CN1065814C - 具有膨胀内壁的多腔室容器的制备方法 - Google Patents

Abstract

多腔室管状容器(50)由挤压或者注模延伸吹模而制成。该容器通常具有两个或者三个腔室以及一个或者多个腹壁(42)。该腹壁当形成时是相对刚性的。腹壁(42)必须被横向延伸以增大其挠性，这是产品从管状容器中的均匀分配所需要的。腹壁(42)能够通过杆(46)，例如延伸杆的转动而被机械地延伸或者当腹壁(42)处于或者接近玻璃转换温度并且能够流动时通过腔室中的气体压差而被气动地延伸。对于圆形的管状容器，腹壁能够延伸到管状容器的直径的一半。

Description

具有膨胀内壁的多腔室容器的制备方法

本发明涉及更均匀分配的多腔室容器的模制，更具体地说涉及具有横向膨胀的内腹壁的多腔室容器的吹模，以提供从容器的各腔室的更均匀的分配。

本发明广义地说涉及容器并且以管状容器作为较佳实施例。高度挠性的内腹壁在管状容器的构造中很有用，其具有均匀的分配特性。这使得施加到外表面上的分配力更均匀，该分配力由容器的各腔室中的材料承受。

管状容器被用于分配大量产品，包括食品、口腔保健品和个人保健品。它们特别被用于分配口腔保健品和个人保健品。这些产品是粘性材料如洗液、糊膏或者凝胶。目前管状容器主要用作单腔室管状容器，包括许多材料和许多生产工艺。这些管包括金属管、多层层压管、挤压管和吹模管。金属管通常是可压扁的铝管。多层层压管可以只包括聚合物层或者可以包括纸层和／或金属箔层。纸层是打印层，箔层是阻挡层及产生可压扁管的箔层。挤压管可以由切成所需长度的连续挤压管而制成。这可以是单层或者多层塑料结构。

在多数的层压管或者挤压管中，管主体分别由管肩和管嘴制得。管肩和管嘴可以注模并且然后连接到管主体上。如果不是这样形成和连接到主体上，则其可以压模到管主体上。在这种工艺中，管嘴和管肩的形成与和管主体连接同时进行。

目前的吹模管的制造是采用挤压吹模工艺制成单腔室形式。在此工艺中，材料被挤成管状，置于模具中，该模具具有所需的管状，并且气体如空气吹入挤压，按模具的形状挤压。然后管采取模具的形状，具有完全成形的管肩和管嘴以及侧壁。底部也将被封闭。管状容器可以从顶部充填，或者然后底部可以被切断，使得管可以从底部充填产品及底部密封。与多腔室层压管和挤压管不同，这些吹模管制造成成品的形式。不需要附加的对管肩和管嘴的连接。但是，本发明的吹模管是对目前采用的吹模管的改进，因为其能够制造成具有若干个腔室和高挠性的分隔壁。

近来由本发明者和其它人发展的一种较佳的吹模管状容器是由注射延伸吹模制造。这些管状容器具有高阻挡能力和高强度特性。通过塑料双轴向取向，对于给定的厚度，具有改善的强度。这些注射延伸吹模制造的容器可以是单层或者多层结构，并且可以是单腔室或者多腔室结构。

在各种制造多腔室管状容器的工艺中，有必要增大内腹壁的横向尺寸。这些内腹壁用于将管状容器分隔成若干个腔室。腹壁横向尺寸的增大有各种原因。一种原因是降低腹壁的刚性，另一个原因是当管状容器是底部充填然后卷边密封的情况下辅助下部卷边密封的形成，又一个原因是具有增大的横向尺寸的腹壁提供给腹壁以较大的挠性，继而导致材料从管状容器的腔室中的均匀分配。

在本发明中，管状容器基本上可以是任何形状。当腹壁处于受热的情况下，将各腔室中的杆例如延伸杆横向移动改变了内腹壁的横向尺寸，使得分隔腹壁变形为不同的横向宽度，如美国专利2，951，264中公开的。日本5254003公开了一种多段容器，其通过吹模制造。多段容器的不同段根据吹模过程中预型的扩展度有不同的厚度。

然而，腹壁变形为不同的横向宽度也可以通过在一个或者多个腔室中使用不同的气体压力来实现。这在各种工艺中都是当塑料处于玻璃转换温度的范围内并且可以在一个施加力作用下流动时进行的。并且腔室基本上可以是任何数目，尺寸和布置情况。通过使腹壁的宽度膨胀，腹壁的刚度减小，挠性增大，并且提供从容器中更均匀的分配。

