專利名稱：由兩種或多種材料制成的預(yù)成型件及其獲得方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注坯吹塑領(lǐng)域中的一個改進(jìn)。具體地講，本發(fā)明涉及適于通過吹模法制成瓶子(和一般任何中空制品)的新預(yù)成型件、制作這些預(yù)成型件的方法和通過吹模這些預(yù)成型件而獲得的制品。本發(fā)明的方法采用兩種(或多種)材料來制造復(fù)合預(yù)成型件。在一個優(yōu)選實施方案中，所采用的兩種材料具有不同的顏色，因此所得瓶子表現(xiàn)出多色效果。
背景技術(shù)：
注坯吹塑及其變體的注射拉伸吹模法通常用于以工業(yè)規(guī)模制造高質(zhì)量的中空制品，例如瓶子。在該方法的第一步中，將熔化的塑料材料注入由內(nèi)芯棒和預(yù)成形模具形成的模具腔體中，形成“試管”狀的中間體，稱為“預(yù)成型件”。然后將預(yù)成形模具打開，隨后將形成的預(yù)成型件通過吹模法或拉伸吹模法成型。
在注坯吹塑法中，將支撐所形成預(yù)成型件的芯棒立即轉(zhuǎn)移到具有期望中空制品形狀的瓶子吹模中。通過芯棒中的氣閥的空氣將該熱的預(yù)成型件吹脹，使其膨脹而得到瓶子吹模的形狀。在所得到的瓶子已充分冷卻而可以觸摸后，將其從吹模上取下備用(典型地，可讓工件冷卻約24小時)。關(guān)于注坯吹塑法的更多資料可從通用教科書上獲得，例如“The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology”(尤其見87頁)，第二版(1997)，Wiley-Interscience Publication出版。
在注射“拉伸吹?！狈椒?有時稱為雙軸定向吹模法)中，將預(yù)成型件小心地調(diào)節(jié)到足夠熱的溫度，讓其膨脹以達(dá)到雙軸分子沿吹模法制成瓶子的側(cè)壁對齊。用較強(qiáng)的空氣壓力和通常一個拉伸芯棒將該預(yù)成型件沿軸(垂直)向拉伸。與常規(guī)注坯吹塑所得的瓶子不同，由拉伸吹模法所得的瓶子比預(yù)成型件顯著增長。供拉伸吹模法選擇的材料有PET、PP和PEN(聚乙烯萘酚樹脂)。注射拉伸吹模法有不同的方法，例如一步法、兩步法(也稱為“再加熱與吹制”)。關(guān)于注射拉伸吹模法的更多資料可從通用教科書上獲得，例如“The WileyEncyclopedia of Packaging Technology”(尤其見87至89頁)，第二版(1997)，Wiley-Interscience Publication出版社。
注坯吹塑典型用于制造具有嚴(yán)格頸部光潔度的較小成型制品，而且通常用于制造供化妝品或藥品業(yè)使用的較高價值瓶子。注射拉伸吹模法典型用于制造較大制品，例如供汽水業(yè)用的飲料容器，雖然并非總是如此。
除非另外明確說明，本文所用術(shù)語“注坯吹塑”既指注坯吹塑也指注射拉伸吹模法。
擠壓吹塑和注坯吹塑是不同的方法。在擠壓吹塑中，(典型連續(xù)地)擠壓熔化的塑料以形成端部開口的連續(xù)管。以規(guī)則的間距將擠壓的塑料切斷，并將切件直接用于吹模法以形成制品。在擠壓吹塑方法中，熔化的塑料材料并不圍繞型芯材料預(yù)成型而形成預(yù)成型件。擠壓吹塑所成制品的最終形狀的精確度和可控制性不及注坯吹塑所得的制品。關(guān)于擠壓吹塑進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可在一般的包裝教科書上獲得，例如“The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology”，參見上文，特別是83至86頁。擠壓吹塑可用于獲得具有多個層的疊層或共擠瓶，以實現(xiàn)美感或改進(jìn)的物理(阻隔)特性。
雖然常規(guī)注坯吹塑提供具有精確形狀的高質(zhì)量瓶子，但是這些瓶子通常由單層材料制成而且只有一種顏色(例如參見US4,988,477，它公開了一種制造均勻著色聚酯容器的方法，其中顆粒狀PET原料與染料組合物混合)。
