该容器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种管状分配容器，具有其台肩与管状体连接的头部。该头部和台肩可以是薄的，因为它们设有多根从颈部向台肩的下端延伸并且强化所述头部的肋条。提供一种具有上述肋条的用于管状分配容器的头部。用于形成头部的设备，它具有其中形成有轴向凹槽的阳或阴模具以形成在头部的内侧或外侧表面上的肋条。形成头部的方法，它涉及使可模制材料沿着凹槽流动以在高温高压下用足够的可模制材料形成头部台肩的下端，从而形成台肩与管状体的良好粘接。

Description

改进的容器以及用于形成该容器的方法和设备
技术领域
本发明涉及容器例如可收缩分配容器例如用于包装食物、牙粉、化妆品、工业、家用以及其它制品的管子。更具体地说，本发明涉及改进的容器，例如可收缩分配容器，该容器具有塑料上部例如头部，该头部具有减薄的部分。在改进的容器中，上部例如头部的台肩对于工艺而言具有足够的刚度以抵抗变形并且牢牢地粘接在容器的主体上。
背景技术
一直在努力降低制造容器的成本。已经在努力减少制造这些容器所使用的材料量。对于在与主体部分相连的基本上刚性的上部中具有孔的分配容器，例如在其台肩与可挤压或可收缩主体相连的基本上刚性的头部中具有孔的可收缩分配容器，一直在努力减小上部或头部的厚度。但是，这些努力只得到有限的成功。当上部例如与主体的上端部分连接的头部的台肩部分的厚度已经减小时，在台肩和主体之间的连接处的粘接已经缺乏足够的强度以保持连接的整体性和密封性。一个问题在于，在台肩减薄的情况下，已经没有有效的方法来在足够高的温度下在与主体壁的上部的连接区域处为台肩提供足够的塑料材料以获得有效的连接和密封。例如，在从头部孔边缘或穿过头部孔边缘到台肩的下部而注射头部的注射模制工艺中，减薄的塑料材料的温度随着它穿过模腔向塑料温度不足以与主体壁形成令人满意的粘接的台肩区域行进而下降。虽然注入口可以朝向台肩以缩短行程并且实现粘接，但是这就更难以在不使台肩连接处溢料(flashing)的情况下回填头部。
理想的是提供低成本尤其是可收缩类型的容器，它采用了更少的材料来生产并且具有足够的强度和完整性。还理想的是，提供用于形成这些容器的改进方法和设备。
本发明的一个目的在于提供改进的上述类型的低成本容器以及用于形成它们的方法和设备，它们克服了上述问题中的一个或多个和/或满足上述要求的一个或多个。
发明概述
本发明涉及一种模制分配管的方法，该分配管具有与管状体连接的薄头部，该方法包括：
模制由一种材料制成的头部，该材料可以在高温下在具有呈头部形式的模腔的模具组件中进行模制，该模腔由用来形成头部外表面的阴模具以及用来形成头部内表面的阳模具部件形成，从而所述头部将具有内表面、外表面、一个具有上端的颈部以及一个具有用于与管状体的上端连接的下端的台肩；
在阳模部件的外表面中形成多个细长凹槽，这些凹槽从形成颈部的模具部件部分沿轴向延伸到形成台肩下端的模具部件部分，这些凹槽提供了通道，用于使处于熔融状态的可模制材料从颈部流到台肩的下端，在模具中提供具有上端的管状体，从而该上端在轴向上与形成台肩的阴模部件对准；
将处于高温下的可模制材料提供进用来形成头部的模腔中；
在高温高压下使可模制材料沿着凹槽流到台肩的下端周围，向模腔的下端提供足够的高温高压可模制材料以使管状体的上端与台肩的下端相连；并且