本发明的方法解决怎样生产有用的多腔室容器，使之具有更均匀的分配特性，增大的强度，相对较薄和更小刚性的腹壁和减小分配后空气和产品被吸回管中的问题。提供一种方法，在制造容器的同时或者在晚一些时候，增大容器的内腹壁的横向尺寸。这些工艺对于采用挤压吹模和注射延伸吹模工艺制造的管特别有用。在这些工艺的每一个中，开始时腹壁跨过容器的横向尺寸而制造。这些腹壁必须被延伸而获得上述的特性及优点。

在吹模多腔室容器的生产中，腔室的内腹壁具有有限的挠性。这些腹壁的横向尺寸基本上等于容器的直径或者相关的横向尺寸。为了提供更均匀的分配，腹壁的横向尺寸应当增大。这将减小内腹壁的刚性并且增大这些腹壁的挠性。这也将辅助管状容器的卷边密封的形成，其中腹壁位于卷边密封中。本发明的工艺可以由任何工艺有效地用于增大腹壁的横向尺寸。不管怎样，当多腔室容器由吹模制造并且特别是当采用注射延伸吹模制造时这些工艺非常有用。在这些吹模过程中，一个预型被挤压或者注射成型。此预型与最终的容器具有同样多的腔室。此预型被加热到大约为塑料的玻璃转换温度并置于模具中，该模具具有容器所需的形状。然后将一种气体例如空气吹入容器中形成具有模具形状的预型。对于挤压吹模来说，一种气体例如空气被吹入到端部开口的挤压预型，使此预型具有模具的形状。对于注模延伸吹模来说，延伸杆被置入各腔室中，并且当延伸杆向下移动时注入一种气体或者流体，当横向吹制管的预型成为管的最终形状时，使管的预型纵向延伸。在一个较佳实施例中，管状容器形成有肩部和颈部，它们全部形成并且达到其位置。

管状容器通常形成有足够大的分配开口，使得它们也能够从此开口充填。但是，作为一种选择，如果需要，底部可以从管状容器切断，并且管状容器可以从底部充填。此管状容器在从底部充填之后再卷边密封。顶部充填较佳，因为其将更多地保持管状容器的强度。

横向延伸管的多腔室的分隔腹壁的一个方法是当内壁的塑料处于或者接近玻璃转换温度并且处于可流动状态时，横向移动杆，例如延伸杆。这将延伸与杆接触的内腹壁，使之比形成的横向尺寸更大。这将降低腹壁的刚性并且增大腹壁的挠性。内腹壁的横向尺寸可以达到管状容器的周长的一半。不管怎样，这将较好地控制从多腔室中分配物质。

一种附加的选择是在管状容器被吹制成形期间或者以后，通过改变在至少一个腔室中的压力，横向延伸管腔室的内腹壁。这在通过吹模而形成容器时是有用的，并且可以在腹壁的塑料处于可流动状态时，通过增大或者降低吹制过程中或者之后的腔室中的吹气压力来实现。这将增大腹壁的横向尺寸，导致腹壁的挠性增大以及改善对从管状容器的腔室中分配物质的控制。较好地是，在压差步骤中在腔室中设有杆，从而辅助腹壁的横向延伸。

本发明解决制造多腔室管状容器，特别是吹模管状容器的问题，其具有改善的从各腔室中分配的控制。这将通过提供具有比管状容器的横向尺寸大的横向尺寸的分隔腹壁来实现。内腹壁的较大的挠性提供了施加给整个容器的分配力的更均匀的分布。

图1是本发明的顶部充填的实施例的简要的流程图。

图2是多腔室容器的一种形状的横剖图。

图3是多腔室容器的另一种形状的横剖图。

图4是多腔室管状容器的三腔室的横剖图。

图5是多腔室管状容器的两腔室的横剖图，其中腹壁在管状容器中偏置。

图6是腹板被杆横向延伸的立面图。

图7是图6的管状容器的横剖图。

图8是由气体压力使腹板横向延伸的立面图。

图9是图8的管状容器的横剖图。

图10是双腔室管状容器的横剖图。

图11是三腔室的横剖图。

本发明将参照附图进行更详细的描述。虽然不限定为管状容器，但是以管状容器作为较佳实施例进行描述。图1示意地描绘了制造吹模制造的管状容器的过程。第一步是模制预型。这通常是挤压或者注模。如果不是在一个模具中，则预型大约在玻璃转换温度下被置于一个模具中，该模具的内表面具有所制造的管状容器的形状。然后注入气体使预型延伸至模壁。如果预型是被注射延伸吹模制造的，则一个或者多个延伸杆被插入到预型中。通常对于多腔室管状容器在各腔室中有至少一个延伸杆。当预型所处的温度是大约塑料的玻璃转换温度时，延伸杆向下移动使塑料纵向延伸。在适当的时间，气体如干空气在压力下流入预型。该气体压力横向地压迫该预型的壁直到它们接触模具的内表面。这个冷的模具表面使塑料冷却，使得它保持该形状。该模具通常由传热流体流经模具而将其保持在一定的温度范围内。模制通常大约在树脂的玻璃转换温度下进行。