對于具有復(fù)合形狀的瓶子，并非總是可通過貼標(biāo)簽、蝕刻或雕刻來進(jìn)一步對其進(jìn)行裝飾，而且可能成本高。在WO97/21539中已嘗試通過采用兩種不同顏色的材料來制造瓶子，以改進(jìn)注坯吹塑瓶子的外觀。在WO97/21539中公開了一種在注射模具中通過注模法成型多色預(yù)成型件的方法，其中不同顏色的材料通過進(jìn)料口順序注入常規(guī)注射模具的腔體中。根據(jù)WO97/21539，通過認(rèn)真控制例如注射材料量、它們的注射速率以及注射溫度等各種操作參數(shù)可實現(xiàn)材料的層狀分布。然而，控制這些參數(shù)是困難的，而且如WO97/21539中的圖8所示，層間邊界不精確，該方法不適于制造具有可再重復(fù)的裝飾性特征的預(yù)成型件。該系統(tǒng)也只能制造具有不同顏色材料水平疊置層的瓶子(以瓶子的軸線作為垂直軸線)。
美國專利申請US2002/0058114A1公開了一種獲得具有至少兩種顏色的著色預(yù)成型件的方法。在該方法中，首先通過從基底預(yù)成型件底部的注射點注射第一材料來形成具有圓柱形凹槽的基底預(yù)成型件。將基底預(yù)成型件轉(zhuǎn)移到第二模具中，并通過從還是在基底預(yù)成型件底部的注射點注射第二材料來填充凹槽。該方法可重復(fù)以獲得多色預(yù)成型件。通過該方法獲得的預(yù)成型件由薄片狀的層制成，它們會限制色差的總體效果，特別是當(dāng)采用透明或半透明的材料時。另外，當(dāng)以預(yù)成型件的中心軸線作為垂直軸線時，著色不同的材料以水平疊置的層分布。人們期望具有其中顏色分布不是簡單水平材料層的多色預(yù)成型件。
EP 1,180,424 A1公開了一種具有疊層可剝離內(nèi)層的瓶子制造方法，以用于如遞送毛發(fā)染料等特殊用途。
人們期望具有一種可以更多地控制預(yù)成型件中材料分布的系統(tǒng)。具體地講，人們期望獲得其中第一和第二材料的分布不分層的預(yù)成型件。人們也期望一種可以包括不是水平材料層的形狀的系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及適于通過吹模法制成瓶子(和一般任何中空制品)的新預(yù)成型件以及制造這些預(yù)成型件和通過吹模這些預(yù)成型件而獲得制品(例如瓶子)的方法，它們均在權(quán)利要求書中界定。
具體地講，優(yōu)選的制造方法包括以下連續(xù)步驟
i.通過注模法由第一材料在第一預(yù)成形腔體內(nèi)形成不完整的預(yù)成型件，所述第一預(yù)成形腔體由內(nèi)芯棒和第一預(yù)成形模具之間的空間形成，其中所述第一預(yù)成形腔體適于在第一材料已全部注入所述第一預(yù)成形腔體內(nèi)之后，留下至少一個不完整預(yù)成型件的空置體積，所述至少一個空置體積預(yù)定由第二材料來填充，ii.通過注模法由第二材料填充所述至少一個空置體積來使所述不完整的預(yù)成型件完整，其中空置體積在不完整預(yù)成型件中的位置設(shè)計成使得第一材料和第二材料不相互疊層。
與上述現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)成型件不同，第一和第二材料在本發(fā)明預(yù)成型件和瓶子中的分布不限于所述材料的水平疊置層。例如，第二材料可在由第一材料制成的連續(xù)基質(zhì)中形成至少一個包合物。
然后，預(yù)成型件可通過常規(guī)吹模法或拉伸吹模法技術(shù)進(jìn)行吹模加工。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過閱讀本說明書的公開內(nèi)容，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得顯而易見。
附圖概述雖然本說明書通過特別指出并清楚地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求作出結(jié)論，但據(jù)信由下列優(yōu)選實施方案的說明并對照附圖可更好地理解本發(fā)明，圖中的相同參考數(shù)字代表相同的元件，其中

圖1為圖示說明本發(fā)明一個示例性兩注射步驟方法的示意圖。
圖2為圖示說明通過吹模法(例如拉伸吹模法)加工可由圖1所示方法獲得的預(yù)成型件以制造瓶子的示意圖。
圖3為本發(fā)明一個示例性四階段注射吹模法的示意圖，其中注射和吹模階段在同一機(jī)器上進(jìn)行。