利用穿过凹槽的所述可模制材料来将管状体的上端连接在台肩上以形成分配管，从而头部的内表面具有形成于凹槽中的多个细长肋条，所述肋条使头部的台肩具有刚度并且使得该台肩由更少的可模制材料形成并且更薄，并且在台肩和管状体之间的粘接比没有所述凹槽和所述肋条的情况更牢固。优选的是，这些凹槽在轴向上从形成头部上端的模具部件上端延伸到台肩下端。
本发明还涉及用于模制由可模制材料制成的头部的设备，所述头部适用于连接在管状体上以形成分配管，该设备包括：
具有呈头部形式的模腔的模具组件，该模具组件包括用于形成头部外表面的阴模具以及具有用于形成头部内表面的外表面的阳模具，从而该头部将具有内表面、外表面、一个带有上端的颈部以及一个具有用来与管状体的上端连接的下端部分的台肩，所述阳模具的外表面在其中具有多条细长的凹槽，并且这些凹槽从形成颈部的阳模具部分沿轴向延伸到形成台肩下端的阳模具部分上，这些凹槽提供了通道，用于使可模制材料能够从形成颈部的阳模具部分流到形成台肩下端的阳模具部分。
本发明还涉及一种适用于与管状体的上端连接以形成分配管的模制头部，它包括：
具有上端的颈部；以及
台肩，该台肩具有适用于与管状体的上端连接的下端部分，颈部和台肩具有带有多根相隔开的肋条的内表面，这些肋条与头部成一整体并且从颈部(优选从其上端)延伸到台肩的下端，用来强化头部。
所述台肩可以具有位于间隔开的肋条之间的腹板部分，并且这些腹板部分的厚度大约为0.018英寸至0.029英寸，更优选的是大约为0.023英寸至0.024英寸，并且最优选的是大约为0.020英寸至0.024英寸。台肩优选具有外表面，并且所述肋条具有内表面，而且所述肋条从所述外表面到所述内表面的厚度大约为0.040英寸，优选大约为0.035英寸。
本发明还涉及一种管状分配容器，该容器包括：
由具有上端的颈部构成的模制头部；以及
台肩，该台肩具有适用于与管状体的上端连接的下端部分，颈部和台肩具有带有多根相隔开的肋条的内表面，这些肋条与头部成一整体并且从颈部延伸到台肩的下端，用来强化头部；以及
管状体，它具有与所述台肩的下端连接的上端。在优选的管状分配容器中，管状体的直径为大约0.5英寸至2英寸。
附图的简要说明
这些附图和说明披露了本发明的优选实施方案。这些图中A显示出用于直径大约为1英寸的管子的本发明的优选头部的优选尺寸。A-1显示出在A上所示的头部的参考标号。A-2显示出本发明头部的较不优选的尺寸。B-1至B-3显示出在A和A-1上所示的头部的放大视图。
图1为管状容器的头部10的侧视图。该头部具有一个带有边缘14的颈部12、孔16、喉部17以及带有下部20的台肩18。该边缘是颈部的上部，该部分限定了颈部的孔。
图2为图1的头部的底视图。该头部具有多根设置在其周围的在圆周上间隔开的肋条22。这些肋条优选位于头部的内表面上，但是它们可以位于头部的外面或这两者组合。这些肋条优选连续延伸进颈部12直到其边缘14。头部在没有这些肋条的情况下具有足够的刚度，从而能自由站立即自支撑。因此，位于这些肋条之间的台肩的部分24的厚度足以支撑头部。台肩内表面的周边可以具有圆周肋条23，该肋条优选是连续的并且优选与轴向延伸的肋条22连接。
图3为贯穿颈部12上的螺纹30的垂直断面。
图4为沿着贯穿在图2中所示的头部10的相对肋条22的直线A-A剖开的垂直断面。图2显示出在轴向上沿着头部的内表面从边缘14向台肩18的下端或部分20延伸的肋条22。在该台肩的这个实施方案中，它具有较短的在轴向上下垂的裙部或下边缘32。图4显示出台肩的优选厚度(0.040英寸)，这是从其外表面到下面肋条22的内表面测量出的。
