专利名称：塑性多片接合容器以及其制备方法和系统的制作方法
背景技术：
发明领域
本申请涉及用于容纳液体饮料、液体食物、液体食物饮料和其它食品的装置，以及用于制造和组装该装置的系统、装置和方法。
背景技术：
适合于容纳液体比如食品和饮料等的杯子和其它容器是人们所熟知的。主要包括塑料的饮料容器也是人们所熟知的。合适的塑料杯和罐包括具有足够强度和刚性以保持所需形状的壁体结构。在由塑料材料制备罐的几种已知方法中，例如通过挤出形成管状物或型坯(profile)。例如，可以以管状物形式将塑料材料连续挤出，并且将管状物切割成合适长度的料片(piece)，然后比如通过熔融粘合在顶端和底部进行戴帽(cap)，从而形成罐。在具有两层以上塑料的罐中，可以将这些层共挤出。此外，形成容器的材料或至少该容器的与食品或饮料接触的内表面的材料优选是经美国食品及药物管理局(FDA)批准与食品和/或饮料接触的。
发明内容
本申请涉及用于容纳液体饮料、液体食物、液体食物饮料和其它食品的装置，以及用于制造和组装该装置的系统和方法。在一些实施方案中，杯状部分使用真空和/或压力热形成法进行制造。在其它实施方案中，杯状部分可以使用任何其它合适的方法进行制造，所述任何其它合适的方法包括但不限于其它形式的热形成、挤出、压塑、注塑、吹塑、挤出吹塑(EBM)、拉伸吹塑(SBM)、注射拉伸吹塑(ISBM)和/或它们的组合。所形成的产品可以包括一个以上的用于粘附封口元件的耦合结构体。封口元件可以与杯状部分耦合，以提供水-密和/或气-密容器。在一些实施方案中，可以在杯状部分和封口元件之间设置可拆卸密封元件。
本文公开的是塑料容器，其适合于容纳饮料。在一个优选实施方案中，所述罐可以包含两个部件，杯和杯帽或封口件。在另一个实施方案中，它包括三个以上的部件深拉杯，优选通过热成型、挤出或其它合适工序形成；附着于开口端的封口件；以及易开拉环(tab)和/或更多的元件。很类似于常规的带有卷边盖子的汽水罐，在一些实施方案中，可以利用在杯上的杯口(例如，凸缘、凹进处、突起)，将盖子与易开闭合件附着。杯子可以包含单一材料、共混物，或由具有两个以上层的材料形成。
根据一个实施方案，用于储存饮料或食品的容器包括杯状部分和封口件部分。杯状部分包括杯底部；上部部分终止于顶端边缘的侧壁，所述的顶端边缘限定杯状部分的内部的开口；以及至少一个沿着侧壁的上部部分设置的耦合结构体。封口件部分包括下部封口件以及包含至少一个可移动部分的上部封口件部分，所述下部封口件被配置成与杯状部分的耦合结构体啮合，以使封口件部分固定到杯状部分。可移动部分被配置成选择性使孔暴露和隐藏。在一些实施方案中，杯状部分包含热塑性或聚合物材料。在一些实施方案中，所述孔提供到杯状部分内部的通道。
在一些实施方案中，被配置成热成型杯子的模塑设备包括具有至少一个模塑表面的模塑部。模塑表面限定型腔，并且所述模塑部具有一个以上的与型腔流体连通的型腔流体通道。模塑设备还包括具有纵轴和外表面的型芯，所述型芯被配置成至少部分地在模塑部的型腔内沿着纵轴移动。型芯包括外套管和型芯棒，所述外套管形成所述型芯的外表面的至少一部分，所述外套管包含至少一个型芯流体通道和凹槽，所述凹槽与型芯流体通道流体连通，并且延伸到型芯的外表面，其中外套管被配置成与选择性地延伸到型腔内的第一距离，所述型芯棒被设置成至少部分在外套管的内部并且在通常平行于纵轴的方向上，可相对于外套管选择性地移动，所述型芯棒被配置成选择性地延伸到型腔内的第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。在一些实施方案中，型芯棒被配置成迫使通常被设置在模塑部上的片材(sheet)至少部分地进入到型腔内。此外，型腔流体通道被配置成选择性地处于与真空源流体连通。凹槽被配置成选择性地处于与真空源和流体供给源流体连通。
在一些实施方案中，模塑设备被配置成将片材热成型为杯形状。所述设备包括含有至少一个模塑表面的模塑部，所述模塑表面限定型腔，模塑部包含至少一个与型腔流体连通的型腔流体通道。所述设备还包括具有纵轴和外表面的型芯，所述型芯被配置成至少部分地在模塑部的型腔内沿着纵轴移动，所述型芯包含至少一个型芯流体通道和凹槽，所述凹槽与所述型芯流体通道流体连通，并且延伸到型芯的外表面。在一些实施方案中，所述型芯包含至少一个离开型芯外表面向内延伸的凹陷，所述凹陷被配置成在热成型片材上制备的相应耦合结构体。此外，型腔流体通道被配置成选择性地处于与真空源流体连通，并且所述凹槽被配置成选择性处于与真空源和流体供给源流体连通。
在一些实施方案中，将片材热成型为杯形状的方法包括提供具有至少一个模塑型腔的模塑部，所述模塑型腔包含模塑表面，所述模塑部包含多个与模塑型腔流体连通的型腔流体通道。所述方法还包括提供具有纵轴和外表面的型芯，所述型芯被配置成至少部分地在模塑型腔内部在通常平行于所述纵轴的方向上移动。在一些实施方案中，型芯包括形成所述型芯的至少一部分外表面的外套管和型芯棒，所述外套管包含至少一个型芯流体通道和凹槽，所述凹槽与型芯流体通道流体连通，并且延伸至所述型芯的外表面，所述型芯棒至少部分地位于所述外套管的内部，并且在通常与纵轴平行的方向上，可相对于外套管而选择性地移动。所述方法还包括将被配置成进行热成型的片材放置在模塑部上方，使型芯棒超模塑部移动以迫使片材至少部分地进入到模塑型腔内，在型腔流体通道内产生真空以将片材朝模塑表面移动，使型芯棒离开模塑部缩回，使外套管至少部分地在模塑型腔内移动，在外套管的凹槽内产生真空以使所成型的片材至少部分地朝型芯的外表面移动，以及使型芯套管和放置在其上的成型片材缩回离开模塑部。
在一些实施方案中，用于储存饮料的容器包含杯状部分。杯状部分包括杯子底部；上部部分终止在顶端边缘的侧壁，所述顶端边缘限定杯状部分的内部的开口；以及至少一个沿侧壁的上部部分设置的耦合结构体。杯状部分包含聚合物材料。所述容器还包含封口件部分，所述封口件部分具有下部封口件以及含有至少一个可移动部分的上部封口件部分，所述下部封口件被配置成啮合所述杯状部分的耦合结构体以使封口件部分固定到杯状部分，所述可移动部分被配置成选择性地使孔暴露和隐藏。在一些实施方案中，所述孔提供到杯状部分内部的通道。
在其它实施方案中，所述容器还包括位于所述孔下方的可拆卸密封元件。所述密封元件是流体隔体，其防止在所述孔和杯状部分的内部之间流体连通。在一个实施方案中，密封元件是膜，所述的膜被配置成被破坏的(compromised)，以使孔与杯状部分的内部流体连通。在另一个实施方案中，密封元件附着于侧壁的顶端边缘上。
在一些实施方案中，使用热成型工艺制造杯状部分。在其它实施方案中，杯状部分包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯和/或任何其它材料。在再其它实施方案中，杯状部分包含至少两层。在一些实施方案中，容器通常是气密性的。在其它实施方案中，杯状部分包括通常的圆柱体形状。在再其它实施方案中，杯状部分包括斜度角(draft angle)，以使杯状部分包括通常的截头圆锥体形状。
在另一个实施方案中，耦合结构体包括从侧壁向外凸出的阳性特征。在一个实施方案中，耦合结构体包括从侧壁朝杯状部分的内部向内凸出的阴性特征。在一个备选实施方案中，耦合结构体被配置成利用咬合(snap)连接，选择性地附着于杯状部分及从杯状部分脱离。在再其它的实施方案中，耦合结构体被固定地附着于杯状部分上。
在一些实施方案中，下部封口件和上部封口件部分是整体的元件。在其它实施方案中，可移动部分选自由帽、咬合封口件、可拆卸膜密封、盖子和多片接合封口件组成的组中。在再其它实施方案中，封口元件还包括遮盖物，所述遮盖物被配置成选择性地位于上部封口件部分之上。在一些实施方案中，遮盖物铰链附着于封口元件。
在一个实施方案中，容器包含下部的杯或罐部分。下部的杯或罐部分包含至少一个被配置成使杯或罐部分附着于封口元件的耦合结构体。此外，容器包含被配置成固定到杯或罐部分的封口元件。封口元件包括开口，饮料或其它材料可以通过该开口达到罐或杯状部分的空腔内。在其它实施方案中，容器还包括密封元件，所述的密封元件被配置成位于封口元件和容器内部空腔的至少一部分之间。
在一些实施方案中，热成型设备包括含有至少一个流体开口的型腔模塑部。在一些实施方案中，所述流体开口与流体输送或真空源流体连通。热成型设备还包括被配置成容纳在型腔模塑部内的型芯部分。在一些实施方案中，型芯部分包含外壳和内型芯棒，所述型芯棒被配置成选择性地将片材移动到型腔模塑部内。在一些实施方案中，型芯包括至少一个流体开口。在一些实施方案中，在型芯内的流体开口与流体输送或真空源流体连通。
在一些实施方案中，型腔部分和型芯部分中的至少一个包含高传热材料。在其它实施方案中，型腔部分和型芯部分中的至少一个包含一个以上的冷却通道，所述冷却通道被配置成在其内接收和输送低温或非-低温流体。在其它实施方案中，型腔模塑部包括阳性或阴性特征，所述阳性或阴性特征被配置成在热成型杯子或其它制品中制备相应耦合结构体。
在一些实施方案中，热成型杯子的方法包括将聚合物片材放置在型腔模塑部之上；使型芯部分的型芯棒朝型腔模塑部的型腔降低，以迫使片材进入到型腔模塑的型腔内；以及在型腔模塑部的一个或多个流动通道内产生真空，以迫使片材朝向型腔模塑部的模塑表面。在其它实施方案中，所述方法还包括在将所述型芯棒降低到型腔模塑部的型腔内之前，引导来自流体源的流体通过在型芯中的一个或多个流体通道，以将片材预拉伸。
在再其它的实施方案中，所述方法还包括使所述型芯部分的型芯套管降低进入到型腔模塑部的型腔内，以及沿着一个或多个沿型芯套管的外部设置的流体通道形成真空，和通过使型芯部分从型芯中升高，以将热成型制品从型腔中移出。在其它实施方案中，所述方法还包括通过降低型芯棒和/或将一定体积的空气排出到型芯套管的外部通道，以移出热成型产品。在一些实施方案中，型芯部分和型腔模塑部中的至少一个包含高传热材料或硬化材料。在其它实施方案中，型芯部分和型腔模塑部中的至少一个包含一个或多个冷却通道。
一种类型的封口件是附图中示出的封口件。用于这种类型罐的封口件可以是大的，具有优选为约35-90mm、包括约50-54mm的直径，并且密封在凸缘表面上。优选的封口件起着作为盖子和封口件的双重目的。封口件本身可以包括喷口。在一个实施方案中，喷口包含塑料，包括高强度塑料比如HDPE和/或在下文中其它地方描述的其它塑料和材料，并且所述喷口具有一侧与喷口连接而另一侧连接杯子的凸缘部分的薄密封元件。在一个实施方案中，该薄密封元件包括铝箔。在一个优选实施方案中，薄密封元件包括多于1层，并且包括一层或多层塑料材料、粘合剂、纸、金属箔或其它材料。在一个实施方案中，封口件包括拉环或类似的可拆卸、可移动或可替换部分，以提供产品的整体性并且一旦将拉环或其它结构体移动或拉掉，而容易进行分配。备选地，在使用被附着到金属盖中的开口上并且可以被拆卸以获得内容物的入口的拉环或箔的情况下，低成本的铝盖可能卷边。
所述杯或罐部分本身优选一般为圆柱体，或它可以对于壁体具有斜度角，优选地具有小于约5度的小斜度角。所述罐可以通过任何合适的方法制备，所述的方法包括但不限于挤出、挤塑、挤出吹塑、注射吹塑和热成型。在某些优选实施方案中，使用热成型。在优选的热成型方法中，该方法可以在真空帮助下使用堵头，以产生具有合适材料分布的罐。热成型可以以非常高的生产率、低成本制备罐。容器能够在一个现场进行全部的形成、罐装和包装。
在一个实施方案中，被配置成热成型塑料材料的模塑设备包括芯和型腔部分。型腔部分限定一个内部空间，并且被配置成至少部分地容纳所述芯。型腔部分包括一个或多个与型腔部分的内部空间流体连通的内部通道。在一些实施方案中，芯和/或型腔部分包含高传热材料。
在一个实施方案中，被配置成热成型塑料材料的模塑设备包括芯，所述芯具有至少一个内部通道和至少一个在芯表面上的开口。所述开口与所述通道流体连通，并且所述芯包含高传热材料。
在另一个实施方案中，被配置成热成型为瓶子的塑料物质或元件包括具有多个外螺纹和颈部凸缘的上部圆柱体部分，以及具有一定体积的挤出塑料材料的下部杯状部分。杯状部分包括底壁。所述体积的挤出塑料材料可以热成型为容器。在还另一个实施方案中，热成型塑料制品的方法包括在芯和型腔部分之间提供塑料制品。型腔部分包括型腔和至少一个与该型腔流体连通的内部通道。所述方法还包括使芯相对于型腔部分移动，以使塑料制品的至少一部分位于芯和型腔部分之间；使一定体积的流体通过通道从型腔移出；以及使用高传热材料将塑料制品的至少一部分冷却。
附图简述
参考一些实施方案的附图，描述本文中出现的各种不同的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点，所述一些实施方案意在说明而并不是限制这些装置、系统和方法。附图包括七十三(73)幅图。应当理解，所述附图是为了说明本文论述的实施方案的概念，并且可以是不成比例的。
图1A示出了根据一个实施方案的多层杯状元件的横截面图，该多层杯状元件具有外层与耦合结构体；
图1B示出了由图1A的杯状元件制成的容器的一个实施方案的横截面；
图1C示出了图1B的容器和封口件沿1C截取的一部分的放大图；
图1D示出了根据另一个实施方案的容器和封口件的一部分的放大图；
图1E示出了根据再另一个实施方案的容器和封口件的一部分的放大图；
图2A示出了根据一个实施方案的杯的一部分的横截面图，该杯的上部部分没有螺纹；
图2B示出了根据另一个实施方案的杯状部分的横截面图；
图2C示出了根据一个实施方案的多片接合杯的一部分的横截面图；
图3示出了根据另一个实施方案的杯子的横截面图；
图4示出了根据另一个实施方案的杯子的横截面图；
图5示出了包含杯状部分、封口件部分和密封的容器的一个实施方案的展开图；
图6示出了根据一个实施方案的密封的顶视图；
图7示出了根据一个实施方案的帽子的侧面局部剖视图；
图8A至8E示出了根据一个实施方案的真空热成型方法的时间顺序步骤的示意图；
图9A至9D示出了根据一个实施方案的包括预拉伸的真空热成型方法的时间顺序步骤的示意图；
图10A至10E示出了根据另一个实施方案的真空热成型方法的时间顺序步骤的示意图；
图11A至11E示出了根据另一个实施方案的包括预拉伸的真空热成型方法的时间顺序步骤的示意图；
图12A至12E示出了根据一个实施方案的包括型芯辅助的真空热成型方法的时间顺序步骤的示意图；
图12F示出了在图12B中所示的型芯的正面部分的详细侧视图；
图13A至13E示出了根据一个实施方案的包括预拉伸和型芯辅助的真空热成型方法的时间顺序步骤的示意图；
图14A至14G示出了根据一个实施方案，真空热成型设备在操作中的时间顺序步骤的侧视图；
图15示出了根据一个实施方案的热成型设备的型腔部分；
图16示出了根据另一个实施方案的热成型设备的型腔部分；
图17A和17B示出了根据一个实施方案，在热成型之后从所述芯或型芯移出的所形成产品的侧视图；
图18A至18C示出了说明根据一个实施方案，真空热成型设备在操作中的时间顺序步骤的侧视图；
图19示出了根据另一个实施方案的真空热成型设备的侧视图；
图20示出了根据一个实施方案的具有单独加热区的加热器的横截面图；
图21示出了被图20的加热器加热的塑料片材的示意图；
图22示出了根据一个优选实施方案的芯或型芯的横截面图；
图23示出了根据一个实施方案的芯的横截面图；
图24示出了根据一个实施方案的热成型设备的芯和型腔部分的侧视图；