圖4為一個可供選擇的四階段注射吹模法的示意圖，該方法還包括一個調(diào)節(jié)工位和一個緊隨其后的拉伸吹模工位。
圖5至13每個都顯示有兩個圖形右手邊的圖形是由兩種材料制成并可由本發(fā)明方法獲得的預(yù)成型件的一個實例；左手邊對應(yīng)的圖形是通過在適合的模具中吹模右手邊的預(yù)成型件而獲得瓶子的一個實例。
圖14為一個可用于制造圖10所示預(yù)成型件的兩次噴射注射方法示意圖。
圖15為圖14所示第一預(yù)成形模具在第一材料(4)被完全注入第一模具腔體中時的橫截面。
圖16為圖14所示第二預(yù)成形模具在第二材料被完全注入第二模具腔體中時的橫截面。
圖17表示在如圖14所示第一注射步驟之后得到的不完整預(yù)成型件。空置體積明顯可見。
圖18表示在如圖14所示第二注射步驟之后得到的完整預(yù)成型件。
發(fā)明詳述雖然本說明書以特別指出和清楚地限定本發(fā)明保護(hù)范圍的權(quán)利要求書作為結(jié)尾，但據(jù)信通過下列進(jìn)一步說明和展示本發(fā)明范圍內(nèi)優(yōu)選實施方案的描述和實施例可更好地理解本發(fā)明。給出的這些實施例僅僅是為了舉例說明的目的，并非解釋為對本發(fā)明的限制，因此在不背離本發(fā)明精神和范圍的條件下可以對其進(jìn)行許多改變。
所有引用的參考文獻(xiàn)均全文引入本文以供參考。任何文獻(xiàn)的引用并不是對其作為要求保護(hù)的本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的可獲得性的認(rèn)可。
除非另外明確說明，否則所有百分比都是按組合物的總重量計。除非另外特別說明，所有比率都是重量比率。
本文所用“包括”是指可以加入其它步驟和其它成分。該術(shù)語包括術(shù)語“由...組成”和“基本上由...組成”。
本文所用術(shù)語“瓶子”是指可通過吹模法獲得的任何中空制品。本發(fā)明中的瓶子優(yōu)選適于用作任何種類物質(zhì)的容器，例如液體、固體或半固體。術(shù)語瓶子并不意味著制品的特殊目的用途。例如，本文所用術(shù)語“瓶子”包括預(yù)定用于容納化妝品(例如洗發(fā)劑、面霜等)、可食用產(chǎn)品(例如牛奶、軟飲料、調(diào)味品等)以及化學(xué)用品的制品。
本文所用術(shù)語“預(yù)成型件”是指在芯棒和預(yù)成型件(模具腔體)之間通過注模法加工塑料材料而得到并預(yù)定用于(拉伸)吹模法制成瓶子的“試管”狀中間體。在吹模工藝期間，預(yù)成型件的頸部通?；颈３植蛔儯A(yù)成型件的主體將極大地膨脹。預(yù)成型件有時不恰當(dāng)?shù)胤Q為“型坯”，雖然該術(shù)語應(yīng)保留給在擠壓工藝期間形成的擠壓條狀中間體。根據(jù)期望的最終瓶子形狀，預(yù)成型件的橫截面可為圓柱形或非圓柱形，例如橢圓形、圓角方形/矩形、三角形和非對稱形等。
本文所用術(shù)語“不完整預(yù)成型件”是指僅部分成型并包括隨后在將預(yù)成型件吹成瓶子之前可由至少一種其它材料來填充的空置體積(例如孔或缺少的部分)的預(yù)成型件。在不完整預(yù)成型件中的空置體積至少在一些地方延伸穿過預(yù)成型件的壁，即從不完整預(yù)成型件的外表面至內(nèi)表面。并不要求所有空置體積延伸穿過預(yù)成型件的整個厚度，盡管這樣是優(yōu)選的。
術(shù)語表達(dá)“第一材料與第二材料不相互疊層”包括其中第一材料不完全疊層到第二材料上以及反過來其中第二材料不完全疊層到第一材料上的情況。因此，與在US2002/0058114A1和EP1,180,424A1中所公開的情況相反，第二材料不在第一材料上形成壓層。當(dāng)然，第一和第二材料可在預(yù)成型件的一些地方表現(xiàn)出一些部分重疊(例如，如果兩種材料都在近似同一注入點注射，那么會有一個小的整體，而且在兩種材料之間的邊界上也會有一些重疊)。優(yōu)選地，第二材料表面的50％以上不疊層到第一材料上，而且更優(yōu)選地第二材料表面的90％以上不疊層到第一材料上。使材料不互相疊層對末端產(chǎn)品具有比材料被疊層的現(xiàn)有技術(shù)預(yù)成型件更顯著的視覺效果，特別是當(dāng)材料之一為透明或半透明時。