图5为沿着贯穿位于肋条22之间的台肩部分的图2的直线B-B剖开的垂直断面。图2显示出位于肋条22之间的台肩部分18的厚度。有时被称为24的位于肋条22之间的台肩部分有时应该称为腹板或间隙部分。肋条22优选是整体的，即与台肩18的剩余部分成为一个整体件。
图6为图1的头部的上透视图，显示出在头部10的颈部12中的肋条22。
图7为图1的头部的下透视图，显示出在轴向上从边缘14(未示出)延伸到其下边缘32的在圆周上间隔开的肋条。
图8为容器40的侧视图。更具体地说，图8显示出一种管状可收缩分配容器40，它包括管状体42以及头部10(其上螺纹固定着盖子44)。用于本发明的容器包括如所示一样的端部开口的容器40或者在其底端(未示出)处密封的容器40以及安装、连接、粘接或固定在主体上并且在一个或两个端部处开口的头部。
图9为图8的容器的顶视图。
图10为图8的容器的底视图，显示出从台肩18的下部沿轴向一直延伸进颈部12的肋条22。
图11为沿着贯穿图9的颈部和盖子的直线A-A剖开的垂直断面。
图12为图8的容器40的透视图。
图8和12显示出头部10的台肩固定连接在主体44上，并且盖子44可以螺纹固定在头部10的颈部12上。
图13-15显示出一套优选的传统Tuboplast工艺的注射模制模具，其已经被改进而用于形成本发明的头部和容器。
本发明的头部所用的材料比不用本发明制作相同尺寸的头部时所用的材料更少。从而提供了一种改进的低成本的头部。采用了该头部的容器是低成本的容器。具有减薄的头部或与容器的主体壁连接的头部台肩的低成本容器在头部的颈部和台肩中具有所要求的刚度，并且它们在台肩和主体之间的连接处具有足够强的粘接。在该连接处的粘接提供了用于商业用途的真空密封。
本发明的头部和可收缩的分配容器可以通过稍微改进并使用任意合适的方法和设备来制成。参照图13-15，一种优选的方法是将用来形成头部的塑料材料注入以头部形式成形的模腔50中。然后从上方将熔融的塑料材料注入用于形成头部的颈部边缘的空腔部分中。根据本发明，在这里所示的例如作为用于形成头部内表面的阳模具部件52的阳模具在其中具有轴向凹槽54，这些凹槽用来在模制头部时形成在头部的内表面上的肋条。在优选的工艺中，通常被称为套筒(未示出)的管状体设置在阳芯棒56上，该芯棒在轴向上与形成头部的阴模具部件对准。在没有进行本发明的改进的情况下，该方法和设备在本领域是公知的。当形成头部时，熔融塑料材料流进凹槽中并且沿着凹槽流到头部台肩的下端部分或边缘。这些凹槽提供了流道，用于使熔融材料流向头部台肩的下部。足够量的熔融材料在高得足以与管状体上端部分或边缘形成良好粘接的温度和压力下到达台肩的下部。该头部和主体留在模具中足够长的时间，从而将它们粘接在一起并且充分地冷却，从而它们牢牢地粘接或连接在一起。可以采用常规的模制温度和材料。可以采用根据本发明改进的传统头部成形方法和设备。这包括预模制头部并且在第二次操作中将它装配在管状体上。这些预模制件可以通过注射、挤压和热成形而形成。可以通过感应焊接、旋转焊接以及采用热和压力的各种已知工艺来进行装配。本发明的管状容器可以通过挤压模制或热成形头部来形成，在每种情况中还同时粘接在管状体或套筒上。这些头部还可以通过注射吹塑和预制件吹塑而形成。根据本发明改进的优选工艺和设备对于本领域普通技术人员而言被称为Tuboplast工艺和设备。这涉及注射头部并且同时将该头部粘接在管状体或套筒上。在一个或多个过期的美国专利中披露了该工艺，并且，在这里将进行更全面地说明。因此，除了主要在阳模具或阳模具部件中形成和利用凹槽或者当然在阴模具中在头部的外表面上形成肋条以外，该模具和工艺可以是常规的。