图25示出了根据另一个实施方案的热成型设备的芯和型腔部分的侧视图；
图26示出了根据一个实施方案的热成型设备的型腔部分的侧视图；
图27示出了根据一个实施方案的芯或型芯的横截面图；
图28示出了根据一个实施方案的热成型系统的侧视图；
图29示出了根据一个实施方案的包括两个分站(station)的热成型系统的顶视图；
图30示出了根据一个实施方案，包括旋转芯台板的热成型系统的侧视图；
图31示出了根据另一个实施方案的包括两个分站的热成型系统的顶视图；
图32示出了根据一个实施方案的包括四个分站的热成型系统的顶视图；以及
图33示出了根据一个实施方案，包括外螺纹和颈部凸缘的可成型制品的透视图。
优选实施方案的详细描述
本申请涉及用于容纳饮料、食物、食物饮料和其它食品的装置，以及制备和组装该装置的系统和方法。在一些实施方案中，使用真空和/或压力热成型法制造杯状部分。然而，可以通过任何合适的方法，包括但不限于其它形式的热成型、挤出、压塑、注塑、吹塑和/或它们的组合制备容器的杯状部分。所形成的产品可以包括一个或多个用于附着封口元件的耦合结构体。封口元件可以啮合和/或耦合至杯状部分，以提高水密和/或气密性的两片接合或多片接合容器。在一些实施方案中，可以在杯状部分和封口元件之间，设置可拆卸密封元件。
尽管本文中的实施方案涉及饮料容器的制造，但是应当理解所述的特征和公开内容可以应用于例如一个或多个其它装置、系统和/或方法，比如其它类型的容器和其它合成材料的制备。
多片接合容器
图1A示出了杯202或罐的改进实施方案。杯202具有限定耦合结构体207的上部部分132，所述耦合结构体207被配置成容纳封口件。如本文所述的，术语“耦合结构体”是广义术语，它根据通常的意思使用并且可以包括但不限于比如阳性特征(例如，突起，突出物、凸缘等)或阴性特征(例如，缺口、凹口等)的特征。如本文中更详细描述的那样，耦合结构体可以被有利地构造成啮合封口元件，以将封口元件固定在适宜的位置上。术语“杯”、“罐”和“容器”在本文中可以相互交换使用。
在图1A中，所示的耦合结构体207为适合于容纳封口装置的一部分的凹口形式。耦合结构体207可以在杯202的一个或多个部分周围延伸。在其它实施方案中，耦合结构体207在杯202的整个周缘或圆周周围延伸。耦合结构体207可以具有弧形(例如，半圆形)、多边形、v-形、u-形或任意其它横截面的剖面。尽管图1A中没有示出，但是结构体207可以是突起，比如环状隆起。任选地，杯202可以具有多个耦合结构体207，因而各种构造的封口件可以附着于由该杯形成的容器上。杯202的上表面205和一个或多个耦合结构体207之间的距离以及结构体207的形状都可以改变。例如，由用于密封和封口由杯202所制成的容器的封口元件的几何形状，确定这些尺寸、形状和其它特性。因此，耦合结构体207的大小、形状、尺寸、取向、位置和/或其它特性都可以不同于本文中所论述和示出的。
图1B示出了由与图1A所示的杯202类似的杯202制备出的容器211。根据一些实施方案，封口件213附着于容器211的上部部分132。封口件213可以是一片接合或多片接合的封口件。在一些实施方案中，封口件213可以暂时或永久性地附着于容器211。当使用液体时，可以将整个封口件213从容器211中移出。在其它实施方案中，在使用过程中，可以将封口件213的一部分移出，而封口件213的另一部分仍然附着于容器211上。封口件213可以半永久性地或永久性地附着于容器上。如果封口件213是半永久性地附着于容器211上，则可以将封口件213从容器211上拔掉。在一个实施方案中，如果封口件213被永久性地附着于容器211，则封口件213和容器211可以形成通常的整体。
如图1C中所示，杯的上表面205和封口件213可以形成密封231，优选地形成气密密封或其它密封，以抑制或防止液体在容器211和封口件213之间逃逸。在其它实施方案中，密封231可以是气密性或基本上气密性的，以使容器能够适当地储存碳酸饮料。任选地，容器211可以具有垫片或可拆卸密封。例如，容器211可以具有可拆卸密封，比如附着于容器上缘的膜，或可以拆卸的封口件213的一部分。在一些实施方案中，所述密封由塑料或其它合成材料制造。密封可以是较薄的膜。然而，在其它实施方案中，密封元件可以是较厚的。
可拆卸密封可以具有有利于抓住及拆卸密封的拉环、环形物、凹口和/或其它抓取元件。备选地，为了打开容器211，由可以被断裂、刺穿和/或其它方式破坏的元件或片材，可以形成密封231。例如，密封231可以包括被穿孔或以其它方式攻破的区域，当消费者希望进行穿孔或以其它方式攻破时，这样的区域可以容易地被他或她所破坏。
在图1A所示的两层杯子的实施方案中，容器211的外层203由例如通常的高强度材料或刚性材料比如聚丙烯(PP)等形成，以使凸缘209可以在封口件213和外层203之间被压缩，以确保维持密封231的完整性。尽管一些图示和描述提及或描述的是单层或多层杯的实施方案，但是本文中任何的杯实施方案都可以是单层或多层，并且对层数量的任何给定描述都不应当被认为对层数量的限定。
如图1B和1C所示，封口元件213可以包括主体215和盖218。主体215可以通过铰链221(例如，起着活铰链或者其它允许移动的结构的作用的成型材料，或者任何其它可移动的元件或特征)连接到盖218上。如图1B所示，插销或柄脚217可以将盖218紧固到主体215上。为了打开封口元件213，可以移动插销217以释放盖218。备选地，盖218和主体215可以是单独的片，以便盖218可以从主体215中移出。当封口元件213在开启位置时，可以将内容物从容器211中放出，优选同时主体215保持附着在上部杯口(upper finish)上。从容器211移出所需量的食品、饮料和/或其它可食用或不可食用的材料之后，盖218可以返回到封口位置，重新密封容器。
可以将封口件213的主体215可松开地耦合到杯子的上部部分上。例如，主体215可以咬合、螺纹连接或以其它方式啮合到上部部分132上。备选地，主体215可以永久性耦合到上部部分132上。上部部分132包括一个以上的封口件附着结构227，以便封口元件213可以咬合或以其它方式放到容器上以及脱离容器。在图示实施方案中的上部部分132具有阴性特征形式的封口件附着结构227比如凹口或缺口。主体215可以通过焊接或熔融工艺(例如感应焊接)、粘合剂、摩擦相互作用和/或其它方式永久性地耦合到外层203上。
可以将容器211配置成容纳各种类型的封口件，比如BapcoClosures Limited(英国)生产的
封口件(或类似的封口件)、螺帽、咬合式封口件、铝汽水罐盖、喷口顶端和/或类似物。技术人员可以设计容器211的上部杯口，以容纳不同构造的封口件。
继续参考图1B，容器211在一些实施方案中很适合用于热罐装应用。取决于所使用的材料，容器211在热罐装工艺过程中通常可以保持其形状。在热罐装之后，容器211的上部部分的最后尺寸优选基本上与它们的初始尺寸相同。在热罐装实施方案中，杯子可以由单层的合适材料制成，或它可以由多层片材(即，两层或更多层)制成。例如，内层可以由用于接触食品的材料比如PET形成。外层可以包括适用于热罐装的可模塑材料(例如，PP、泡沫材料、结晶或半结晶材料、层状材料、均聚物、共聚物、上述材料的组合以及本文所述的其它材料)。即使在热罐装过程中和/或热罐装之后，外层也给上部部分132提供尺寸稳定性。外层的宽度可以增加或降低，以分别增加或降低上部部分132的尺寸稳定性。优选地，上部部分132的至少一部分(包括多层结构体中的一层)包含具有高热稳定性的材料；然而，上部部分132也可以包括具有低温稳定性的材料，并且可以完全由这样的材料比如非热罐装应用的材料制成。
另外，杯子的尺寸稳定性保证了封口元件213保持附着于容器211上。例如，杯子可以包括高强度材料(例如，PP)，并且可以保持其形状，从而防止了封口件213意外地从容器211脱落下来。
参考图1D，容器可以包括含有用于咬合配合的封口件附着结构227。在图示的实施方案中的杯的上部部分具有阳性特征形式的封口件附着结构227，比如适用于啮合封口件213的突起、凸缘等。备选地，封口件附着结构227可以是阴性特征形式，比如凹口。封口件213可以具有一片接合或多片接合结构。图示的容器211具有形成上部杯口的向上渐缩的壁。上部杯口的渐缩部分可以支撑着咬合帽式封口件213，并且形成密封。如所论述的，在容器和封口元件213之间，可以包含一个以上的分开的密封元件。
在图1E中，显示了耦合结构体227的又一个实施方案。耦合结构体227是沿着容器的上部部分设置的凸缘或其它类似的特征。如所示，凸缘垂直延伸到容器211的通常为圆柱体的外壁。然而，应当认识到，凸缘或其它耦合结构体可以相对于容器壁大体垂直的角度延伸。凸缘或其它耦合结构体227可以在容器211的整个周缘附近延伸。备选地，凸缘可以从只在一些战略上设置的位置上的容器壁延伸。在一些实施方案中，封口件213被配置成套在凸缘上，以密封容器。
图2A示出了根据另一个实施方案的杯220的一部分。如所述那样，杯220具有上部部分225以及从上部部分225向下延伸的主体部224。在一些实施方案中，杯220在其上端具有开口226。此外，杯200的上部杯口可以具有各种有助于与帽、盖或其它封口元件耦合的构造。在形成杯220时或在随后的工序中，可以在杯220上任选形成上部杯口的各种缺口、凸起和其它特征。
图2B示出了已经将封口件附着结构228附着到上部区域225上之后的杯220的一个实施方案。预期在将杯220制备成容器之前或之后，可以将接合咬合帽的结构或其它类型的安装或附着结构附着到上部区域225上。例如，在将杯模制(例如，吹塑、热成型、压塑、注塑或以其它方式制备成容器)之后，可以将封口件安装结构228附着到杯220上。
杯可以具有彼此附着或耦合的其它部分。图2C示出了具有上部杯口240至少一部分的杯234，其中上部杯口240耦合到杯的主体242上。图示的杯234具有与杯234的下部部分252的上端250耦合的部分238。该部分238可以包括与下部部分252不同的材料和/或微结构。在一些实施方案中，部分238包括结晶材料。因此，杯234可以适用于热罐装应用。下部部分252可以是无定形的，以便有利于吹塑工艺。在一些实施方案中，上部部分238包括与下部部分252不同的材料。应当认识到，可以使用一种或多种不同材料制造杯和/或杯的独立部分。技术人员可以选择形成杯子的材料。在图2A至2C中示出的杯可以具有单层或多层壁。
上述包括单层和多层杯子在内的杯子可以具有其它形状、大小、尺寸和/或构造。例如，图3示出了具有渐缩主体部分272和上部杯口274的杯270。如所示，杯270具有支撑环278以及一个或多个优选被配置成与咬合封口件或其它类型封口件相配合的封口件附着结构279。此外，图4示出了杯子的另一个实施方案。所示的杯280包括主体部分281以及上部杯口282，其中主体部281包括下部端帽283。图3和4示出的杯可以是单层或多层杯(例如，具有如本文所述的层)。可以将上述杯形成不带上部杯口或带有任何合适的杯口，包括在本申请中描述和/或示出的那些。
如上所述，可以使用一个或多个封口元件或类似的装置以密封容器。如本文使用的，术语“封口件”是广义的术语，它根据通常的意思使用并且可以包括但不限于帽(包括咬合帽、翻转帽、瓶帽、卷边帽、螺纹瓶帽、防盗帽等)、冠状封口件、可穿孔或可拆卸箔或膜密封、盖、铝罐盖、多片接合封口件(例如，Bapco Closures Limited(英国)生产的
封口件或类似的封口件)、咬合封口件和/或类似物。
在一些实施方案中，封口件可以具有一个或多个提供其它优点的特征。一些封口件可以具有一个或多个下列特征篡改识别(tamperevident)特征、抗篡改(tamper resistant)特征、密封增强件、储存用隔室、有利于封口件拆卸/放置的抓取结构、无溢出的特征以及它们的组合。
封口件可以具有一片接合(one-piece)或多片接合的构造，并且可以被配置成用于永久性或临时耦合到容器上。例如，图1B所示的封口件具有多片接合的构造，而其它封口件可以具有一片接合的构造。术语“封口件”、“封口元件”、“帽”和“盖”在本文可以交换使用。如本文使用的，术语“帽”是广义的术语，它根据通常的意思使用，并且可以包括但不限于适用于附着在罐、瓶或其它容器上的帽或盖，所述的其它容器包括被配置成容纳饮料、液体、液体食品或软食品的那些。鉴于本发明的公开内容，可以将带有一种形式的耦合结构体的封口元件的实施方案进行改进，以形成用于具有不同耦合结构体或构造的容器的帽或其它封口件。在一些实施方案中，封口元件可以通过各种方法啮合容器或附着于容器上，所述的各种方法比如声波焊接、感应焊接、多步模塑工艺、粘合剂、热成型、卷边、咬合配合、摩擦配合、压力配合、耦合和/或类似方法。
封口件可以具有一个或多个为储存而构造的隔室。隔室可以容纳能够被添加到所结合容器的内容物中的添加剂。在一些实施方案中，添加剂可以影响容器内容物的特性。添加剂可以是固、气和/或液态。在一些实施方案中，添加剂可以影响下列中的一种或多种芳香味(例如，添加剂可以包含有香味的气体/液体)、气味、颜色(例如，添加剂可以包含染料(dies)、颜料等)、营养成分(例如，添加剂可以包含维生素、蛋白质、碳水化合物等)和/或它们的组合。添加剂可以从封口元件输送到随后摄取的容器内的内容物中。优选地，这样的添加剂有助于提高内容物的合意性和消费体验。根据一些实施方案，一个或多个容纳添加剂的内部隔室可以在封口元件移出过程中释放出添加剂，因而混合物是新鲜的。然而，隔室可以在封口元件从容器中移出之前或之后打开。在一些实施方案中，封口元件可以包含能够在封口元件与容器分开之后破裂(例如，刺穿)的隔室。隔室可以因刺穿过程、撕裂和/或类似方式而破裂。隔室可以具有用于释放容纳于其内的添加剂或成分的结构。在一些实施方案中，容器可以包括带有拉拔堵头、咬合帽或其它合适结构的结构，以释放隔室的内容物。
容器还可以包括与封口件分开的密封。这样的密封可以附着到封口元件上和/或可以形成封口元件自身的一部分。可以在封口件被附着之前或之后，将该密封应用到容器上。可以采用密封工艺(例如热、感应、粘合剂)，将密封元件在容器被罐装之后附着在容器的上部杯口上和/或附着到封口件的整体或部分上。密封可以与附着于封口件上的衬垫相类似或不同。密封可以是确保容器内容物完整性的气密性密封。在一些实施方案中，密封的元件可以被配置成使容器是防溅出的。
在其它实施方案中，密封元件包含下列材料中的一种或多种金属(包括金属箔比如铝箔)、塑料、粘合剂、纸和其它材料。在一些优选实施方案中，密封是包含一个或多个层的层压体，其中每一个层都可以为不同的材料(包括不同的塑料或不同的金属)或材料的组合(例如，层可以包含浸渍有粘合剂的纸或纤维增强的塑料)。密封还可以是封口件的一部分。可以通过密封或焊接工序，包括热或感应密封等，将密封应用到容器和/或封口件上。然而，使用其它合适的附着工艺，例如可以使用粘合剂，可以将密封附着到容器和/或封口件上。术语“密封”、“密封元件”和“密封的元件”在本文中可以交换使用。
封口元件可以具有适合于啮合封口安装结构(例如，螺纹、咬合帽配合件、