現(xiàn)在將參照圖1討論本發(fā)明方法的一個實施方案。在該實施方案中，注射熔化的塑料材料以形成預(yù)成型件和通過(拉伸)吹模該預(yù)成型件在分開的機(jī)器上進(jìn)行。
在第一注射工位(2)，將第一熔化塑料材料(4)通過注射噴嘴(6)注入第一模具腔體(8)內(nèi)。該模具腔體(8)外側(cè)被第一預(yù)成形模具(10)限制，而內(nèi)側(cè)被置于預(yù)成形模具內(nèi)部中心的內(nèi)部圓柱形芯棒(12)限制。該第一模具腔體適于在第一材料已完全注入后在所得預(yù)成型件(15)內(nèi)留下至少一個空置體積(14)。在本文中將該包括至少一個空置體積的預(yù)成型件稱為“不完整”預(yù)成型件(15)。
適于在第一材料已完全注入后在所得預(yù)成型件內(nèi)留下至少一個空置體積(14)的第一模具腔體可用不同的方法獲得。例如，如圖1所示，第一預(yù)成形模具的內(nèi)側(cè)可包括一個(或多個)模具材料(可為不銹鋼)的突起體積，該突起體積通過壓印將在所得不完整預(yù)成型件(15)內(nèi)留下一個(或多個)對應(yīng)的空置體積。一旦第一塑料材料已充分冷卻并固化，那么可將第一預(yù)成形模具打開?？蓪⑿景艉臀挥谄渖系牟煌暾A(yù)成型件(15)旋轉(zhuǎn)到第二注射工位(16)。
第二注射工位(16)可包括由內(nèi)部芯棒(12)和第二預(yù)成形模具(20)之間的空間形成的第二預(yù)成形腔體(18)，所述第二預(yù)成形腔體適于進(jìn)行第二融化材料的注模法加工，以填充所述至少一個空置體積(14)。在第二預(yù)成形模具(20)閉合后，可將第二材料(22)在融化狀態(tài)通過不同的噴嘴(24)注入空置體積(14)，用第二材料將其填充以(至少部分地)使不完整的預(yù)成型件(15)完整。優(yōu)選地，在注射第二材料時第一和第二材料各自的溫度有利于材料的有效粘結(jié)。這可通過簡單的重復(fù)試驗輕易地確定。
第一材料和第二材料的注射點可相同也可不同。如果兩種材料都大致在同一點注入(例如預(yù)成型件的底部)，那么在兩種材料注入點附近的兩種材料之間自然會有一些重疊。第二材料的注入點(或多個注入點，如果在多個位置注入第二材料)也可與第一材料的注入點不同。具有不同的注入點可對預(yù)成形材料進(jìn)行更復(fù)雜的再分配，例如可使第二材料包含在預(yù)成型件的側(cè)壁內(nèi)，如圖1所示。
在另一個實施方案(未示出)中，第一和第二注射步驟可在相同的預(yù)成形模具中進(jìn)行，所述預(yù)成形模具包括在注射第一融化材料期間關(guān)閉將被第二材料占據(jù)的一個或多個空置體積的活動構(gòu)件，然后在步驟ii)之前將所述活動構(gòu)件移除，使得所述第二融化材料可注入至少一個前面被活動構(gòu)件占據(jù)的空置體積中。然后可通過相同或不同的噴嘴注入第一和第二材料。通常將采用不同的注射噴嘴，以讓預(yù)成形模具的設(shè)計具有更大的靈活性。也設(shè)想活動構(gòu)件為可更換的，這樣可讓相同的注射機(jī)器獲得各種結(jié)構(gòu)和形狀。也設(shè)想可將不活動但可更換的插件用于機(jī)器的模具腔體中，這樣也增加注射機(jī)器的通用性。在圖1所示的示意圖中，只表示出一個空置體積(14)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員都清楚，采用帶有多個頭部的注射噴嘴可將第二材料同時填充到不完整預(yù)成型件的幾個空置體積中。可選擇配有多頭注射噴嘴的注射工位通常用于注模行業(yè)，以形成由不同塑料材料制成的復(fù)合體，例如牙刷柄部或移動電話的主體。可使這些工位輕易地適用于本發(fā)明，以用作如上所述的第一和/或第二注射工位。