如上所述，本发明的头部和本发明的容器主体可以通过传统的挤压模制工艺和设备来形成。在挤压模制中，打开模腔并且将被加热的定量塑料材料沉积在打开的模具中。在压力下关闭该模具。这使塑料在空腔周围移动以形成头部，并且同时将它连接在芯棒上的套筒上。在该工艺中的阳模具部件根据本发明适于具有凹槽，以使材料流到连接区域中并且形成强化的肋条。
流经凹槽的塑料材料优选离开凹槽的端部，并且围绕着芯棒沿周向流动而形成台肩的下端，而且在头部(通常为台肩下端)和管状体之间连接的整个周边附近形成良好的粘接。
在头部中使用更少量的塑料材料，这减小了在生产这些头部时的循环时间。用于肋条的这些凹槽以及流经这些凹槽的熔融材料流确保了有足够的塑料材料来形成良好的粘接，并且该塑料热得足以流到连接区域，并且在它到达该区域时足够热并且具有足够的压力，并且例如与主体壁的上部形成良好的粘接。本发明不被用来描述在台肩和头部之间的连接处的粘接所用的词语所限制。可以采用任意合适的连接、材料的熔接或连接。不必粘接但可以有粘合剂。
用于直径为1英寸的管(穿过普通头部的台肩的截头圆锥形部分腹板所测量出的)的传统注射和压力模制管头部具有通常为1mm/0.040英寸厚的横断面。对于这种尺寸的管子，根据本发明的优选横断面(穿过肋条之间的台肩的腹板部分所测量出的)大约为0.51mm/0.024英寸厚。穿过台肩和下面的肋条的横断面的厚度与厚度为0.040英寸的传统台肩相同或大致相同。肋条之间的腹板区域的优选厚度大约为0.023英寸至0.024英寸±0.005英寸。间隙腹板厚度足够使该头部能够自支撑或自由站立。如果大于0.030英寸，则更不需要肋条。如果管的台肩厚度小于0.015英寸，则出现粘接不充分的机会增加。本发明对于其直径为大约0.75英寸至大约1.5或2英寸的管子尤其有利。
本发明的容器主体可以由其它注射模制工艺和设备制成。一种这样的方法使得本发明的头部和台肩能够根据本发明而被模制成与主体或套筒分离的单个实体。然后，在传统的辅助装配工艺中采用适当的材料、温度和压力将头部连接在主体或套筒上。可以将该头部装到芯棒上并且进行充分地加热以与主体或套筒形成令人满意的粘接。可以采用几种这些工艺例如感应焊接、旋转焊接等中的任意一种。
本发明的头部和主体可以由任意合适的材料形成。优选的是，该头部由聚乙烯(优选为高密度或低密度聚乙烯)构成。用于头部的优选材料的熔融指数大约为1至2，但是不应该把这个范围认为是一种限制。例如，用于注射预制件头部的熔融指数可以高达12或更大。
这些附图显示出所述管子的优选肋条尺寸。本领域普通技术人员将知道怎样调节肋条的宽度等以适应该用途。如果流动通道太薄，则塑料难以在台肩处具有足够的热量以形成良好的粘接。
这些肋条可以是任意合适的设计或结构。例如，它们可以分叉以围绕这管子的圆周而将材料分布在更多的位置或区域处。这些肋条可以以任意合适的图案形成。
本发明的头部对于在附图的A上所示的管子而言材料减少了大约25％。随着管子尺寸增加，则节省更多。本发明的肋条可以为任意合适的厚度、数目和布置，只要形成它们的这些凹槽使得足够量的所采用的具体的可模制材料能够在所要求的温度下流到所要求的位置上，并且优选具有足够的刚度以强化头部，如所采用的工艺以及所打算的加工和使用所要求的一样。

Claims (12)

1.一种模制分配管的方法，该分配管具有与管状体连接的薄头部，该方法包括以下步骤：