配合件、喷口件(spout)和/或类似结构)的内表面。内表面可以提供有些润滑性的表面，以有利于从容器中移出封口件。例如，封口件可以包括润滑或低摩擦材料(例如，烯烃聚合物)，以啮合形成容器的材料。例如，如果封口件由PET形成，则封口件可能被PET容器粘住或锁住。因此，封口件(包括咬合帽、扭转帽等)可能需要较高的力以移出封口件。有利地，采用润滑或低摩擦材料的封口件可以降低移出力，从而方便移出封口件。润滑或低摩擦材料优选提供足够的摩擦，以使封口件可以保持耦合到所结合容器，同时也允许方便封口件移出。因此，可以选择润滑或低摩擦材料，以得到所需的移出力或扭矩。然而，在其它实施方案中，根据特殊应用的要求或需求，封口元件可以包含非-润滑材料或较低-润滑材料。
图5示出了包括可拆卸密封功能的罐的一个实施方案。所述罐可以包含杯状部分320，例如，在一些实施方案中，所述杯状部分320包含一种或多种合适的材料或材料的组合，所述材料比如玻璃、金属、一种或多种塑料或聚合物材料和/或等。在一些实施方案中，杯状部分320包括与封口件比如图示的盖324啮合、配对或耦合的耦合结构体。杯状部分320的开口端可以被密封元件322所覆盖。在其它实施方案中，密封元件322只是部分地覆盖杯状部分320的开口端的开口。
图5和6中示出了密封元件322的实施方案。密封元件322可以被密封、焊接、粘附或以其它方式附着到杯状元件320、封口元件324和/或这两种上。此外，密封元件322可以被密封到杯状部分320和/或封口元件324中全部或至少一部分。密封元件322可以包括比如通过拉拉环328或类似结构而可以被拆卸的可拆卸部分326，所述拉环328或类似结构固定到可拆卸部分326上或与可拆卸部分326形成整体。在可拆卸部分326被固定或密封到可移动部分330上的一些实施方案中，借助于可移动部分330，可以移出可拆卸部分326。在一些实施方案中，可拆卸部分可以只是部分被移出，以得到获取容器内容物的通道。备选地，可拆卸部分可以整体上移出，然后丢弃。
可拆卸部分326还可以通过比如通过吸管、帽的一部分或一些其它物体在可拆卸部分上向下按压而移出，从而得到获取内容物的通道。在一些实施方案中，可拆卸部分可以与可移动部分330直接相邻布置或附着于可移动部分330。在一些实施方案中，可拆卸部分326由一个或多个分界线327限定而成，所述分界线327适合于允许选择性或优先沿着这样分界线327和/或类似物撕裂、破裂、折断。这种适合可以采取的形式有穿孔(穿过一个或多个密封层)、划线、变薄部分、变弱部分等。例如，可拆卸部分326可以具有任何合适的形状，比如楔形、矩形、三角形、其它多边形、圆形、卵形、不规则形状和/或类似形状。可以具有如图5中那样的两个或更多个部分，或如图7的单一曲线。如果存在两个或更多个部分，则这些部分可以相交或可以不相交。在另一个实施方案中，可拆卸部分326包括适合于比如通过吸管、手指、器具或工具进行穿孔或以其它方式变弱或容易被破坏的区域(例如，比其它密封部分更薄)。
参考图5和7中所示的实施方案，通过合适的手段，包括但不限于咬合帽、与本文中所描述和示出的耦合结构体啮合等，可以将封口元件324附着到杯320或底部上。在图5示出的实施方案中，封口件324包括可以被拔起和/或移出的可移动部分330。部分330的拔起和/或移出可以帮助使密封322的至少一部分(例如，可拆卸部分326)暴露。在所述密封被至少附着到封口件324的可移动部分330上的其它实施方案中，随着可移动部分完全或部分地移出附着于其上的密封的至少一部分，部分330的拔起和/或移出可以使容器的内容物暴露。在一些实施方案中，封口件324的可移动部分330和密封元件322的可拆卸部分326具有类似的尺寸和形状。在优选实施方案中，密封元件322的尺寸和形状适合于允许个人容易地从容器中饮用或倒出。应当意识到，可移动部分330和/或密封元件322的可拆卸部分326的形状、尺寸和其它特征可以不同于本文中所示。
可移动部分330可以包括一个或多个分界线332、334，所述分界线332、334适合于允许选择性或优先沿着这样分界线332、334撕裂、破裂、弯曲和/或折断。这种适合可以采取的形式有穿孔、切割部分(例如，沿着封口件等的盖和/或侧壁)划线、变薄部分、变弱部分等。可拆卸部分330可以具有任何合适的形状，比如楔形、矩形、三角形、其它多边形、圆形、弯曲形状(curvate)、卵形、不规则形状和/或类似形状。可以具有如图5中那样的两个或更多个部分，或如图7的单一曲线。如果存在两个或更多个部分，则这些部分可以相交或可以不相交。
在一些实施方案中，可移动部分330可以被完全拆除并且可以被丢弃。在其它实施方案中，可移动部分330被保持，目的在于后来能够用一个或多个用作活铰链的边界线部分进行再密封。在图5所示的实施方案中，边界线332被刺穿，以允许沿着边界线334撕裂，所述边界线334起着允许可移动部分330在箭头的方向上向上枢轴转动的活铰链。这样可以允许达到密封和/或内容物。一旦向上枢轴转动，就可以例如通过机械装置比如一个或多个夹具、拉环、钩子、咬合配合件、压力配合件或其它啮合和/或紧固机构或两种以上的这些项目的组合，将可移动部分330紧固。任何其它类型的紧固装置也都可以使用，无论是机械还是非机械的。例如，可以采用暂时性或永久性粘合剂或其它粘性材料，以紧固所述可移动部分330。在图7的实施方案中，将密封322附着到可移动部分330的至少一部分上，以使可以通过举起可移动部分330，而实现获取容器的内容物。
制造容器的系统、装置和方法
可以通过任何合适的方法，包括但不限于热成型、注塑、压塑、吹塑、滚塑、浸渍模塑和/或其它方法，制备封口件部分。封口元件可以是单层或多层结构，并且可以包含在本文中描述的一种或多种材料。
容器的主体部分，也可以被称作杯、杯状部分或罐，可以通过例如任何合适的工艺比如挤出吹塑、挤塑、挤出、注塑、注射吹塑、热成型和/或类似工艺进行制备。在挤出和/或热成型工艺中，形成所述主体的片料可以被制备为单层或多层，并且可以包含本文中描述的材料的任意组合。注塑或注射吹塑可以使用一种或多种材料，以制备出单层或多层容器。通过重叠注射(overinjection)，包括通过注射重叠注射(inject-over injectmolding)模塑，共注射和/或其它方法，随后使用或不使用吹塑的情况下，可以制备出多层注射容器。此外，容器的杯和/或封口件部分可以被涂布(例如，通过浸涂、喷涂、流涂等)。
如在本文中所公开的，用于制备或加工容器，包括封口件和杯这两者的合适方法、装置和材料包括但不限于在美国专利6,312,641、6,391,408、6,676,883、6,352,426，和6,808,820、美国专利申请公布2004/0071885、2006/0065992、2006/0073298和2006/0073294，以及美国专利申请11/179,025、11/405,761、60/892,515和60/809,974中描述的那些，所有这些专利或专利申请都通过引用将它们的全部内容结合在此。
用于构造的几种方法的起始材料包括经挤出的片料。片料可以具有单层或多层构造，并且可以包含活性或钝态的阻隔层或其它功能性，比如UV吸收。经挤出的片材可以从一个或多个系统(例如，标准、传统或常规系统等)输送到模塑设备。在形成之前，例如可以通过一种或多种方法，比如蒸汽、过氧化氢、其它化学或物理处理、UV、火焰、γ射线、等离子体处理和/或类似处理，进行清洁和/或灭菌。
热成型
在一些优选实施方案中，采用热成型以模塑容器的罐或杯状部分。可以使用任何形式的热成型以制备罐的杯状部分。下面的论述涉及一些热成型工艺，并且应当被看作不包括其它工艺。
如本文中更详细描述的，一些制造方法可以包括圆柱形或不同形状容器的真空、型芯辅助和/或压力形成的组合。根据一些实施方案，这样的容器可以包括最少的草案、长的绘画和/或复杂的基底设计。在一个实施方案中，所使用的工艺和加工装置或方法有助于模塑在容器的最上部分中的轮廓(contour)。容器可以包含各种不同的凸缘和/或其它封口件的界面表面，在一些实施方案中，所述封口件的界面表面包括形成整体的修剪装置或其它特征。这样可以有利地将功能和/或美学设计或特征结合到所述容器中。
可以改进尤其是涉及轴向和/或圆周拉伸的真空、型芯压力和正空气压力步骤或工序的时机，以控制所制造制品的物理性质，以改变塑料材料的壁厚度分布和/或以调节所制造制品的一个或多个其它特征。这些工艺可以与一种或多种各式各样的聚合物一起使用。然而，还可以考虑将这些工序配置成利用灼热的和/或热稳定罐装过程进行PET的热定形和/或退火。
在图8A中，可以将塑料或聚合物片材402放置在模塑设备400内。如所示，可以将片材402放置在一组上夹紧元件404A、404B和一组下夹紧元件406A、406B之间。片材402可以由本文中论述的一种或多种塑料或聚合物材料制造。在所示的实施方案中，将片材402夹紧在水平位置上，所述水平位置通常与热成型模塑部420的移动方向垂直。根据一些实施方案，当被夹紧在模塑部420上方的适当位置时，片材402被保持在拉伸或延长的位置中。如所示，模塑部420是具有通常的截头圆锥体或圆柱体形状的芯模塑部。在所描述的实施方案中，模塑部420包括小的斜度角，以使最终的模塑产品例如杯子也可以包含沿着其侧壁的锥形。当然，应当意识到，模塑部可以具有不同的形状，比本文中示出和论述的实施方案更复杂或更不复杂，这取决于被模塑的物体的所需形状。模塑部420可以包含一种或多种外部结构体，比如凸缘、凸起、凹口和/或类似结构，它们可以被用于将封口件附着到如本文中描述的模制产品上。
此外，模塑部420的一个或多个部分可以包含如本文论述和限定的高传热材料。这些材料的使用可以提高系统的传热性质，从而允许对该热成型制品进行更好的冷却热以及温度控制。此外，尽管没有示出，但是模塑部420可以有利地包含一个或多个冷却通道，所述冷却通道被配置成容纳冷却水或任何其它的代替高传热材料使用或优选除使用高传热材料还使用的低温或非-低温流体。
在片材402已经相对于模塑部420被适当紧固之后，调节片材402的温度，为随后热成型步骤做准备。例如，典型地，将片材402加热到所需温度，以使片材为随后的模塑步骤产生必要的弹性。在图8B中，加热器410提供必要的热量，以使片材402的温度升高到所需水平。加热器可以包含陶瓷/陶瓷带状加热器、红外加热器、天然气加热器、对流加热器、传导加热器、电阻元件加热器、辐射板加热器、石英管或灯加热器和/或类似加热器。在一些实施方案中，可以使用两种或更多种加热器对片材402进行加热。尽管图8B中所示的加热器410位于片材402的上方，但是应当意识到，可以相对于片材402以的任何位置和任何距离布置一种或多种加热器。在一些实施方案中，加热器410可以被移动，因而根据所需加热的水平或程度，可以改变其相对于片材402的距离。还可以将加热器410配置成当片材402不需要加热时，充分移动离开模塑部420。在其它实施方案中，可以将片材402配置成被一个或多个加热器410均匀或非-均匀地加热其整个表面。
继续参考图8B，在加热的片材402中，可能产生下垂。在图示的实施方案中，下垂导致片材402软化并膨胀，因而在一个或多个区域中变得更薄。在一些实施方案中，取决于一个或多个因素比如所使用的材料类型、片材厚度、片材尺寸、片材层的数量、片材接触热的量或持续时间和/或类似情况，可以选择性地改变在加热的片材402中产生的下垂的量。在图8B中，下垂使得片材402的中心部分更加靠近模塑部420的顶表面。然而，片材402和模塑部420可以被不同地配置，使得下垂决定片材402的一个或多个部分进一步离开模塑部表面的位置。
在图8A和8B中，只有在片材402已经位于模塑部420的上方之后，才将来自加热器410的热量引入给片材402。然而，应当意识到，该过程可以是相反的，使得片材402被加热到所需温度之后，被紧固在夹紧元件之内。在再其它的实施方案中，在将片材402紧固到夹紧元件之前和同时，对其进行加热。
在一些实施方案中，如图8C所示，在已经将片材402充分加热并且位于模塑部420上方之后，可以使模塑部420向上朝片材402移动。模塑部420相对于片材402的移动，使片材402在模塑部420的外表面周围拉伸。优选地，片材402的弹性、强度和/或其它性质使得在拉伸和/或其它模塑程序过程中，防止片材402撕裂、裂开或其它方式损伤。
如所示，模塑部420可以包括多个通道424，所述多个通道424位于模塑部主体的至少一部分中，并且延伸至一个或多个模塑或成型表面408。如本文所述的，术语“模塑表面”是广义术语，它根据通常的意思使用并且可以包括但不限于任何可以在其上使用热成型、流动注塑、压塑、吹塑、注塑或任何其它类型的模塑技术或方法，塑料或聚合物材料成型的表面，而与形状、纹理、位置等无关。术语“模塑表面”和“成型表面”在本文中可以交换使用。
在图8D中，两个通道424延伸到模塑部420的上模塑表面，而其它两个通道424延伸到模塑部420的下模塑表面。然而，应当意识到，模塑部可以包括比本文中所示和所论述的通道更多或更少的通道424。此外，穿过模塑部420主体的通道424的取向可以不同于图8D所示。例如，在一些实施方案中，可以将两个以上的通道424彼此流体连通，从而在它们之间产生歧管或类似的液压布置。
优选地，通道424被配置成在任一方向上输送空气或其它流体。在一些实施方案中，通道424可以与压缩流体和/或真空源连接，以使流体在任一方向上流过通道424。如图8A至8E中所示，通道424沿着模塑部的下端与压缩流体和/或真空源连接，所述模塑部的下端通常与模塑表面408相反。根据特定模塑系统的构造和操作方案，穿过通道424的空气或其它流体的流动可以有助于迫使片材402朝向和/或离开模塑部420的模塑表面408。
参考图8D，当模塑部420向外拉伸片材402时，通过通道424的真空或吸力可以有助于将片材402朝一个或多个模塑表面408牵拉。因此，在片材402和模塑表面408之间存在的空气和/或其它流体可以通过通道424排出。这样可以有利地使得片材402与模塑部420的模塑表面408更好地相配。在一些实施方案中，在片材402已经与模塑部相配之后，它可以被冷却以保持其模塑形状。例如，使用各种方法，比如将冷却空气或其它流体直接引入在片材402上和/或片材402的附近、引导冷却流体穿过一个或多个位于模塑部分内的冷却通道、使用一个或多个冷却装置或方法冷却整个模塑部420和/或类似方式，可以使模塑的片材402冷却。
如图8E所示，一旦片材402已经得到充分的冷却，就可以通过一个、一些或全部的通道424将一定量的空气或其它流体引入，以促使其从模塑部420中移出。因此，在一些实施方案中，通过通道424的流动方向与到模塑部420的用于使片材402成型的真空或吸引流相反。输送到模塑表面的空气可以有助于将模塑的片材402与模塑部420的模塑表面408分开。优选地，在模塑处理过程中，通过通道424引导到一个或多个的模塑表面408的空气流速足以克服任何在模塑表面408和片材402之间出现的模塑粘合力或结合力。
在其它实施方案中，可以使用一种或多种物理分离方法，以使模塑片材402与模塑部420分开。例如，通过向相对于模塑部的相邻表面的模塑片材402施加剪切力，可以将模塑片材402从模塑部420移出。在其它实施方案中，可能不一定需要包括初始的分离步骤，因为模塑粘合力或结合力可能相对较低。例如，片材可以包含一种或多种降低与相邻模塑表面408的粘附力的组分、添加剂和/或涂层。