第二材料(22)和第一材料(4)不同。所謂不同意思是第一材料的成分與第二材料的成分不完全相同。具體地講，第一和第二材料優(yōu)選具有不同的視覺外觀。例如，第一和第二材料可含有不同的顏料，或者一種材料可不具有色彩，而另一種材料包含顏料。然而，第一和第二材料也優(yōu)選具有類似的物理屬性，使得當(dāng)注射時第二材料完全“焊接”到第一材料中，而且當(dāng)隨后進(jìn)行吹制時預(yù)成型件不易裂開。這樣，第一和第二材料優(yōu)選為相同類型的塑料?？捎米鞯谝缓偷诙牧系某Ｓ脽崴苄运芰系姆窍拗菩詫嵤├秊榫蹖Ρ蕉姿嵋叶减?PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯萘酚樹脂(PEN)、聚乙烯對苯二甲基乙二醇酯(PETG)、聚乙烯(包括低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯)、乙烯丙烯、共聚物樹脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚物樹脂、其它聚烯烴樹脂、聚酰胺樹脂、離聚物樹脂、ABS樹脂、聚氯乙烯、其它合成樹脂以及它們的共聚物。優(yōu)選的材料是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯萘酚樹脂(PEN)、聚乙烯對苯二甲基乙二醇酯(PETG)、低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)以及它們的混合物。特別是當(dāng)拉伸吹模預(yù)成型件時，甚至更優(yōu)選的聚合物為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯對苯二甲基乙二醇酯(PETG)和聚乙烯萘酚樹脂(PEN)。當(dāng)采用不同類型的塑料材料時，這些優(yōu)選為盡可能相容的。GB2,191,145，圖7提供一個常用塑料材料在擠壓(而不是注射)環(huán)境下的相容性表。然而，據(jù)信該表對選擇本發(fā)明中的材料是有用的。根據(jù)焊縫(材料之間的邊界)強(qiáng)度，人們發(fā)現(xiàn)PETG提供優(yōu)異的結(jié)果。
在注射第二材料之后，預(yù)成型件可全部完整，但也設(shè)想在注射第二材料之后預(yù)成型件可僅部分完整，例如在第三或更多材料進(jìn)一步注入其中剩余空置體積的實施方案中。
回到圖1的實施方案，在已注射第二材料且預(yù)成型件已完整之后，打開第二預(yù)成形模具(20)并將其上帶有完整預(yù)成型件(26)的芯棒(12)旋轉(zhuǎn)到移除部分(28)，在這里將完整的預(yù)成型件從芯棒(12)上的安全移除?？蓪⑿景粜D(zhuǎn)回到第一預(yù)成形模具，以開始新的循環(huán)。
此時，完整的預(yù)成型件可進(jìn)行(拉伸)吹模以形成瓶子。自然，完整的預(yù)成型件可在同一制造地點進(jìn)行(拉伸)吹模加工，或者可進(jìn)行儲存，隨后批量運輸?shù)街付ǖ拇的＜庸さ攸c?？刹捎贸Ｒ?guī)預(yù)成型件的標(biāo)準(zhǔn)拉伸吹模法。例如，如圖2所示，完整的預(yù)成型件(26)可放在預(yù)成型件傳送帶(30)上由加熱單元(32)再加熱，使它們更易于拉伸，然后放在吹模腔體(36)內(nèi)的常規(guī)拉伸芯棒(34)上。通過拉伸芯棒內(nèi)氣閥的壓縮空氣(或另外的氣體)吹脹和拉伸芯棒(34)本身的同時作用將預(yù)成形模具內(nèi)的預(yù)成型件主體拉伸。然后打開吹模，最終的瓶子(38)被彈出。也可采用標(biāo)準(zhǔn)的非拉伸吹模法。
圖3表示四階段的方法，它與圖1至2中所表示的方法類似，但更自動化。在該方法中，第一和第二注射階段可以與圖1所述類似的方式用類似的注射工位(2，16)進(jìn)行。在完整的預(yù)成型件(26)仍位于芯棒上的時候，可將其直接旋轉(zhuǎn)到第二注射工位之后的吹模工位(40)。然后可將壓縮空氣或另外的氣體通過芯棒(12)上的一個或多個氣閥吹脹預(yù)成型件的主體，使它適形吹模(36)的形狀?？晒┻x擇地，在該階段可使芯棒(12)縮回，而將適于拉伸吹模法的拉伸桿通過其頸部插入預(yù)成型件中。
然后可將吹模打開，在彈出工位(42)將最終的瓶子(38)彈出。然后可將芯棒轉(zhuǎn)回到第一注射工位(2)，開始新的循環(huán)。當(dāng)然，機(jī)器可包括多達(dá)四個芯棒，使得注射步驟、吹氣步驟和彈出步驟可在不同的預(yù)成型件/瓶子上同時進(jìn)行。