如上所述，在吹模过程中，在吹制压力下，塑料将接近流动点。这通常大约是玻璃转换温度。如果预型不在被加热的状态下，将被加热到大约玻璃转换温度，然后被送入模具中。在吹模的过程中，气体压力从大约10巴到大约40巴，并且最好是大约12巴到20巴。管的制造的吹制比率是大约10到20。然后管状容器从模具中移出。腹壁如上所述被横向延伸。然后管被充填，并且将密封盖置于打开的充填和分配开口上。

图1所示的本发明的A实施例和B实施例是关于多腔室管状容器，其中的内腹板分隔壁被延伸以增大内分隔腹壁的横向尺寸。这对于卷边封合的容器较佳，因为当腹壁纵向定位于卷边封合处时，在卷边处的腔室分隔腹壁必须比管状容器的直径宽。这也提供了较小刚性，较大挠性的分隔腹壁，继而提供对分配的较好的控制，将有更均匀的分配。在管状容器形成之后分隔腹壁通过杆的横向移动而被机械地延伸，或者在管状容器形成时或者管状容器形成以后分隔腹壁由腔室中的压差延伸。这些过程分别在图1的实施例1A和实施例1B中给出。

在图1和图2的实施例A中，杆，其可以是延伸杆，由保持杆的头块(headpiece)进行转动。但是，可以模具转动而杆保持静止。这使得分隔腹壁横向延伸。这在图10和图11中描述得更具体。在图1的实施例1B和2B中，在容器的吹模成形期间或者之后，在一个或者多个腔室中有压差。这将使存在压差的分隔腹壁被延伸至降低压力的腔室。优选采用压差大于约1巴，并且较佳的是大于约3巴。但是可以采用更高或者更低的压差。当腹壁已经形成为所需的横向尺寸之后，当底部充填时切断底部提供较大的充填开口，腔室被充填，然后底部卷边封合。当管状容器被从顶部充填时，管状容器被充填并且加上封闭盖以密封管状容器。

图2和图3示出了用于管状容器20的两个不同的横截面。这些容器具有一个分隔腹壁22。这些容器可以如图2所示为圆形或者如图3所示为椭圆形。但是容器可以是许多其它不同的形状。对于容器的形状没有实际的限定。

图4表示具有三个腔室的容器。容器30具有内腹壁36和38。在图5中表示具有偏置的腹壁34的容器30的实施例。

图6和图7公开了双腔室容器50的腹壁的延伸。此处延伸是通过杆，例如延伸杆的横向转动的机械动作完成。这是当塑料处于或者接近玻璃转换温度时进行的。杆46的转动造成分隔腹壁42的塑料被横向延伸。此延伸的效果由图7所示。这可以在管被吹制时或者已经被吹制以后进行。较佳地是当管已经被吹制成但是管在模具48中时立即将延伸杆转动。

图8描述腔室分隔腹壁的由压差而横向延伸。此处有一个分隔腹壁42，但是该工艺适合多个腹壁。在此实施例1B和2B中，腔室54中的气体压力比腔室56中的压力大。这使得腹壁42向着并且绕腔室56中的杆46延伸。虽然不必要，但是较佳的是在许多情况下将一个杆至少保持在较低压力的腔室中，以帮助腹壁的横向延伸。此杆将支持腹壁，并且允许腹壁的增大的横向延伸。这在图9中详细地示出。通过增大腔室54中的压力或者降低腔室56中的压力可以实现此气体压差。其结果将基本上相同。在实施例2B中，底端被切断，管状容器被倒置用于充填。充填之后，卷边封闭。当塑料被加热到或者接近玻璃转换温度并且可模制时，进行此横向延伸。在容器被吹制时或者容器已经被吹制成以后可以进行。较佳的是在管已经被吹制之后并且当塑料仍被加热时立即进行。图10和图11表示横跨容器延伸的腹壁。