继续参考图8E，可以将模塑部420降低，或以其它方式移动离开模塑片材402，以完成所述过程。在脱模程序中，可以在如上所述的将空气或其它流体引入到模塑表面408之前、之后或同时，使模塑部420朝其原始位置降低。在一些实施方案中，在将模塑部420与模塑片材402分开之后，将固定片材402的边缘的夹具分开，以释放出模塑片材402。例如，模塑片材402的不适宜或不需要部分比如残留在夹具中的边缘部分可以被切割元件或其它装置(未显示)移出。由片材402热成型的杯形制品可以进行其它加工(例如，表面处理、涂布等)、冷却、运输和/或类似的处理。在一些实施方案中，例如，可以在热成型杯的一个或多个位置增添或形成耦合结构体，比如凹槽、凹口、凸缘等，以为容纳本文中所述的封口件做准备。
图9A至9D所示的模塑设备400A类似于上面相对于图8A至8E所论述的实施方案。然而，在片材402位于模塑部420上方并且被加热(图9A和9B)之后，将压缩空气或其它流体引导到片材402的下面。在图9C中，从设置在模塑部420和夹紧元件404A、404B、406A、406B之间的缺口428将空气或其它流体输送到片材402的下面。备选地，可以代替缺口428或除缺口428之外，通过模塑部420的一个或多个通道424传递空气。如果将充足的空气或其它流体输送到片材402的下方，则片材402可以向上拉伸。在图9C所述的实施方案中，片材表现出通常的圆顶-状的几何形状。例如，片材402拉伸的程度以及它表现的形状可以取决于一个或多个变量，比如所使用片材材料的一种或多种类型、片材的弹性、初始的片材厚度、被引导到片材402的下面的空气或其它流体的流速和方向、片材402的其它性质和特征和/或类似变量。
继续参考图9C，在片材402被空气向上推动的同时，模塑部420也朝片材402移动，从而迫使片材402与模塑部的模塑表面408一致。片材402的初始拉伸允许最初模塑产品在片材402的所有不同位置上都具有更均匀分布的厚度。优选地，调节由初始空气流引起的预拉伸的比率，以实现片材材料在模塑产品中的合适的厚度分布。例如，使用一个或多个阀、传感器、压力调节器等，可以实现对空气或其它流体流的调节。在图9D所示的实施方案中，在模塑部420达到其相对于片材402的最终位置之后，在离开模塑表面408的方向上，通过通道424的真空或吸引流驱除一定体积的存在于片材402和模塑表面408之间的空气。这样允许片材402更容易与模塑部420的相邻表面一致。
图10A至10E示出了热成型设备400B的另一个实施方案。在图10A中，模塑部440是包括在内部型腔442之内的模塑表面448的型腔模塑部。如所示，模塑表面448的取向能够将片材402形成类似于通过上述参考图8A-8E和9A-9D的芯模塑部420所形成的形状。热成型设备400B可以包含加热片材402的加热器410以及将片材402紧固到模塑部440上方的夹紧元件404A、404B、406A、406B。此外，模塑部440可以包含一个或多个内通道444，所述一个或多个内通道444被配置成将空气或其它流体输送到模塑表面448和/或自模塑表面448输送。如同本文中描述的芯模塑部的其它实施方案一样，模塑表面448的形状可以不同于图10A至10E中示出的形状。此外，例如，可以将模塑表面配置成包含一个或多个可以被用于将封口元件附着到成型片材402上的外部结构，比如凸缘、突起、凸起、凹口和/或类似结构。
如对于本文中前面的实施方案所论述的，模塑部420的一个或多个部分可以包含如本申请中论述和定义的高传热材料。这样的材料的使用可以提高系统的传热性质，从而对成型制品进行更好的冷却和温度控制。此外，尽管没有示出，但是模塑部420可以有利地包含一个或多个冷却通道，所述一个或多个冷却通道被配置成容纳冷却水或任何其它低温或非低温流体，以代替高传热材料的使用，或优选在除高传热材料的使用之外，还包含所述的一个或多个冷却通道。
在工作中，片材402被放置在模塑部440的上方，并且必要时，使用一个或多个加热器410或其它装置，进行加热或以其它方式软化。备选地，在被放置在模塑部440之前和/或过程中，被传送到图10A中所示的位置的片材402可以已经被加热到所需温度，以代替在被放置于模塑部440的上方之后的加热，或另外还进行在被放置于模塑部440的上方之后的加热。如图10B所示，取决于包括片材402的聚合物材料的物理和材料性质，可以将被加热的片材402配置成下垂，尤其是在通常没有得到支撑的中部下垂。应当意识到，下垂的程度、位置和其它细节可以被选择性控制。
继续参考图10B和10C，然后可以将模塑部440在被加热的片材402的方向上移动。在一个实施方案中，设置模塑部440的位置，使得模塑部440的顶表面447通常与片材402齐平。备选地，模塑部440可以位于相对于片材402为更高或更低的位置。在模塑部440已经得到适当定位之后，可以在模塑部440的型腔442内部产生真空，以导致片材402被牵引朝向模塑表面448。在一些实施方案中，比如图10C所示的实施方案，空气被引导到通道444之外，离开模塑部440的内部型腔442，从而在型腔442的内部产生必要的真空。
在图10D中，适当的真空已经使片材402沿着模塑表面448拉伸，使得片材402获得型腔442的形状。片材402被拉伸或被迫使朝向模塑表面448的速率取决于通过通道444从型腔442驱除空气的流速、片材402的厚度、材料性质、温度和其它性质和/或一个或多个其它因素。片材402可以被沿着模塑部440的模塑表面448连续拉伸，一直到将残留在片材402和型腔442之间的所有空气排除掉。
在一些实施方案中，在成型片材402已经被充分冷却之后，如图10E所示，可以通过降低模塑部440，使其从相邻的模塑表面448上脱模。可以将一定体积的空气或其它流体通过通道444输送到模塑部的型腔442。在模塑处理过程中，这样的空气或其它流体波动可以有助于克服可能在片材402和相邻模塑表面448之间出现的任何模塑粘附力。然而，应当意识到，在代替提供或除提供空气波动之外的情况下，还可以使用任何其它脱模方法，以从模塑部440上移出成型片材402。例如，可以使用一个或多个机械的(例如，脱模器)、液压的或其它类型的装置。
在图11A至11E中描述的热成型设备400C的实施方案类似于本文中关于图10A至10E所论述的实施方案。如在图11B和11C中所示，在加热的片材402被正确地放置在模塑部440的上方时，可以将空气通过通道444引入到模塑型腔442内。空气或其它流体引起片材在通常离开型腔442的方向上向外拉伸。在一些实施方案中，片材402拉伸的程度可以涉及模塑表面448的最终接触片材402的总面积。在一些实施方案中，这种预拉伸处理导致片材402拉伸，拉伸的方式使得拉伸片材402的厚度在片材402中的一些地方或全部上通常都是均匀的。备选地，可以将片材402拉伸，以产生一个或多个厚度更厚或更薄的区域。
参考图11D，然后，通过在型腔442中引入真空或吸引力，可以将拉伸的片材402牵引朝向模塑部440的模塑表面448。如上所述，在一些实施方案中，通过在离开模塑部440的型腔442的方向上，引导空气通过通道444，在型腔442内产生真空。取决于片材402被预拉伸到怎样的程度，当在型腔442内产生真空或吸引力时，片材402可能需要或不需要另外的拉伸。在一个实施方案中，在预拉伸和成型步骤之间，没有发生片材402另外的拉伸。在一些实施方案中，另外的拉伸的程度可能较小。此外，在一些实施方案中，预拉伸可能降低或消除了在模塑步骤过程中的片材402的另外的拉伸，比如图11D所示的拉伸。因此，在一些实施方案中，预拉伸可以导致在所成型制品中的片材厚度更均匀和一致。然而，在预拉伸到成型阶段(例如，从图11D所示的实施方案到图11E所示的实施方案)时，必需小心，以避免在片材402上的起皱、折痕和/或其它通常的非光滑特征或结构上弱化的区域。
图12A至12E示出了热成型设备400D的另一个实施方案。参考图12A，热成型设备400D包括其具有沿其内型腔442的模塑表面448的型腔-型模塑部440。此外，类似于本文中描述的其它配置，设备400D可以包括加热器410、夹紧元件404A、404B、406A、406B、和/或一个或多个被设置在模塑部440的主体中的通道444。为了进一步帮助在模塑部440的型腔内部成型片材402，该设备还可以包括一个或多个型芯460、堵头和/或其它类似的元件。
如本文所述的，术语“型芯”是广义术语，并且是以它的通常意义使用，并且是可以包括但不限于任何被配置成在可热成型材、固体、预成型坯或其它可模塑制品上直接和/或间接施加力或压力的元件。术语“型芯”、“芯”、“柱塞”和“堵头”在本文中可交换使用。
在图12B中，在片材402已经得到适当加热并且被放置在型腔模塑部440的上方之后，型芯460可以被引导朝向片材402。在一些实施方案中，接触片材402的型芯460的前沿表面462通常是弯曲的，以降低对片材402的冲击、撕裂和/或其它方式的损伤。例如，在图12F中，型芯460的前沿表面462通常是圆的，以更均匀地分配施加给片材402的应力。在其它实施方案中，除圆形之外，型芯460还可以具有一种或多种其它形状。例如，型芯460可以包含通常扁平的具有圆形边缘的前沿表面462。备选地，前沿表面462可以为弯曲形状(curvate)、椭圆形、卵形、多边形、多面形、圆锥形、截头圆锥形、截头球形或任何其它形状。
继续参考图12B，型芯460可以被配置成迫使片材402朝向模塑部440的型腔442。模塑部440可以在与型芯460相对的方向上移动，以代替型芯460朝型腔442的移动，或是除型芯460朝型腔442的移动之外还要进行的移动。在一个实施方案中，型芯460和模塑部440同时朝彼此移动。在其它实施方案中，型芯460和/或模塑部440是静止的。在再其它的实施方案中，尽管型芯460和模塑部440都被配置成在热成型周期中朝彼此移动，但是它们的移动并不正好重叠。例如，型芯460移动时，模塑部440可能是静止的，或者反之亦然。备选地，特殊的热成型周期可以被配置成具有当型芯460和模塑部440这两种都在移动时的时间周期和当型芯460或模塑部440为静止时的其它时间周期。
如在图12B和12C中所示，当型芯460开始迫使片材402进入到型腔442内时，空气或其它流体可以被连续或间歇地通过通道444从型腔442内部进行输送。在一个实施方案中，型芯460被降低到型腔442的相当大的深度(substantial depth)，由此迫使片材402接触限定型腔442的底部的模塑表面408，或非常接近于接触该模塑表面408。备选地，型芯460可以降低约进入型腔442的一半路程。在其它实施方案中，型芯460被降低的多于或少于进入型腔442的一半路程。例如，型芯460可以降低多于型腔442深度的约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％、99％或包括这些百分比的范围。在再其它的实施方案中，型芯460可以被降低型腔442深度的约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、3％、1％或包含这些百分比的范围。在再其它实施方案中，型芯460实际上根本没有进入到型腔442中。
在与片材402接触之后降低型芯460可以导致片材拉伸。例如，片材402拉伸与否和/或其拉伸程度可能取决于一个或多个因素，比如加热之后片材402的下垂、型腔442的深度、型芯460被降低到的深度、型芯460的尺寸、片材402的材料性质和其它特性和/或类似因素。在型芯460已经被降低到所需深度之后，它可以移动离开型腔442。如图12D所示，通过将空气从型腔内部通过通道444移出而产生的真空或吸引力可以迫使片材402朝向模塑表面448。如上所述，通过使模塑部440相对于片材402移动，可以将热成型片材402从型腔442中移出。在一些实施方案中，通过使用一种或多种机械分离方法，通过将一定体积的空气通过通道444输送到型腔和/或通过使用任何其它合适的装置和/或方法，可以帮助移出。
图13A至13E示出了包括型芯460的模塑部440的另一个实施方案。所示的变化包括在将型芯460降低进入到模塑部440的型腔442中之前和/或同时，使用预拉伸。如图13B所示，可以将空气或其它流体输送到片材402的下面，从而导致它向上移动和/或拉伸。在图13B中，显示拉伸的片材402具有通常的钟形状。然而，应当理解，在其它实施方案中，拉伸的片材402的形状可以变化。例如，可以将片材402拉伸成为圆顶形、半球形和/或任意其它形状。如上述参考图11C所示的实施方案所述的，片材402被拉伸到的程度可以涉及到片材402最终将接触的模塑表面448的总面积和/或一个或多个其它因素或考虑。
在一些实施方案中，空气拉伸处理引起片材402拉伸，拉伸的方式使得拉伸的片材402的厚度在片材402的某些地方或全部上都是基本上均匀的。继续参考图11B，被输送到片材402的下面的一定体积的空气或其它流体可以通过一个或多个通道444和/或任何存在于模塑部440和夹紧元件404A、404B、406A、406B之间的缺口进行输送。优选地，设备400E被配置成通过控制片材402的温度、用于拉伸片材402的流体的流速、压力、温度和其它性质、流体被输送到片材402的下面过程中的时间周期和/或类似性质，以调节在片材402中的拉伸。
参考图13C，可以降低型芯460和/或可以升高模塑部440，以使型芯460接触拉伸的片材402，以迫使它朝向型腔442。在型芯460已经将片材402降低到在型腔442内部的所需深度之后，它可以移动离开模塑部440。如图13D所示，在型腔442内部应用真空可以帮助迫使片材402靠着模塑部440的一个或多个模塑表面448。上述包括使用模具、型芯和预拉伸步骤的热成型方法可以被称作“使用预拉伸和堵头帮助的真空热成型”。这种热成型方法以及该方法的其它类似或不类似的变化可以特别地有助于制造具有长和/或窄形状的制品。如本文中关于其它实施方案的描述，型芯460可以有利地包括被配置成输送空气或其它流体的整体的流体通道。在一些实施方案中，型芯460包括两个以上的独立移动部分。在其它实施方案中，片材402被不均匀地加热，以改变在片材402的一个或多个区域中的拉伸性和/或厚度。
图14A至14G示意性地示出了热成型设备500的另一个实施方案，该热成型设备500用于制备如上所述的聚合物制品比如两片接合容器的杯形部分。如所示，热成型设备500可以包括具有限定型腔542的模塑或成型表面548A、548B的型腔型模塑部540。在图14A中，模塑部540的型腔542具有通常的圆柱体形状。由于聚合物片材402将沿着模塑表面548A、548B成型，并且由此呈现型腔540的形状，因此所示实施方案对于热成型圆柱体的杯形物体是特别有利的。然而，型腔540可以具有不同的形状和/或尺寸。例如，模塑部540的型腔542可以具有正方形、矩形、其它多边形、椭圆形、卵形或任意其它合适的形状。因此，限定型腔540的一个或多个模塑表面548A、548B的构造可以根据所成型产品的所需形状而定制。此外，如本文中更详细的论述，可以改进型腔540，使得最终热成型产品包括下列中的一个或多个斜度角、随深度变化的直径或开口尺寸、耦合结构体、其它美学或功能特征、圆形边缘和/或类似项目。在一些实施方案中，耦合结构体包括突起、凸起、凸缘、缺口、凹口和/或类似物。如所论述的，这样的耦合结构体可以被配置成啮合封口件，以密封、覆盖或盖住热成型杯。