圖4是圖示說明本發(fā)明四階段方法的另一個實施例。在該方法中，將在第二注射工位(16)之后獲得的完整預(yù)成型件(26)旋轉(zhuǎn)到包括加熱器(46)的調(diào)節(jié)工位(44)，在吹模法的吹模階段和彈出工位(48)之前將完整的預(yù)成型件在這里再加熱。最后，將完整的瓶子(38)從吹模(40)中彈出。
圖3和4的方法是有利的，因為預(yù)成型件立即轉(zhuǎn)變?yōu)槌善贰Ｈ欢?，用于這些方法的機(jī)器比可用于如圖1至2所示兩步驟方法的機(jī)器更復(fù)雜，在那些兩步驟方法中，注射和吹模階段在不同的機(jī)器上進(jìn)行。
雖然本發(fā)明圖示的實施方案說明方法和由兩種材料制成的預(yù)成型件，但是三種或多種材料的組合也認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可將第三或更多的注射工位增加到本文公開的方法中。
第一和第二材料在完整預(yù)成型件中的分布可由所用預(yù)成形模具的形狀很好地控制，而所獲得的預(yù)成型件能以很好的一致性進(jìn)行再生產(chǎn)。另外，第一和第二材料之間的邊界精確。該結(jié)果是由現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)WO97/21539公開的方法所得不到的，因此根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的方法所獲得的預(yù)成型件是新的。
可用除上述優(yōu)選方法外的其它方法獲得這些新的預(yù)成型件。例如，由單種第一材料制成的常規(guī)完整(完全成型)預(yù)成型件可由常規(guī)方法成型。然后可將一個或多個選擇的該預(yù)成型件體積從預(yù)成型件上磨出以形成不完整預(yù)成型件，而該不完整的預(yù)成型件叉用相同或不同的注射模具通過在空置體積內(nèi)由第二材料用注模法使其完整。
如果將不完整的預(yù)成型件返回到第一模具以進(jìn)一步注射，那么這樣可避免需要兩個注模工位。如果第一和第二材料的期望分布許可(例如，圖7、8、10和13的預(yù)成型件會是這樣的情況)，那么可從與第一材料相同的噴嘴注射第二材料，或者從相對于預(yù)成型件位于任何位置的第二噴嘴注射。用第二噴嘴可能增加機(jī)器的成本，但是可使第二材料進(jìn)入第一材料的分布選擇更大，特別是可獲得在瓶子側(cè)壁上的包合物，例如圖5、6、9、12和13所示。也可采用第二模具來注射第二材料。
根據(jù)本發(fā)明，第一和第二材料可彼此相對分布成各種形狀和形式，如圖5至13所示。例如，第二材料可采用的形狀包括方形、矩形、圓角三角形、圓或橢圓、字母和單詞等。
圖5表示在由第一材料制成的連續(xù)基質(zhì)(4)上多處包含第二材料(22)的瓶子的一個實施例。
在圖6中，由第二材料形成刻度，如果第二材料(22)是透明的，那么這樣便于更準(zhǔn)確地讀取瓶內(nèi)所剩內(nèi)容物的比例。
圖7表示預(yù)成型件和瓶子的一個實施例，其中第二材料伸入頸部區(qū)域。
圖8可用于裝飾和連通雙腔瓶子，或者可用于區(qū)分瓶子的前部和后部。
圖9表示具有可用于支撐標(biāo)簽的寬色板的瓶子。
圖10表示具有可見色帶以幫助區(qū)別不同商標(biāo)的瓶子，例如洗發(fā)劑芳香劑。
圖11表示上部著色的瓶子。瓶子的充填通常具有頂部空間公差，以允許產(chǎn)品過度充填或膨脹。透明瓶子的一個問題是顧客可能將這解釋為“欠充填”瓶子。圖11的瓶子避免了這個問題。
圖12表示曲線形的瓶子，其中第二材料分布在瓶子上可能難于用常規(guī)方法進(jìn)行標(biāo)記的區(qū)域。
圖13圖示說明預(yù)成型件和瓶子如何能夠顯示字母或徽標(biāo)。
本發(fā)明的方法適于制造由兩種或多種材料制成的預(yù)成型件和瓶子，其中所述材料在瓶子上具有精確且可重復(fù)產(chǎn)生的分布。從期望瓶子的設(shè)計開始，可用計算機(jī)仿真來設(shè)計需要的預(yù)成型件和吹模，例如用Finite Element Analysis(FEA)工具。圖5至13所示的瓶子圖示說明可通過吹模右手邊所示的預(yù)成型件而獲得的結(jié)果類型。
第一和第二材料可以也可以不分布為疊置的水平層。