在图10中，表示为在管状容器50中的挠性的横向延伸状态的腹壁42。腔室54和56可以依据充填在各腔室中的被分配的产品的量而改变。在图11中示出了一个管状容器60，其具有由两个腹壁产生的三个腔室。腹壁68分隔腔室62和66，并且腹壁70分隔腔室64和66。腹壁68和70已经在管状容器被吹模之后通过横向延伸腹壁而被延伸。在吹模时，腹壁跨过管状容器，如图4所示。

腔室分隔腹壁的横向延伸的方法已经进行描述作为吹模制造容器的方法的一部分。但是，容器可以用吹模以外的其它方法制造，并且腹壁可以在稍后一些时候被横向延伸。只是将腹壁加热到塑料的大约玻璃转换温度是需要的，并且只是通过采用杆的转动进行机械的横向延伸或者通过采用有杆或者没有杆的压差而延伸塑料。当通过保持杆的头块的转动而使杆转动时，腹壁被横向延伸。同样地，当有足够的气体压差在腹壁的各侧时，腹壁被横向延伸。通过增大腹壁一侧的压力或者降低腹壁另一侧的压力而进行腹壁的横向延伸。

如上指出的，采用横向延长的腹壁提供一个非常柔软的阻挡层，提高产品从管状容器的不同腔室的均匀分配。腹壁是较小刚性较大柔性的，允许在卷边封合管中腹壁的对中。用此方法封合的厚度更加均匀。在这后一方面，用于双腔室管的腹壁最好是圆的管状容器的周长的一半，也就是大约为1／2πd，其中d是管的直径。但是依据腹壁的数目和其在容器中的位置，它们在横向延伸时可是不同的长度。

本发明的吹模的管状容器具有高强度和均匀的分配特性。该管状容器可以由任何能够被延伸吹模的材料制造。较佳的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，改性聚萘二甲酸乙二醇酯，这些聚酯的混合物和聚丙烯。用于吹模管状容器的流体通常是干空气，但是其它流体如氮、二氧化碳或者各种惰性气体或者流体能够使用。

模具，杆和延伸杆以及在该方法中所用的其它设备在本行业中是标准的。无需专用的或者特别的设备。该管状容器的优点将通过所述的方法实现。

被公开的工艺对于增大多腔室管状容器的腹壁的横向尺寸是很有用的。这些工艺能够在不同程度上被改进，但是所有的这些改进都落在所公开的工艺的原理内。

Claims (9)

1．一种用于制造具有若干个纵向安置的腔室的容器的方法，包括：

(a)形成一个所述容器的预型，所述预型具有至少一个内腹壁分隔若干个纵向安置的腔室，所述至少一个内腹壁从所述预型的一端延伸到另一端；

(b)将所述预型置入一个模具并且通过至少向所述预型吹入一种气体而延伸所述预型以形成具有所述模具形状的容器；所述容器具有至少一个内腹壁分隔所述若干个纵向安置的腔室，一个分配开口在一端，并且具有封闭的另一端，所述至少一个内腹壁从所述容器的一端延伸到另一端；和

(c)其特征在于，在所述多个腔室的至少一个相对于多个腔室中的另一个提供一个气体压差，以增大所述至少一个内壁的横向尺寸，使之在形成所述容器时大于所述至少一个内腹壁的尺寸。

2．一种如权利要求1的方法，其特征在于，所述容器是一种管状容器。

3．一种如权利要求1的方法，其特征在于，当所述气体被吹入所述预型时所述预型的各腔室被纵向延伸。

4．一种如权利要求3的方法，其特征在于，所述纵向延伸是通过至少一个延伸杆延伸进入所述预型的各腔室而完成的，所述至少一个延伸杆纵向移动来使所述预型延伸。

5．一种如权利要求4的方法，其特征在于，在加热状态下所述至少一个腹壁的横向尺寸被延长。

6．一种如权利要求5的方法，其特征在于，当将一种气体吹入预型而使预型形成容器后，在一个腔室与另一个腔室之间形成压力差，通过延伸所述至少一个内腹壁以增加所述至少一个内腹壁的横向尺寸。

7．一种如权利要求6的方法，其特征在于，具有至少两个腔室，一个所述腔室中的压力与另一个腔室中的压力不同，从而增加所述至少一个内腹壁的横向尺寸。

8．一种如权利要求6的方法，其特征在于，在所述气体存在压差期间，较低的气体压力的腔室中有至少一个杆。

9．一种如权利要求7的方法，其特征在于，所述容器是一种管状容器。

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