此外，如在本文中公开的前面的实施方案所论述的，模塑部540的一个或多个部分可以包括如本文中论述和限定的高传热材料。这样的材料的使用可以提高系统的传热性质，从而允许对热成型制品进行更好的冷却和温度控制。此外，尽管没有示出，但是模塑部540可以有利地包括一个或多个冷却通道，这样的一个或多个冷却通道被配置成容纳冷却水或任何其它的低温或非低温流体，以代替高传热材料的使用，或者优选是除了使用高传热材料之外还包括这样的一个或多个冷却通道。
所示的型腔模塑部540可以包括一个或多个被配置成与型腔542流体连通的通道。例如，在图14A中，模塑部500包括总共4个通道。在所示的实施方案中，两个通道544A与型腔542的侧面模塑表面548A流体连通，而另两个通道544B与型腔542的底部模塑表面548B流体连通。然而，应当认识到，在其它实施方案中，模塑部540可以包括比本文示出和描述的更多或更少的通道。此外，通道可以与型腔542的任何部分流体连通。为了使与模塑表面548A、548B的形状的可能干涉最小化，通道优选包括较小的开口。此外，通道优选与型腔542的模塑表面548A、548B齐平。
继续参考图14A，通道544A、544B通过所示的液压布置而彼此流体连通。更具体而言，通道544A、544B与歧管系统580连接，如所示，歧管系统580连接从串联构造的通道544A、544B中伸出的导管582。在图14A中，导管582与单一的头部导管584流体连通，所述头部导管584被配置成将流体从多个方向引导到通道544A、544B内。此外，可以将这种单一的头部导管584配置成将流体从通道544A、544B中输出，并且进入到一个或多个其它的导管内。例如，可以通过管线586将流体从流体供给装置574引导到通道544A、544B内。此外，流体可以从与管线592流体连通的不同源引导到同样的通道544A、544B内，以代替来自流体供给装置574的流体或除来自流体供给装置574的流体外还使用这样的流体。
如本文所述的，术语“流体网络”是广义术语，并且是以它的通常意义使用，并且可以包括但不限于许多的管道、管道系统、导管、其它输送管线、阀、流体输送和断开装置、接头、配件、进口、出口、通道等。流体网络的各种不同组分可以是彼此或与系统的一个或多个其它部件直接或间接流体连通。术语“流体网络”和“液压网络”在本文中可以交换使用。
如图14A中所示，根据通过通道544A、544B的适宜流程图，可以将管线584设置成与管线586、管线588和/或管线592流体连通。在一些实施方案中，所示的热成型设备500包括可以被配置成给管线586提供压缩空气或其它流体的流体供给装置574。流体供给器可以包括能够对流体施加正压力的空气压缩机或类似的装置。此外，设备500还可以包括被配置成将空气或其它流体吸入到其中的流体吸入装置572。在一些实施方案中，流体的移出可以至少从移出流体的位置中产生局部真空。流体吸入装置可以包括隔膜泵、容积式泵和/或任何其它机械、电的或气动装置。
继续参考图14A，可以在流体供给装置574和流体吸入装置572这两者的任一侧上设置阀594A、594B、594C、594D，以更好地调节通过系统的流体流。在一些实施方案中，可以调节阀594A、594B、594C、594D，以控制被输送通过通道544A、544B以及互连流体网络的任何其它液压通道或管线的流体的下游和/或上游的流量和/或压力。如在本文中更详细地描述，例如，流体网络的一条或多条管线还可以与位于热成型设备500的其它部件比如在型芯560内部的通道568中的导管或管线连接。此外，流体网络可以包括一个或多个排出管线，这样的一个或多个排出管线可以使全部或部分流体网络与环境大气流体连通。例如，在图14A中，当阀594E开启时，管线592可以与环境大气流体连通。应当意识到，热成型设备可以包括比本文描述的实施方案更复杂或更不复杂的流体网络。例如，单一的流体网络可以包括两个或多个流体供给装置和/或流体吸入装置。在其它实施方案中，流体网络可以包括更多或更少的阀、管线、通道、配件、互连和/或类似物。
继续参考图14A，图示的热成型设备500可以被配置成在一组上夹紧元件504A、504B和一组下夹紧元件506A、506B之间接收聚合物片材502。在一些实施方案中，夹紧元件可以在片材502上施加最小的收紧力，以使热成型装置500的正常工作过程中，将被夹部分适当地保持在相邻的夹紧元件之间。在一些实施方案中，所述的一组上夹紧元件504A、504B和所述的一组下夹紧元件506A、506B可以被结合到热成型设备500的支撑结构或其它部分中。在所示的实施方案中，片材502的中心部分位于模塑部540的型腔542上方，以为热成型工序做准备。如所示，下夹紧元件506A、508A基本上与模塑部540的顶表面齐平，以使片材502接触模塑部540或非常地靠近于模塑部540的附近。备选地，可以改变片材502相对于模塑部540的垂直位置，以使片材502和型腔542的顶部之间的距离大于或小于图14A所示的距离。
在一些实施方案中，为了使其具有热成型所必需的弹性，可以将片材502加热或以其它方式软化。如本文中对于其它实施方案的描述，可以在将片材502放置于图14A所示的位置之前、过程中和/或之后进行加热。因此，可能需要一个或多个加热器，以将片材502加热到所需的温度。
热成型设备500还可以包括被配置成在通常朝向型腔542的方向上对片材502施加力的型芯560。如下文中更详细的论述，型芯560还可以被用于使热成型的片材502从模塑部540中移出。在图14A中，型芯560包括外部套管562和内型芯棒564。如所示，外部套管562可以包括与热成型设备500的流体网络流体连通的通道568。因此，可以将空气和/或其它流体输送到通道568以及从通道568输送出，这取决于流体网络是如何工作的。应当意识到，型芯560可以包括位于外部套管562和/或型芯棒564的内部的其它通道。
此外，外部套管562可以包括与通道568流体连通的环形槽566。在所示的实施方案中，外部套管562仅包括单一环形槽566，该单一环形槽566通常具有矩形的横截面形状并且位于外部套管562的底部附近。此外，环形槽566被设置为环绕外部套管566的整个周缘。然而，在其它实施方案中，槽566可以具有不同的横截面大小和/或形状，并且可以位于外部套管562的不同部分中。此外，可以在单一外部套管562中包含两个或更多个环形槽。在一些实施方案中，外部套管562在箭头561所示的方向上可选择性地朝模塑部的型腔542移动。
继续参考图14A，型芯棒564的前沿表面565的形状可以被配置成降低撕裂、冲击和/或以其它方式损伤与其接触的片材502的风险，和/或避免撕裂、冲击和/或以其它方式损伤与其接触的片材502。例如，型芯棒564的前沿表面565可以是圆的、弯曲形状、椭圆形、卵形、多边形、多面形、圆锥形、截头圆锥形、截头球形或任意其它形状。类似于型芯560的外部套管562，型芯棒564可以在箭头561所示的方向上纵向地移动。在其它实施方案中，可以将模塑部540配置成朝型芯560移动，以代替型芯560朝模塑部移动，或者是除型芯560朝模塑部移动之外还这样配置。
在一些实施方案中，型芯棒564能够相对于并且独立于相邻的外部套管562移动。这样允许型芯棒564被降低到型腔542内，同时外部套管562保持固定位置。
在一些实施方案中，热成型片材502的初始步骤包括型芯-辅助的拉伸阶段。在图14B中，当型芯棒564朝模塑部540降低时，型芯棒564的前沿表面565啮合片材502的中心部分，并且迫使它进入到模塑部540的型腔542内。如所示，当型芯棒564在型腔542内部降低时，型芯560的外部套管562可以相对于型芯棒564保持静止。备选地，一个或多个预拉伸步骤可以在图14B中所示的型芯-辅助拉伸之前。
图14C示出了预拉伸片材502的一个实施方案。在型芯棒564朝型腔542降低之前，空气或其它流体通过一个或多个的通道544A、544B被输送到型腔542内。因此，型腔542内的压力增加，并且片材502可以通常地离开模塑部540的模塑表面548A、548B被拉伸出。例如，片材502拉伸到的程度可以取决于一个或多个因素，比如片材材料、片材温度、片材厚度和其它尺寸、其它片材性质、进入到型腔542内的流体的流速以及型腔压力的最终增加、预拉伸阶段的时间持续、模塑部540和型腔542的尺寸、片材502的夹紧部分之间的间隔和/或类似的因素。在一些实施方案中，小心地监视和控制预拉伸的量，以确保它保持在适宜的范围之内。
参考图14C，为预拉伸的目的而将流体输送到型腔542内需要阀594B保持开启并且阀594A、594D和594E保持闭合。因此，由流体供给装置574产生的流体可以通过管线586和584被输送，并且由歧管系统580分配进入到各个不同的通道544A、544B中。如果热成型工序包括预拉伸阶段，则之后可以是型芯棒564的降低。一旦型芯棒564开始朝片材402降低，则可以继续或停止将流体输送到型腔542内。在一些实施方案中，型芯棒564将在与型芯棒564的移动通常相反的方向上引导预拉伸片材502朝向模塑部的型腔542。然而，在这样的实施方案中，由于片材502起初被拉伸，因此可以消除或降低由型芯棒564引起的拉伸。典型地，预拉伸工艺，与本文中描述的那些一样，可以使得加热片材的各个不同部分能够被更均匀地拉伸。因此，片材502的预拉伸可以有利地在模塑产品中提供更均匀的厚度分布。
当型芯棒564已经到达相对于型腔542的所需位置时，在模塑表面548A、548B和片材502之间残留的空气或其它流体可以通过一个或多个的模塑部通道544A、544B进行移除。在一些实施方案中，这种流体的移除可以产生真空，由此迫使片材502朝向模塑部540的模塑表面548A、548B。根据一些实施方案，为了在型腔542内产生真空，将流体吸入装置572开动，阀594A打开并且阀594B、594C和594E关闭。如图14D所示，片材502和模塑表面548A、548B之间所产生的压力降低可以引起片材502的拉伸和/或其它方式再取向，直到它与模塑表面548A、548B所限定的型腔542的形状一致。一旦片材502冷却到足够的温度，它就可以变为更加刚性的，因而它可以保持其热成型的形状。
在一些实施方案中，在本文中论述的模塑部和/或型芯部分的一个或多个表面或其它部分包含高传热材料。在一些实施方案中，高传热材料具有比铁的热传导率大的热传导率。在其它实施方案中，本文中所论述和示出的模塑部包括一个或多个温度控制通道，通过这样的通道，可以输送冷却、加热或其它类型的流体，以给模塑部和正在模塑的制品提供适宜程度的温度控制。这样的温度控制通道可以被包含，以代替高传热材料的使用，或者除使用高传热材料之外，还包含这样的温度控制通道。因此，模塑部和热成型制品(例如，杯子等)可以有利地以更快的速率被冷却。
如本文所述的，术语″高传热材料″是广义的术语，它根据通常的意思使用，并且可以包括但不限制于低档(range)、中档和高档的高传热材料。低档的高传热材料是可以比铁具有更大的热传导率的材料。例如，低档高传热材料可以具有优于铁及其合金的热传导率。高档高传热材料比中档材料具有更大的热传导率。例如，主要或完全包括铜及其合金的材料可以是高档传热材料。中档高传热材料的热传导率大于低档高传热材料的热传导率并且小于该档高传热材料的热传导率。例如，
合金、包含铜和铍的合金和/或类似的合金可以是中档高传热材料。在一些实施方案中，高传热材料可以是纯的材料((例如，纯铜)或合金(例如，铜合金)。有利地，高传热材料可以产生快速的热传递，以降低周期时间和提高生产量。例如，在室温的高传热材料可以具有大于约100W/(mK)、140W/(mK)、160W/(mK)、200W/(mK)、250W/(mK)、300W/(mK)、350W/(mK)的热传导率以及在包括这些热传导率的范围内的热传导率。在一些实施方案中，高传热材料的热传导率是铁的热传导率的1.5倍、2倍、3倍、4倍或5倍。
在一些实施方案中，在型芯-辅助拉伸阶段过程中，型芯棒564被降低到高于或低于图14B和14D所示的深度。此外，在流体吸入装置572的工作之前或过程中，型芯棒564可以保持在型腔542内部或撤离。此外，型芯棒564的直径和/或其它尺寸可以取决于正在使用的特定热成型工序而不同。
一旦片材502已经被热成型并且被充分冷却，则它可以从模塑部540的型腔542中移出。图14E至14G示出了热成型产品从热成型设备500中分离的一个实施方案。如图14E所示，外部套管562还可以下降进入型腔542内，直到它达到特定的深度。在一个实施方案中，将外部套管562降低，直到它的底表面与型芯棒564的前沿表面565齐平。为了避免与热成型片材502任何的障碍或其它干扰，外部套管562的外径可以优选稍小于热成型片材502的内径。因此，外部套管562可以降低到型腔542内，而不损伤新成型的产品。此时，可以将阀594A和594D关闭，同时将阀594C打开(图14A和14C)。如果开动流体吸入装置572，则存在于热成型片材502和外部套管562之间的一定体积的流体可以通过环形槽566引导并且进入到型芯通道568和管线590和588内。因此，在一些实施方案中，在环形槽566处产生真空，这样引起热成型片材502向外部套管562牵引。
除在环形槽566上产生真空之外或代替在环形槽566上产生真空，可以将流体供给装置574(图14A)配置成通过模塑部通道544A、544B输送一定体积的空气或其它流体，以降低在模塑表面584A、584B和热成型片材502之间的模塑粘合力和其它力。为了这样做，可以开动流体供给装置574，可以打开阀594B并且可以关闭阀594A、594D和594E。备选地，通过将通道544A、544B设置成与环境空气流体连通，可以降低型腔542的壁和片材502之间的粘合力。例如，在图14A中，阀594A和594B可以被关闭，而阀594E可以被打开。因此，在管线592排放到大气的一些实施方案中，管线584、歧管系统580和模塑部通道544A、544B被设置成与环境空气流体连通。
在一些实施方案中，可以将在环形槽566上产生真空与上述的将流体输送到模塑表面548A、548B(或排放到大气中)连合使用。在其它实施方案中，在环形槽566上产生的真空力对于其自身将热成型片材502牵引到外部套管562可能是足够的。例如，考虑到一个或多个因素，比如在模塑表面和热成型产品之间的粘附力、在外部套管产生的真空力、热成型产品的直径、高度、厚度和其它尺寸、用于制备所述片材的一种或多种材料的性质和/或类似的因素，可以为特殊的应用定制所采用的精确的脱模步骤。
参考图14F，在已经将热成型片材502牵引到外部套管562的表面上之后，包括外部套管562和型芯棒564的整个型芯560可以从模塑部540的型腔542中移出。在型芯560被举起之前，在热成型工艺的过程中限制片材的外部边缘的夹紧元件可以被配置成释放片材502。优选地，可以将型芯560举起到最小的高度，以使热成型片材502的底部完全脱离(clears)模塑部540的所有部分。