第一和第二材料可能的分布包括但不限于以下情況-第二材料(22)在由第一材料制成的連續(xù)基質(zhì)內(nèi)形成至少一個包合物，優(yōu)選形成兩個離散(不相連)的包合物(如圖5、7、12和13中示例性圖示)；-第二材料不連接到瓶子的頸部或底部(如圖5、6、9、10、11、12和13中示例性圖示)；-第一或第二材料或者兩者都具有從瓶子頸部(50)延伸至其底部(52)的分布，如圖8中示例性圖示；-第一和/或第二材料形成分別包含第一和第二材料的垂直或水平區(qū)域或?qū)?如圖8和11中示例性圖示)。
除了它們的裝飾功能外，復(fù)合預(yù)成型件和瓶子甚至可具有另外的功能例如，如果第一材料(4)是不透明的，而第二材料(22)是透明的，那么使用者不打開瓶子就可透過第二材料看見瓶中剩余內(nèi)容物的量。
本發(fā)明的瓶子也可用作對付不法商販的防偽措施。如化妝品等高價值商品的防偽是一個越來越受關(guān)注的問題，而偽造者會發(fā)現(xiàn)仿制具有兩種不同顏色內(nèi)嵌材料的瓶子更為困難。如果瓶子優(yōu)選僅有一種總體顏色，那么另一種可能性是使用在正常條件下具有相同顏色的第一和第二材料，但在一種材料中添加紫外線反應(yīng)劑。當(dāng)用適當(dāng)?shù)淖贤饩€燈照射時，紫外線反應(yīng)劑發(fā)亮，紫外線燈可為手持檢測器，類似于檢測偽鈔的檢測器。這會便于例如顧客或市場對偽劣品的控制。
圖14表示一個兩次注射方法的示意圖，它圖示說明制造類似于圖10中預(yù)成型件的一種方法。在該方法中，首先在第一注射工位(2)通過在特別設(shè)計的第一模具腔體(8)內(nèi)注射第一材料(4)來形成不完整的預(yù)成型件(14)。第一模具腔體設(shè)計為留下一個空置體積(14)，在后續(xù)步驟中將用第二材料來填充它。在注射第一材料后，將獲得的不完整預(yù)成型件旋轉(zhuǎn)到第二注射工位(16)，在這里注入第二材料(22)以填充空置體積(14)而使預(yù)成型件完整。圖15至18更詳細(xì)地圖示說明該方法。
圖15為第一模具在第一材料(4)被完全注入第一模具腔體(8)中時的橫截面。
圖16為第二模具(20)在第二材料(22)被完全注入第二模具腔體(18)中時的橫截面。在已注入材料的注入點附近第一材料和第二材料稍微重疊。
圖17表示第一注入步驟之后獲得的不完整預(yù)成型件。預(yù)定由第二材料填充的空置體積(14)清晰可見。
圖18表示第二注入步驟之后獲得的完整預(yù)成型件，在第二注入步驟第二材料(22)已使預(yù)成型件完整。完整的預(yù)成型件(26)已完成吹制的準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.一種用于制造適于通過吹模法制成瓶子的預(yù)成型件(26)的方法，所述預(yù)成型件由至少兩種不同的材料(4，22)制成，所述方法包括以下步驟i)通過注模第一材料(4)在第一預(yù)成形腔體(8)內(nèi)形成不完整的預(yù)成型件(15)，所述第一預(yù)成形腔體由內(nèi)芯棒(12)和第一預(yù)成形模具(10)之間的空間形成，其中所述第一預(yù)成形腔體(8)適于在所述第一材料(4)已完全注入所述第一預(yù)成形腔體(8)之后，在不完整預(yù)成型件(15)中留下至少一個空置體積(14)，所述至少一個空置體積(14)預(yù)定由第二材料(22)來填充，ii)通過注模第二材料(22)以至少部分填充所述至少一個空置體積(14)來至少部分使所述不完整預(yù)成型件(15)完整，特征在于空置體積(14)在不完整預(yù)成型件(15)中位置使得第一材料(4)和第二材料(22)不相互疊層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟i)注入第一材料(4)之后，將所述不完整預(yù)成型件(15)轉(zhuǎn)移到由內(nèi)芯棒(12)和第二預(yù)成形模具(20)之間空間形成的第二預(yù)成形腔體(18)內(nèi)，所述第二預(yù)成形腔體(18)適于允許注模第二材料(22)以填充所述至少一個空置體積(14)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在步驟i)之后打開所述第一預(yù)成形模具(10)，隨后將芯棒(12)和位于其上的不完整預(yù)成型件(15)轉(zhuǎn)移到所述第二預(yù)成形模具(20)內(nèi)，然后在執(zhí)行步驟ii)之前將所述第二預(yù)成形模具(20)閉合。