模制由一种材料制成的头部，该材料可以在高温下在具有呈头部形式的模腔的模具组件中进行模制，该模腔由用来形成头部外表面的阴模具以及用来形成头部内表面的阳模具部件形成，从而所述头部将具有内表面、外表面、一个具有上端的颈部以及一个具有用于与管状体上端连接的下端的台肩；
在阳模部件的外表面中形成多个细长凹槽，这些凹槽从形成颈部的模具部件部分沿轴向延伸到形成台肩下端的模具部件部分，这些凹槽提供了通道，用于使处于熔融状态的可模制材料从颈部流到台肩的下端，
在模具中提供具有上端的管状体，从而该上端在轴向上与形成台肩的阴模部件对准；
将处于高温下的可模制材料提供进用来形成头部的模腔部分中；
在高温高压下使可模制材料沿着凹槽流到台肩的下端周围，向模腔的下端提供足够的高温高压可模制材料以使管状体的上端与台肩的下端相连；并且
利用穿过凹槽的所述可模制材料来将管状体的上端连接在台肩上以形成分配管，从而头部的内表面具有形成于凹槽中的多个细长肋条，所述肋条使头部的台肩具有刚度并且使得该台肩由更少的可模制材料形成并且更薄，并且在台肩和管状体之间的粘接比没有所述凹槽和所述肋条的情况更牢固。
2.如权利要求1所述的方法，其中这些凹槽在轴向上从形成头部上端的模具部件上端延伸。
3.用于模制一种由可模制材料制成的头部的设备，所述头部适用于连接在管状体上以形成分配管，该设备包括：
具有呈头部形式的模腔的模具组件，该模具组件包括用于形成头部外表面的阴模具以及具有用于形成头部内表面的外表面的阳模具，从而该头部将具有内表面、外表面、带有上端的颈部以及一个具有用来与管状体上端连接的下端部分的台肩，所述阳模具的外表面在其中具有多条细长的凹槽，并且这些凹槽从形成颈部的阳模具部分沿轴向延伸到形成台肩下端的阳模具部分，这些凹槽提供了通道，用于使可模制材料能够从形成颈部的阳模具部分流到形成台肩下端的阳模具部分。
4.一种模制头部，其适用于与管状体的上端连接以形成分配管，它包括：
具有上端的颈部；以及
台肩，该台肩具有适用于与管状体的上端连接的下端部分，颈部和台肩具有带有多根相隔开的肋条的内表面，这些肋条与头部成一整体并且从颈部延伸到台肩的下端，用来强化头部。
5.如权利要求4所述的模制头部，其中所述肋条从颈部的上端沿轴向延伸到所述台肩的下端。
6.如权利要求4所述的头部，其中所述台肩具有位于所述间隔开的肋条之间的腹板部分，并且这些腹板部分的厚度大约为0.018英寸至0.029英寸。
7.如权利要求5所述的头部，其中所述腹板部分的厚度大约为0.023英寸至0.024英寸。
8.如权利要求5所述的头部，其中所述腹板部分的厚度大约为0.020英寸至0.024英寸。
9.如权利要求4所述的头部，其中所述台肩具有外表面，并且所述肋条具有内表面，而且所述肋条从所述外表面到所述内表面的厚度大约为0.040英寸。
10.如权利要求4所述的头部，其中所述肋条从所述外表面到所述内表面的厚度大约为0.035英寸。
11.一种管状分配容器，该容器包括：
由具有上端的颈部构成的模制头部；以及
台肩，该台肩具有适用于与管状体的上端连接的下端部分，颈部和台肩具有带有多根相隔开的肋条的内表面，这些肋条与头部成一整体并且从颈部延伸到台肩的下端，用来强化头部；以及
管状体，它具有与所述台肩的下端连接的上端。
12.如权利要求10所述的管状分配容器，其中所述管状体的直径大约为0.5英寸至大约2英寸。
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