为了将热成型片材502从外部套管562上分离，可以如图14G所示，降低型芯棒564。在所示的实施方案中，型芯棒564的前沿表面565接触热成型片材502的底部，并且迫使它离开外部套管562。因此，热成型片材502的内表面相对于外部套管562的外表面滑动，并且最终从型芯560上移出。在其与外部套管562分离之前、过程中和/或之后，热成型产品(例如，杯、帽、其它容器等)可以进行其它加工。例如，可以对热成型片材402的一些部分进行修整、造型、附着到另外部分(例如，封口件)上和/或进行其它方式的改变。在一些实施方案中，将热成型片材进行修剪、罐装饮料或其它食品类制品，并且装配上相应的封口元件和/或密封。
此外，通过使一定体积的空气或其它流体穿过环形槽566，可以有助于热成型片材502从型芯560上移出。当将一定体积的空气或其它流体输送到外部套管562和热成型片材502之间的界面上时，它可以帮助热成型片材502与型芯560的分离。为了将空气或其它流体输送到环形槽566，可以开动流体供给装置574并且可以停用流体吸入装置572。此外，可以打开阀594D并且可以关闭阀594B和594C。因此，在所示的实施方案中，将流体通过管线586和590从一个或多个流体供给装置574传递到型芯通道568。如果对环形槽566提供充分的流体流，则热成型产品可以从型芯560上逐出。在一些实施方案中，同时利用了型芯棒564的作用和流体到环形槽566中的输送，以将热成型产品从型芯560上移出。这样可以导致更好地控制热成型片材从型芯560上的移出。然而，应当意识到，在其它实施方案中，仅仅利用型芯棒564的作用或流体环形槽566的输送，可以将热成型产品从型芯560上移出。
图15示出了模塑部640A的另一个实施方案。在所示的实施方案中，限定型腔642A的侧面模塑表面648A包括凸出元件670A。凸出元件670A可以是环形的，因而它围绕着型腔642A的整个周缘延伸。备选地，凸出元件670A可以被配置成间断地延伸到型腔内。此外，在其它实施方案中，可以在单一模塑型腔642A中包含两个或更多个凸出元件670A。图15中所示的凸出元件670A具有通常半圆形的形状。然而，应当意识到，这样的凸出元件可以具有任意其它形状，比如正方形、多边形、卵形、椭圆形、三角形、多面形、截头圆锥形、截头球形等。此外，一个或多个凸出元件670A可以比本文所示和所论述的更小或更大，和/或可以位于比本文所示和所论述的更高和/或更低的型腔深度。
在一些实施方案中，可以使用图15中所示的凸出元件，以在热成型产品中产生圆形槽口、凹口、缺口和/或其它耦合结构体。如所论述的，这样的耦合结构体可以提供的另外的元件或部分(例如，封口元件)啮合和/或附着到其上的界面。例如，如上所述，热成型杯子可以被制造成具有特殊的耦合结构体，这样的特殊耦合结构体被配置成容纳相应的封口元件(例如，帽、盖等)。
图16示出了与图15所示的模塑部640A类似的模塑部640B的另一个实施方案。然而，代替具有凸出元件的是，在图16中所示的侧面模塑表面648C包含凹口部分670B。凹口部分670B可以有利地在热成型产品的一部分上形成凸缘或其它阳性耦合结构体(未显示)。如参考图15所论述的，可以使用这样的耦合结构体，以啮合和/或附着封口元件或其它元件与热成型产品(例如，杯、罐等)。耦合结构体可以包括任何形状、大小、尺寸、取向、地点、间隔、位置和/或其它性质或特性。例如，耦合结构体可以包括如下中的一种或多种凸起、拉环、缺口、凸缘、隆起和/或类似物。此外，耦合结构体可以比图16的实施方案所示的耦合结构体大或小，和/或可以包括不同于图16的实施方案所示的取向和位置。
参考图17A，与图15所示的模塑部类似的模塑部可以被用于制备杯状热成型产品，所述的杯状热成型产品沿着热成型产品的上部部分具有圆周槽口772或其它类似的阳性或阴性特征。如本申请中所论述的，这样的耦合结构体772可以被用于提供热成型产品(例如，杯、罐、其它容器等)和封口元件或其它制品之间的附着界面。在所示的实施方案中，在其上放置热成型产品的型芯760沿着其垂直的长度具有变化的直径。更具体而言，型芯760的下部部分782的外径大于上部部分784的外径。在一些实施方案中，下部部分782的外径只是稍微小于热成型片材702的内径。然而，在其它布置中，外径沿着型芯760的差异可以比本文所示和论述的大、小和/或其它方面的不同。例如，在一些实施方案中，型芯760的上部部分的外径可以比型芯760的下部部分的外径大。
继续参考图17A，外部套管762的底部可以包括与通道768流体连通的环形槽766。类似于上面关于图14A至14G所论述的通道568，通道768可以位于外部套管762的主体内，和/或与设备的流体网络流体连通。因此，可以使用流体供给或流体吸入装置，将空气或其它流体输送到环形槽766或从环形槽766输送出。如果环形槽766与流体吸入装置连接，则可以在型芯760的底部和热成型片材702的底部之间产生真空。如本文的其它实施方案中所述，这样可以允许型芯将热成型片材702从模塑部型腔中举起。
如图17A所示，由型芯的变化外径(例如，在下部部分782和上部部分784之间，沿着型芯760的任意其它垂直部分等)产生的尺寸差可以在外部套管762的外表面和热成型片材702之间产生圆周缺口786。在所示的实施方案中，由于环形槽766位于型芯760的底部或附近，因此在移出处理的过程中，当圆形槽口772从其原始位置移动时，这样的圆周缺口786可以允许热成型产品的侧壁在横向上弹性移动。
图17B示出了热成型片材702从型芯760上的移出。在一些实施方案中，利用由流体被输送到环形槽766所产生的喷出力，将热成型片材702从型芯上移出。然而，如所示，还可以通过使型芯棒764相对于相邻外部套管762在由箭头761表示的方向上移动，以代替流体喷出力或除流体喷出力之外使用，从而移出热成型片材702。
图18A示出了被配置成产生瓶状杯子或容器和/或其它类似物体的热成型设备800。模塑部840包括具有两种不同直径的内型腔。在所示的实施方案中，型腔包括上型腔部分842A和下型腔部分842B。如所示，上型腔部分842A的直径大于下型腔部分842B的部分的直径。然而，备选地，模塑部型腔可以包含具有不同直径的另外(例如，三个、四个、五个或更多个)型腔部分。此外，型腔部分可以具有不同于本文所示的大小、形状、位置、间隔和/或取向。例如，具有更小直径的型腔部分可以被包括在具有更大直径的型腔部分之上。在图18A中，可以使用下型腔部分842B形成具有不同于热成型产品的相邻部分的直径的瓶颈、底部表面和/或任何其它的特征。
图18A至18C中所示的热成型设备800可以以与上述描述和示出的其它装置和系统通常类似的方式进行操作。例如，在适当加热或以其它方式软化的聚合物片材802已经位于模塑部840的上方之后，型芯860的型芯棒864可以相对于相邻外部套管862移动。因此，在一些实施方案中，型芯棒864接触片材802，并且迫使它进入到模塑部840的型腔内。型芯棒864可以被降低到任意的型腔深度，只要型芯棒864的直径比其试图到达的型腔部分的直径足够小即可。例如，在图18A至18C所示的实施方案中，型芯棒864能够被降低到两个型腔部分842A、842B内。然而，应当意识到，模塑部的其它实施方案可以包括太窄以致于不能一起容纳型芯棒864和它所接触的片材802。
参考图18B，由于空气或其它流体引出型腔部分842A、842B之外所产生的真空，可以有助于迫使片材802靠着型腔部分842A、842B的相应模塑表面。在热成型片材802已经得到适当冷却之后，型芯860的外部套管862可以被降低到模塑部840内。如所论述的，模塑部840和/或型芯860的一个或多个部分可以有利地包含高传热材料(例如，铜、铜合金、铍、
合金等)。除了使用高传热材料之外或代替使用传热材料，模塑部可以包括一个或多个冷却通道，可以通过所述的一个或多个冷却通道输送冷却水或其它流体，以用于传热目的。
如图18C中所示，外部套管862可以仅仅下降到上型腔部分842A的底部，因为其直径对于下型腔部分842B太大了。然而，外部套管862的环形槽866处产生的真空可以有助于将热成型片材802牵引到型芯860上，以使它可以从模塑部840移出。应当意识到，可以使用本文描述的一种或多种装置和/或方法，将热成型片材802从型芯上移出。此外，在其它实施方案中，模塑部840可以包含对开模具设计，这样允许制造更复杂的形状。例如，模塑部840可以通过两个或更多个被配置成彼此离开的分离部件而形成。这样的特征可以允许包含螺纹、凸缘、凸起、耦合结构体、美感或装饰元件和/或其它特征的热成型制品的移出，否则，其可能移出困难或不可能移出。
图19示出了热成型设备900的另一个实施方案。如所示，型芯960可以包括外部套管962和两个内型芯棒964A、964B。内型芯棒964B同心地位于外型芯棒964A的内部，可以被配置成它能够相对于并且独立于外型芯棒964A和外部套管962移动。同样地，如所示的实施方案所示，可以将外型芯棒964A配置成独立于内型芯棒964B和外部套管962移动。这样的设计可以有利地允许型芯960迫使片材902到模塑部型腔的更深部分，否则这将是不可能的。如图19所示，内型芯棒964B可以被配置成在降低时到达最深和最窄的型腔部分。然而，应当意识到，当使用具有较小直径和/或前沿表面的型芯棒时，应当小心，因为有更大的可能性是型芯棒964B可能刺穿、撕裂、挖心和/或以其它方式损伤正在热成型的片材902。
在本文中描述并且示出的所有热成型实施方案中，预期在加热或以其它方式软化的聚合物片材被拉伸离开模塑型腔的过程中，预拉伸步骤可以被有利地用于在热成型产品的一些部分、大部分或全部上产生更均匀的厚度。在一些实施方案中，这样可以有助于降低通过使型芯对着可模塑片材的一个或多个表面移动而产生的局部拉伸效应。
尽管在本申请中的各种热成型实施方案都只是根据单层片材进行论述的，但是应当认识到，多层片材也可以使用本文公开的设备、系统和方法进行热成型或其它方式的模塑。此外，本领域技术人员应当认识到，在模塑处理之前、过程中和/或之后，可以对热成型或以其它方式造型的聚合物片材的一个或多个表面涂敷一个或多个涂层或层。例如，所成型的产品(例如，热成型杯子、罐、其它容器等)可以包括具有一个或多个的下列有利特性的一个或多个层或部分绝热层、阻隔层、食品接触层、非-气味筛除(non-flavor scalping)层、高强度层、适应层、粘结层、气体清除层、适用于热罐装应用的层或部分、具有适用于挤出的熔体强度的层。在一些实施方案中，一个或多个热形成层包含一种或多种下列材料PET(包括回收和/或未用过的PET)、PETG、泡沫、聚丙烯、苯氧基类热塑性材料、聚烯烃、苯氧基-聚烯烃热塑性共混物和/或它们的组合。
而且，如图19中的实施方案所示，型芯布置可以包括另外的同心套管和/或型芯棒。这样的另外特征可以产生具有更复杂形状的热成型产品，其在一些优选实施方案中在整个产品主体上具有有利的壁厚。
在一些实施方案中，型芯(或芯)和/或模塑部可以不具有对称的构造。此外，型芯和/或模塑部可以包括直的或基本上直的壁。此外，型芯和/或模塑部可以包括一个或多个倒陷。如果这样的倒陷较直，则可能能够脱模，而不需要对开模塑型腔设计，因为所形成产品的弹性将使它能够被移出。如果需要更大的倒陷或类似的形状，则可以将对开模具设计结合到型腔部分中。
因此，可能的是能够热形成复杂的杯、瓶等，而与形状、轮廓、螺纹、凸缘、突起、耦合元件、在所形成产品的外部上的其它特征、斜度角、正在模塑或热成型的产品的直径、深度、尺寸和/或一个或多个其它特征或性质无关。例如，可以使用热成型制备沿着其上部部分具有锥形颈的容器，比如瓶。在一个实施方案中，可以使用苗条的芯或型芯棒，以移动片材通过型腔部分的较窄的开口。在这样的布置中，芯或型芯棒可以迫使片材朝向型腔的底部，其中模具的直径可能大于顶部的直径。在型芯棒迫使片材朝向型腔的底部之前、过程中和/或之后，可以使用真空和/或压力热成型法，以迫使片材靠着型腔的模塑表面。然后，可以将对开模具设计打开，以移出所成型的产品。这样的复杂设计无论它们是否在对开模具中进行热成型，都将通过使用将在下面更加详细地论述的包括单独加热区的加热器而得到进一步帮助和/或提高。
图20示出了刚好在进行热成型或其它模塑工序之前的加热器1000或其它装置的横截面图，所述加热器1000或其它装置被配置成加热或以其它方式软化片材1002。如所示，加热器1000可以包括两个或更多个单独的加热区，这样的加热区能够使聚合物片材或其它制品的相邻部分保持在所需温度或在所需温度范围之内。在所示的实施方案中，加热器1000包括三个同心的加热区1022、1024、1026。在一些实施方案中，通过一个或多个绝热元件1030，使得每一个加热区都与相邻的加热区是绝热的。
继续参考图20，绝热元件1030可以包含陶瓷绝热材料、玻璃纤维、聚苯乙烯泡沫塑料、空气隙和/或任何其它材料或构造。在一些实施方案中，可以使绝热材料的厚度最小化，以避免在加热器1000上的相对冷的部分。如图20所示，加热区1022、1024、1026和绝热元件1030可以通过板1020固定在一起。尽管在所示的实施方案中的加热区是彼此同心的但是也可以使用其它的构造。例如，加热器可以包括其它类型的能够单独加热的同心形状，比如多边形、卵形、椭圆形、三角形等。备选地，加热器1000可以包括加热表面被分成多个正方形、多边形或其它形状的非-同心加热区。该区域的数量、大小、形状、温度范围控制和/或其它特性都可以根据在特定应用中所需的适宜加热效果而变化。此外，加热器可以包括一个或多个温度传感器和其它的温度控制元件，以更好地调节各个加热区。
在操作中，可以使片材1002在加热器1000的适宜距离之内，并且在那里选择性地保持预定的时间周期。片材1002可以接触或不接触加热器1000。例如，在所示的实施方案中，片材1002接触加热器1000或直接地与加热器1000相邻。然而，在其它实施方案中，由加热器放出的热量可能需要片材1002更靠近或进一步离开加热器1000。
图21示意性地示出了已经使用类似于图20所示那种的加热器1000加热的片材1002。在一个实施方案中，片材1002包括四个具有不同温度和/或温度范围的区域。片材1002的最内区域1042的温度可以与加热器1000的相应加热区1022相关。同样地，在片材1002的其它区域1044、1046、1048和加热器1000相应的各个加热区之间也可以取得类似的相互关系。
在一些实施方案中，通过迫使热成型制品在型芯上的一部分上，可以使罐或其它饮料或食品容器的杯状部分脱模，至少部分地脱模。因此，在“粘住”到型芯上之后，热成型杯可以从模塑部的型腔中脱模。在一些实施方案中，热成型杯子或其它制品例如由于一个或多个因素如轮廓在成型制品上的结合，可以有效地粘住型芯。例如，这样的轮廓可以与型芯相互作用，并且在脱模过程中，将新模塑的制品固定在适当位置，以及在冷却过程中，使塑料材料收缩或缩小到型芯上。在一些实施方案中，可以使用机械脱模等，将杯状部分从型芯上移出。备选地，可以将系统设计成使热成型制品在移出型芯之后被型腔粘住或保持，并且从型腔上机械脱模的。代替本文中参考图8A至19所示的型芯辅助和/或气动移出法，或除了本文中参考图8A至19所示的型芯辅助和/或气动移出法之外，可以使用这样的机械脱模或类似机械移出方法、设备、系统和技术。