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟i)和ii)在同一預(yù)成形模具中連續(xù)進(jìn)行，所述第一預(yù)成形模具包括至少一個可移除的元件，在注射所述第一熔化材料期間所述元件關(guān)閉所述至少一個將由所述第二材料占據(jù)的空置體積，在步驟ii)之前將所述至少一個可移除的元件移除，使得可將所述第二熔化材料注入所述至少一個先前被所述至少一個可移除元件占據(jù)的空置體積內(nèi)。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料從不同注射點注入。
6.一種用于制造適于通過吹模法制成瓶子的預(yù)成型件(26)的方法，所述預(yù)成型件由至少兩種不同的材料制成，所述方法包括以下步驟i)形成由第一材料制成的完整預(yù)成型件，ii)磨出所述完整預(yù)成型件的至少一個體積以形成不完整的預(yù)成型件，iii)將第二材料注入所述至少一個空置體積內(nèi)以使所述預(yù)成型件完整。
7.一種適于通過吹模法制成瓶子的預(yù)成型件，所述預(yù)成型件由至少兩種不同的材料(4，22)制成，特征在于所述第一材料和所述第二材料不相互疊層。
8.如權(quán)利要求7所述的預(yù)成型件，其中如果以預(yù)成型件的中心軸線作為垂直軸線，那么所述第一材料和第二材料不作為水平疊置的層分布。
9.如權(quán)利要求8所述的預(yù)成型件，其中所述第二材料(22)在由所述第一材料(4)制成的連續(xù)基質(zhì)中形成至少一個包合物，優(yōu)選地其中所述第一材料形成至少兩個離散的包合物。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的預(yù)成型件，其中在所述預(yù)成型件的頸部(50)或底部(52)沒有任何第二材料(22)。
11.如權(quán)利要求7所述的預(yù)成型件，其中所述第一材料(4)和/或第二材料(22)從所述預(yù)成型件的頸部(50)延伸至其底部(52)。
12.一種獲得瓶子(38)的方法，所述瓶子由至少兩種不同的材料(4，22)制成，所述方法包括以下步驟a)通過權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法獲得適于吹模成瓶子的預(yù)成型件(26)，和b)對所述預(yù)成型件進(jìn)行吹模以獲得所述瓶子(38)，優(yōu)選對所述預(yù)成型件進(jìn)行拉伸吹模。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述預(yù)成型件從所述內(nèi)芯棒上取下，并在對其進(jìn)行吹模前非必需地進(jìn)行儲存。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在步驟a)和b)之間將所述內(nèi)芯棒(12)和位于其上的所述預(yù)成型件(26)轉(zhuǎn)移到吹模腔體中。
15.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法或預(yù)成型件或瓶子，其中所述第一和第二材料具有不同的視覺外觀，優(yōu)選其中所述第一和第二材料顏色不同。
全文摘要
獲得由至少兩種不同材料(4，22)制成并適于吹模加工的新復(fù)合預(yù)成型件(26)的方法、由此獲得的預(yù)成型件以及通過吹模這些預(yù)成型件而獲得的制品。該方法采用兩種(或多種)塑料材料的注模法形成可吹模加工成制品的預(yù)成型件。在一個優(yōu)選的實施方案中，兩種材料具有不同的顏色，因此所得制品表現(xiàn)出多色效果。兩種材料不相互疊層。
文檔編號B65D1/02GK1914017SQ200580003896
公開日2007年2月14日 申請日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月2日
發(fā)明者S·D·J·希爾 申請人:寶潔公司