例如，在杯的上部部分上的阴性或阳性特征或轮廓，比如凸缘、槽口、突起、凸起、缺口、凹口和/或类似特征，可以帮助成型制品从型芯、型腔或其它模塑部分上的积极脱模。这样可以允许制造宽范围的产品，比如较难于制备的那些产品，包括具有大直径的、长拉长(long draw)、最小斜度(例如，1度以下，大于1度等)的制品。在成型制品(例如，热成型杯子或其它容器)从模具的型芯或其它部分上移出之后，它可以被模塑后处理系统比如机器人啮合和/或检拾，或者被输送进行进一步的加工。在一些实施方案中，另外的加工可以包括涂敷一个或多个涂层，进行(exposure to)另外的切割和/或造型、进行表面处理(例如，等离子体处理)和/或类似处理。
图22示出了芯或型芯的一个实施方案。在一些实施方案中，可以使用所示的型芯1050或其变体代替在热成型系统中使用的堵头。型芯1050可以包括有助于形成杯子或其它容器的上端1058和下端1060的部分。在形成杯子或其它容器的上部部分的部分中，型芯1050可以包含一个或多个的在本文中公开的凸起、缺口和/或任何其它的阳性或阴性特征。沿着热成型制品的表面形成一个或多个耦合结构体的这些特征的大小、形状和通常的构造都可以变化以满足特殊应用。对于型芯的整个周缘，这些特征可以一致。备选地，它们可以只位于型芯1050的周缘的一些部分上。
应当意识到，如图22所示的一个或多个凸起、缺口和/或其它特征可以被有利地结合到本文所公开和/或示出的型芯的任一其它实施方案中。例如，这些特征可以被结合到图8A至19中所示的型芯套管和/或型芯棒的实施方案中。因此，可以在使用这种模具形成的杯子中产生相应的阳性或阴性特征。如所论述的，这样的特征可以被用于将封口件部分或类似的元件紧固到杯状部分上。还应当意识到，在一些实施方案中，可以在模具的型芯和/或模塑部中使用一种或多种高传热材料和/或硬化材料。
继续参考图22中所示的实施方案，型芯1050包括单一的环形槽口1052，该环形槽口1052在型芯1050的整个周缘周围延伸。此外，在上部部分的是包括切割器1056的切割环1054。在一些实施方案中，切割器1056或类似装置可以在型芯1050的整个圆周周围延伸。然而，在其它实施方案中，切割器1056可以只断续地延伸在型芯1050的周长(periphery)周围延伸。此外，在其它实施方案中，型芯1050可以包括两个或更多个不同的切割器1056或其它装置，它们被配置成帮助热成型制品从型芯1050上移出。
继续参考图22，切割环1054可以与型芯1050分离或不分离，和/或可相对于型芯1050移动或不移动。在一个实施方案中，切割环1054可相对于型芯1050移动，并且可以朝下端1060移动至少部分地下降型芯1050的长度。在所示的实施方案中，切割环1054还可以作为脱模器操作，以将所成型的杯子从型芯上脱模。此外，可以将切割环1054配置成绕着型芯1050的周缘的至少一部分旋转。应当意识到，型芯可以包括一个或多个具有不同于本文中所示那些的形状、尺寸、位置、连接方法、取向和/或其它构造的切割器和/或脱模器。无论它们的特性和构造如何，都可以使用这些装置以切割热成型制品的选择部分，和/或将它从模具的型芯或其它部分中移出。
在一些实施方案中，将热成型设备或系统的模塑部(例如，芯、型腔等)和/或型芯连接或附着到一个或多个板上。而如本文中描述那样，这些板可以被配置成将模塑部和/或型芯移动通过热成型周期中的所需运动。在一些实施方案中，所述板可以包括两个或更多个模塑部或型芯，以使可以在单一热成型周期中形成多个制品。例如，在一些实施方案中，所述板可以包括2、4、16、64个模塑部或型芯，或包括介于这些值之间的范围的模塑部或型芯。在其它实施方案中，所述板可以包括更多或更少的模塑部或型芯。
根据一些实施方案，模塑部和/或型芯板可以例如由轻质材料比如铝(例如，T-6铝等)构成。轻质构造可以有利于帮助型芯板的旋转和/或重新定位。而这样可以使得更容易容纳一些工艺步骤，比如模塑和产品脱模。取决于特定的应用，模塑部(例如，芯、型腔等)或型芯可以由各种不同组合的金属构成。例如，在一些实施方案中，型芯或模塑部包括具有硬化的钢切割/修剪的刀片的T-6铝。型芯和/或模塑部还可以在一些部分中被配置成容纳用于通过型芯输送的真空、空气、水和/或油的端口，比如用于如本文中描述的热成型制品的温度调节、真空和压力调节模塑/脱模和/或类似情况的端口。如本文中所论述的，型芯、模塑部和/或其部分还可以由具有高传热性质的材料构成。
在一些实施方案中，可能适宜的是沿着型芯或模塑部的长度或其它尺寸改变温度。例如，可能适宜的是与型芯的一个或多个其它部分的温度相比，可以将型芯尖端上或附近的型芯温度保持较低。在一些实施方案中，型芯尖端的较低温度可以是为保持容器的底部区域中的材料而实现的。通过将型芯的尖端区域与型芯体的其它区域(或至少直接相邻的部分)绝热，可以实现在高温和低温之间的相对急剧的转变，因而型芯主体可以保持在较高的温度，并且由此降低了尖端冷却在侧壁中的影响。因此，在一些实施方案中，在底部区域中提高的冷却更不容易影响型芯的其它部分和正在形成的制品。例如，通过使用一种或多种合适的装置和/或方法，比如非-高传热材料的选择性使用、气隙或绝热材料的使用和/或类似的使用，可以实现型芯尖端的绝热。
在需要进行PET(或其它材料)的热定形或退火的实施方案中，可以使型芯的尺寸更靠近所成型的杯或容器的最终内部尺寸。作为热定形工艺的一部分，PET或其它热塑性材料或聚合物材料可能收缩到型芯上。如上述论述的，考虑到逝去的冷却/成型时间、温度和/或一个或多个其它因素，随后可以将这些成型的制品从型芯或另一个模塑部上切割和/或脱模。在一些实施方案中，型腔和型芯温度可以被分别调节和/或最佳化，以提供所使用的PET或其它材料的所需的脱模和/或被提高的热性质。然而，在其它实施方案中，型芯和模具其它部分的温度可以进行共同地控制。
精确地控制切割的表面温度的能力例如也可以提高在罐中使用的塑料材料比如聚丙烯(PP)、PET等的美学和物理性质。这些材料的挤出片材取决于材料组合物、工艺条件等而可以具有不同程度的结晶性。因此，在一些实施方案中，均匀和/或精确控制的传热可以帮助降低或提高在成品内部的结晶性，这是特殊应用所要求或需要的。
在比如图22所示那种的型芯的一些实施方案中，可以安置切割器和/或脱模器的分型线，使得通过将半模(halves)分开并且机械地开启它们，可以模塑出在热成型杯子或其它制品中的相应阳性或阴性轮廓，从而促进从型芯上的脱模。此外，如果需要更复杂形状，型腔可以应用分模部分。
如本文中论述的，在一些实施方案中，容器的成品杯状部分通常是类似于具有一个用于罐装的末端开口的圆柱体杯。开口端和/或基底可以具有任何合适的形状，包括圆形或一些类型的多边形(具有尖锐和/或圆的拐角)。然而，应当意识到，本文中描述的热成型方法可以被用于产生任意种类的制品，包括并不打算用作杯或者是其它容器组件的那些。
图23示出了意图在模塑设备比如热成型设备中使用的芯1100(或型芯)的一个实施方案。术语“型芯”和“芯”在本文中交换使用。芯1100在所示实施方案中位于上台板1134上，具有带更复杂底部部分1102的通常圆柱的主体1104，所述底部部分1102用于形成杯、瓶或其它容器的订制基底。芯1100可以由单一材料比如铝T-6制造。备选地，在芯1100的主体中可以使用两种或更多种不同材料。例如，在图23中，芯1100包括三个不同的区1102、1104、1108，每一个区都可以包含一种或多种材料，比如硬化材料、高传热材料、耐磨损性材料、通常的制模材料和/或类似材料。
在确定哪些材料用于芯和/或其它模塑部的特殊区域时，例如可以考虑各种材料的性质和其它因素，比如强度、硬度、耐久性、延展性、传热性质、耐磨损性、预期的与相邻表面接触的水平和/或类似的因素。如本文中所论述的，芯1100可以包含一种或多种轻质材料，比如铝T-6，以促进各种系统组件的运动。在一些实施方案中，这些材料可以有利地降低周期时间。此外，如所论述的，芯1100可以包含一种或多种高传热材料(例如，
铜、铍、它们的合金等)，以提供对有利于模塑、热成型或其它方式成型的塑料材料的冷却/加热的传热速率的改进。例如，芯1100的底部区域1102可以包含高传热材料，以提高容器的基底部分的冷却。然而，应当意识到，芯1100的一个或多个其它区域也可以包含高传热材料。
此外，可以将一个或多个冷却通道1140结合到芯1100中，以进一步改善所成型材料的冷却。在图23中，冷却通道1140被引导通过芯1100的中心部分。在其它实施方案中，在芯和/或在芯1100的其它部分或区域、相邻型腔部分(未显示)或模塑设备或系统的其它部件中，可以设置另外的冷却通道。在一些实施方案中，冷却流体优选在冷却通道内部输送，以从芯1100上移出热。如本文所述的，术语“冷却流体”是广义短语，以以其通常的意思使用，并且是指但不限制于非-低温制冷剂、低温制冷剂和其它流体。在一些实施方案中，低温流体可以包括水、C02、N2、氦、氟利昂、它们的组合等。
尽管不一定必须示出，但是在本文中示出的型芯和其它模塑部可以包含一个或多个冷却通道，以改进离开(或到达)热成型或其它模塑制品的传热。此外，在本文中论述和示出的热成型和其它模塑设备和系统可以包括一种或多种材料，以进一步提高传热，防止沿着摩擦或啮合表面的磨损，和/或提供进一步的益处。例如，本文论述和示出的设备和系统可以包含一种或多种高传热材料、耐磨损材料、壳体(case)硬化材料和/或类似材料。
继续参考图23，芯1100可以包含沿着其上部部分的钢刀片(insert)1120。在一个优选实施方案中，钢刀片1120包含刀刃，这样的刀刃可以被用于修剪在热成型或其它成型或模塑工艺中使用的塑料片材的一个或多个部分。此外，芯1100可以包括脱模板1130，该脱模板1130可以被用于从芯1100上移出所成型的产品。在一些实施方案中，脱模板1130包含例如轻质金属或其它材料，比如铝T-6。
图24至26示出了位于热成型设备的型腔部分内的型芯的三个实施方案。在图24中，热成型设备1210包括型腔部分1212和型芯1214或芯。在一些实施方案中，型腔部分1212限定了具有通常光滑内壁1222的内型腔1220。内型腔1220的底部可以包含一个或多个被用于产生专门基底设计的特征1226。在所示的实施方案中，特征1226是沿着型腔1220的中心布置的单一隆起。应当意识到，代替图24中所示的隆起或除图24中所示的隆起之外，在型腔1220的一个或多个其它部分的内壁可以包含另外的特征。芯1214或型芯被配置成迫使塑料片材或其它可成型材料进入到型腔1220内。在一些实施方案中，芯1214的底部表面1230被造型成通常与型腔的底部表面1226的形状相配合。因此，在图24中，芯1214包含圆形或弯曲的底部表面1230，这样的底部表面1230被配置成通常配合并且套在型腔部分1212的隆起或其它特征1226上。
根据一些实施方案，由于芯引导在型腔部分内的片材或膜，因此优选考虑片材的材料分布。例如，芯1214可以进行造型或可以被配置成下倾，下倾的方式使得在片材材料沿着型腔1220的不同部分(例如，侧面、顶部、底部等)的厚度得到精细控制。在一些实施方案中，适宜的是在整个所成型的产品上具有通常均匀的壁厚。备选地，成型产品的一个或多个部分可以被设置有更厚或更薄的壁。
继续参考图24，可以将设备1210配置成在芯1214的外表面和芯部分1212的内表面之间存在缺口1234。如本文中更详细地描述，可以使用一种或多种压力和/或真空热成型装置和/或方法，以沿着型腔部分1212的内表面1222、1224推动塑料片材或其它可模塑材料。
一旦塑料材料已经得到了充分的成型和冷却，则可以使用一种或多种方法将所成型的产品从设备1210中移出。在一个实施方案中，可以在型腔的内表面1222、1224和所成型产品(未显示)之间输送一定体积的空气或其它流体。流体流动可以帮助克服存在于内表面1222、1224和成型产品之间的粘附力，并且甚至可以导致产品被逐出型腔部分之外。在其它实施方案中，可以使用一种或多种机械方法(例如，切割器、脱模器、型芯等)移出所成型产品，以代替使用用于模塑成型制品分离的流体或除使用模塑成型制品分离的流体之外还另外使用。
在图25中，型腔部分1212A包含在其上部部分的凸起1240或其它类似特征。在一些实施方案中，这样的突起1240可以为所成型产品(例如，杯、罐等)提供如本文中所论述和示出的相应突起或其它耦合结构体。耦合结构体可以用于被有利地将封口元件或其它装置啮合和/或附着到成型产品上。芯1214A可以被配置成将热塑性材料或其它聚合物片材(例如，PET、PP等)拉伸经过位于突起1240的基底上的分模线1242，之后开始真空和/或压力热成型工艺。这样可以帮助确保塑料材料被适宜地分配到整个成型产品。此外，由与真空或压力热成型工艺结合的空气输送的时机和/或速率，可以有利地至少部分控制在型腔部分内部的片材的厚度。在一些实施方案中，可以使用滑动密封环来调节真空或压力成型的速率。然而，应当意识到，还可以使用一种或多种调节真空和/或压力的其它方法。
图26示出了被配置用于真空热成型塑料片材或其它制品的型腔部分1212B的另一个实施方案。如所示，设备1210B可以包含多个与型腔1220B流体连通的流体通道1250。因此，可以通过一个或多个流体通道1250将流体引出到型腔1220B之外，以在片材1260和型腔1220B的壁之间产生必要的真空。因此，可以迫使塑料片材或其它可移动材料靠着型腔1220B。在一些实施方案中，一旦片材已经得到了适当的冷却，则通过通道1250的流动可以倒转，以克服在片材1260和型腔的壁之间出现的任何粘附力。应当意识到，流体通道1250并不需要如图26所示那样取向。例如，可以提供更多或更少的通道。另外，通道可以沿着型腔的其它部分布置。
参考图27所示的实施方案，芯1300或型芯包括脱模板1302和具有切割器1306的切割环1304。在一个实施方案中，切割器1306位于芯1300的整个周缘周围。切割环1304可以与或可以不与芯1300分离和/或可以或可以不相对于芯1300移动。在一些实施方案中，切割环1304可相对于芯1300移动，并且可以朝下端1330至少部分地下降芯1300长度。切割环1304还可以用作脱模器，将所成型杯或其它产品从芯1300脱模。在其它实施方案中，还可以将切割环1304配置成绕着芯1300的周缘的至少一部分旋转。
继续参考图27，可以将芯1300配置成在真空热成型系统和/或压力热成型系统中工作。在一些实施方案中，芯1300适合于将流体输送进入和/或离开多个沿着其主体的开口(未显示)。如图27所示，空气、气体和/或其它流体可以通过位于芯1300的主体内部的一个或多个通道(未显示)输送。这样，流体可以通过表面开口排放到型芯的外表面周围的区域。因此，一旦芯1300将片材或其它可成型材料移动到型腔内，则可以将流体输送通过芯的外表面，以迫使片材靠着模具。
通常地，这样的压力热成型法与真空热成型法相反地工作。举例来说，如果图12A-12E中所示的型芯或芯460被配置成将空气或其它流体通过其外表面排出，则图12C至图12D的步骤将类似，而不管是使用真空还是压力热成型。在一些实施方案中，可以有利地将真空热成型和压力热成型法一起使用，同时或不同时一起使用。这样的实施方案对于成型工艺过程中的片材的厚度分布还提供了更好的控制。
此外，可以使用同样和/或其它开口和通道，以抽吸在芯1300的主体内部的空气或其它流体。当芯1300被设置在用于真空和/或压力热成型功能的型腔部分的内部时，可以使用这样的流体输送特征。因此，单一芯1300可以提供如下各种的组合真空产生、定时物理选择、低和/或高压空气或流体的引入和/或其它可能促进制备更复杂基底设计的其它功能和特征。此外，这样的特征可以对壁厚控制提供更多的改进。
根据一个优选实施方案，热成型系统包括具有固定型芯和转位立方体的单一上台板。如本文使用的，“立方体”是广义的术语，它根据通常的意思使用并且可以包括但不限于任何旋转或移动的模塑装置，而与其形状是否类似立方体无关。因此，“立方体”可以具有6个面，或者多于或少于6个面。在一些实施方案中，转位立方体包含2至4个型腔组。然而，在其它实施方案中，转位立方体可以包含多于或少于2至4个型腔组。
继续参考一个优选实施方案，片材可以被转位在顶端的型腔或型芯组上。在一些实施方案中，如本文中所论述和示出的，将片材抓住并且定位，使得相应的型芯台板可以相对于型腔移动，以有助于成型所需的杯、罐或其它产品。如所论述的，可以将片材加热到合适的温度，或者以其它方式为热成型工序做准备，这部分地取决于正在使用的材料或材料组合。在一个实施方案中，片材包含PET和/或具有约40-80密耳，包括约60密耳的厚度。优选小心的是允许外部片材边缘和所使用的区域转位片材向前，以通常保持未加热，从而促进处理。
当成型杯或其它所需制品时，型芯台板可以移动离开型腔台板。在一些实施方案中，立方体可以被配置成转位比如90至180度，同时在型腔台板和型芯台板之间转位新部分的片材部分。在一些实施方案中，立方体和片材部分的转位同时发生。立方体可以在这个步骤过程中被任选并且选择性地降低，以负责膜下垂并且以提供更好的定中心。在一些实施方案中，所成型的杯或其它产品可以利用停留时间进行冷却或模塑后调节、灭菌、表面处理、涂层涂敷和/或任何其它调节或处理步骤。所成型产品可以机械和/或液压(例如，使用本文中描述的型腔和/或型芯的空气辅助法)逐出。在一些实施方案中，逐出发生在以相对于模塑台(stage)为90至180度定位的位置上。脱模的杯或其它成型制品可以进行另外的运输和/或加工步骤。例如，可以将脱模制品放置在输送机、分拣/堆叠组装或模塑后处理或者罐装和密封系统上，可以进行浸涂，可以进行表面处理(例如，等离子体处理)和/或类似处理。
在备选的构造中，可以牵引挤出的片材横过单组的型腔。上台板可以具有偶数个型芯组，包括2至16组。在一些实施方案中，每一组的型芯都可以通过梭式或旋转系统转位至一组进行模塑操作的型腔中。成品容器可以在型芯上被输送至逐出位置，在此它们被切割和/或脱模。接着，可以转位片材向前(即，到达习惯上的下一个部分)，优选与型芯台板同时移动到向上的位置。最终的热成型杯、罐或其它制品能够具有带小的斜度角的垂直或稍微锥形的壁，所述斜度角优选小于约5度，包括小于约3度、2度或1度。热成型杯的形状、大小、斜度角、尺寸和/或其它特性和性质可以变化。此外，应当意识到，由这样的热成型技术制备的杯、罐或其它制品可以包括例如一个或多个其它特征或特性，比如耦合结构体(例如，凹口、凸缘、突起等)、美学或功能标记(例如，轮廓等)和/或类似特征。
在备选实施方案中，模塑操作可以在直线方向上移动至这样的程度型腔/型芯部分以与挤出膜相同的速度移动，同时模塑制品。因而，可以将型腔部分降低至足以旋转并且不接触(clear)片材的高度，而返回到开始位置或开始另一个模塑周期。热成型杯、罐、容器或其它制品能够在所述片材上进行凿孔。在一些实施方案中，当型腔已经返回到适宜位置时，发生所成型产品的逐出。行程可以由型腔台板的尺寸或任何其它因素确定。
上述的设备仅是热成型设备和系统的一些实施方案。型芯台板、型腔台板、立方体和其它部分的相对运动和位置可以被改变。例如，通过立方体的运动和/或立方体和型芯台板的同时运动，可以将型芯和型腔放在一起。
图28示出了热成型设备1400的一个实施方案，所述的热成型设备1400可以选择性地结合一个或多个在本文中描述的热成型原理和特征。如所示，设备1400包括具有多个芯1412或型芯的上台板1410和具有相应数量的型腔部分1422的下台板1420。模塑设备1400另外包括基底1440和用于使上台板1410和下台板1420彼此相对移动的液压缸1442。此外，设备1400可以包括一个或多个对准棒1446，对准棒1446有助于维持上台板1410和下台板1420之间的适宜定位。
继续参考图28，上台板1410可以包括用于将冷却和/或加热流体输送到芯1412的流体网络1416。同样地，下台板1420可以包括与型腔部分1422流体连通的类似的单独的流体网络1428。此外，可以给芯1412和/或型腔部分1422安置一个或多个的其它流体网络。除了冷却通道之外或代替该冷却通道，芯1412和型腔部分1422可以包含一种或多种高传热材料，以进一步提高设备的传热能力。在所示的实施方案中，型腔部分1422与真空系统1426流体连通，所述真空系统1426可以在真空热成型工序过程中被用于从型腔部分1422上移出空气或其它流体。尽管图28中没有示出，但是芯1412可以包括相应的用于压力热成型目的的系统。
继续参考图28，可以使用挤出机1404和伴随模头(dye)1406形成片材1402。取决于正在成型的特定产品，可以调节挤出机和/或模头设定，以调节片材1402的厚度、形状、温度和/或其它性质。片材可以在芯1412和型腔部分1422之间移动，以为热成型工序做准备。如本文中论述的，可以任选使用加热和/或冷却装置(未显示)，以将片材1402的温度调节或保持到所需的水平或范围。当上台板1410和下台板1420彼此相对移动时，芯1412迫使片材1402的部分进入到相应的型腔部分1422内。然后，使用真空和/或压力热成型法，比如本文中描述的那些，以制备热成型产品。在位于芯部分1422内部的所成型片材部分已经被适当冷却之后，可以使用本文中公开的气动、机械和/或其它方法移出它们。然后，可以在台板之间转位新的片材1402部分，并且可以重复周期。
图29示出了热成型设备1500的另一个实施方案。如所示，可以使用挤出机1504和伴随模头1506形成塑料片材1502。在它在一个或多个辊1516、加热器(未显示)和/或其它准备台之间通过之后，片材1502可以在包括一个或多个组的芯和相应型腔部分的台板1520之间移动。在其过程中台板彼此间啮合和脱离的热成型周期之后，可以使用引出机1518以将新的挤出片材部分在台板1520之间移动。在热成型周期之后残留的片材部分可以被收集，并且优选地，被再利用。
取决于热成型阶段之后，所成型产品是否被配置成保留在芯上或在型腔部分的内部，适当的台板可以旋转(例如，离热成型分站1510的180度)至逐出分站1524。然后，所成型杯、罐或其它产品可以被逐出和/或以其它方式从芯或型腔部分移出。在一个实施方案中，所成型产品可以被逐出到输送器1530上，以进行运输和/或进一步加工(例如，涂布、等离子体处理，与一个或多个封口元件的组装等)。
图30示出了热成型设备1600的另一个实施方案。如上述的其它布置中那样，可以通过战略布置的挤出机1604和模头1606，制备片材1602。优选地，挤出机1604和模头1606非常靠近热成型设备1600，以使片材1602保持在加热状态。这样还可以帮助避免片材1602的另外运输。使用一个或多个辊1616和/或引出机1618，使片材1602在型腔台板1610和芯或型芯台板1620之间移动。在所示的实施方案中，型腔台板1610是静止的，至少是感觉上它并没有被配置成旋转，而芯台板1620能够旋转。为了将芯1622移动到相应的型腔部分(未显示)内，可以将芯台板1620配置成也朝型腔部分垂直移动。然而，在其它实施方案中，可以将型腔台板1610配置成在芯1622的方向上垂直移动。在再其它的实施方案中，可以将两个台板1610、1620配置成朝彼此移动。
继续参考图30，在热成型周期之后，所成型的产品可以保留在芯1622上。在所示的实施方案中，由于芯台板的每一侧都包含12个芯1622，因此每一个周期，都可以产生总共12个产品。这样，在热成型周期之后，芯台板可以相对于型腔台板降低，并且可以旋转(例如，旋转90度)。新形成的杯、罐或其它产品可以被输送到逐出或移出分站(未显示)。在一个实施方案中，通过脱模板1626的操作，将所形成产品(例如，杯)从芯上机械移出。应当意识到，可以使用一种或多种移出方法，比如型芯-辅助或空气-辅助法，以代替这样的机械脱模方法或除这样的机械脱模方法之外使用。在新片材部分已经释放在型腔台板之下后，可以有利地重复热成型工艺。
图31和32示出了热成型设备的再其它的实施方案。在图31中，可旋转台板1708被配置成在每一个热成型周期中旋转180度。可旋转台板1708可以为芯台板或型腔台板。根据所示实施方案，可旋转台板1708在热成型片材的加工分站1710和成型产品从可旋转台板上移出的排出分站1720之间被转位。
类似地，如图32所示，热成型设备1800包括可旋转台板(例如，芯或型腔)，该可旋转台板被配置成在每一个热成型周期过程中都旋转90度。在一种布置中，台板顺序地从加工分站1810移出到第一冷却分站1820、到第二冷却分站1830和逐出分站，在此所成型产品被移出。应当意识到，可以将热成型设备配置成包括比本文中所论述的实施方案更少或更多的分站。例如，可以在各个分站上出现例如另外的加工步骤，比如涂层的涂敷、表面处理、封口元件的组装等、选择性加热/冷却和/或类似的步骤。此外，应当意识到，热成型可以被不同地配置。
在一些优选实施方案中，所成型型腔是无菌的，因此能够在成型之后进行罐装。封口元件，无论是否在本文中进行过描述(例如，盖、螺纹帽、其它帽、咬合封口件、
封口件等)，都可以被配合或放置在所述杯上。在一些实施方案中，通过激光或超声将这些封口元件热密封或感应密封或焊接在适当位置上，以提供保护产品的可靠真空密封。在图1A至7所示类型的封口件的情况下，可以将该封口件套在杯的开口端上，并且使用上述的方法之一在适当位置密封。如图5所示和本文中所论述，还可以将密封元件应用到杯的顶端。如果使用带有拉起的拉环的铝罐类型封口件系统，则可以在铝盖上进行卷边。
备选地，杯或其它容器的开口凸缘端可以使用层压有可密封层的适宜箔进行密封。在一些实施方案中，如本文中所论述的，这样的密封或可密封层是可以被移除的。密封层可以帮助保持容器的内部内容物的水密性和/或气密性。在其它实施方案中，可以将更薄的片料形成为碟形封头(dished end)并且在适当位置上密封到在开口端的凸缘上，或作为堵头插入并熔融到开口端上的圆柱体壁上。在这种情况下，初始罐的封闭端可以被穿孔或扩孔，以提供获取被包装饮料的开口。该开口也可以使用粘合剂箔(例如，金属化的、非金属化的、等)进行密封，其中将该箔剥离以获取被储存的饮料或其它食品。
为方便起见，本文中公开的很多实施方案都只是相对于形成单层杯、罐或其它容器进行论述的。然而，应当意识到，这些和其它成型方法可以用多层片材或膜实施。尽管不一定是必需的，但是不同层可以包含不同材料、厚度、性质、功能等。在其它实施方案中，在热成型工艺中使用的塑料片材可以包括一个或多个层和/或涂层。此外，在本申请中论述的热成型方法、原理和设备可以应用于薄壁和厚壁设计。
优选地，可以将一种或多种轻质材料结合到芯、型芯、型腔部分和/或其它直接或间接与热成型工艺有关的组件中。例如，可以使用铝T-6、其它轻质合金等。在这些系统中使用轻质材料可以允许成型或模塑工序更快，由此减少周期时间。在需要时，可以使用能够经受与相邻表面的摩擦和接触的高强度材料(例如，硬化钢等)。在高磨损和/或接触表面上的这些材料可以被布置在芯和/或型芯上，在型腔部分和/或热成型装置的任何其它组件上或内部。此外，可以使用一种或多种高传热材料，以改进传热速率，这有助于模塑、热成型或其它方式造型的塑料材料的冷却/加热。而且，可以在型腔部分、型芯和/或任何其它模塑部分的任一个中，设置一个或多个冷却通道，以进一步改善传热。
此外，使用在本申请中描述的方法或设备制造除的杯、容器或其它产品可以包含或不包含最小斜度。此外，可以使用模具在成型产品中产生复杂基底设计。在其它实施方案中，在热成型产品上和/或内部，可以包含轮廓、螺纹、凸缘、唇缘、其它特征等。然而，如所论述的，为产生这样的复杂设计，可能必需提供对开模设计或其它类型的系统。
本文中描述和/或示出的热成型设备、系统和/或方法还可以被有利地应用于除片材或膜之外的聚合物材料。例如，首先，可以使用高速工艺制备聚合物材料块。在一个实施方案中，制备经挤出的聚合物块，并且将其放置在输送皮带或类似移动系统上。优选地，这些块的体积、形状、大小、物理性质和其它特性是一致的，以避免随后加工步骤中的问题。在输送带上移动的聚合物材料块可以被冲压或压制成更扁平形状(例如，盘状)。对块施加的力的量和施加力的方式将取决于所成型制品的尺寸、厚度和/或其它特性和性质，挤出材料的材料性质和温度，所使用的输送带系统的种类，待使用的热成型的种类和/或类似因素。
根据一些实施方案，使用一种或多种热成型方法(例如，真空热成型、压力热成型、型芯或堵头-辅助等)，能够将这些变扁平的块造型成为所需的产品。在一些实施方案中，形成块并且使其变扁平的工艺以及随后的热成型工艺都在时间和/或空间上彼此靠近邻接地进行。这样能够使变扁平的块(或盘状物)至少保持它们的部分热焓，以降低冷却该块所需的时间和能量。术语“变扁平的块”和“盘状物”在本文中交换使用。
此外，在模塑设备的型芯、芯、型腔部分和其它部分上，使用高传热材料如
合金、含有铜和铍的合金等，可以导致改善壁厚分布和可重复性，尤其是当具有更深牵拉和/或轮廓表面的热成型产品时。因此，在一些实施方案中，聚合物盘状物和/或高传热材料的使用可以导致更快并且成本更有效的热成型工艺。
此外，由于这样的聚合物盘状物容易进行压塑，因此可以能够通过冲压或其它方式将不同挤出材料压缩在一起，来生产多层盘状物。在一些实施方案中，这样的多层盘状物甚至可以改进所成型产品的阻隔性质。无论盘状物是被挤出、压塑或使用另外方法制备的，热成型该盘状物都可以降低热成型容器的成本，因为消除了与生产较薄片材卷的有关的成本。
在一个实施方案中，挤出的盘状物可以通过压塑或另外的方法形成浅的杯-形元件1900。如图33所示，这样的杯-形元件类似倒转的瓶帽。杯-形元件1900可以包括沿着其上部开口部分的外部螺纹区1906和颈状部支撑环1908。当杯-形元件1900被传送到不同加工分站并且在不同加工分站之间传送时，颈状部支撑环1908可以有助于操作杯-形元件1900。杯-形元件1900的中等浅部分1910包括较厚的盘形状，并且包含充足的聚合物材料，因而它可以随后被热成型想要的容器形状(例如，主要的瓶部分、其它主要容器部分等)。在一些实施方案中，一种或多种高传热材料可以被用于快速并且充分地冷却螺纹区1906和颈状部支撑环1908。此外，高传热材料可以被用于有效地“冷冻”或快速冷却中等浅部分1910的外皮，而使更厚盘状物的内部聚合物材料温热。
继续参考图33，在杯-形元件1900已经进行压塑之后，它可以被快速热成型，以利用被包含在更厚盘状部分的残留热能量。如果必要或需要，元件1900可以进行加热或冷却，以准备用于随后的热成型步骤。例如，如果盘状物需要另外的热，则可以将杯-形元件1900引导到调节分站，在该分站中，可以提供必要的加热。在一个实施方案中，通过传导，给元件1900加热。备选地，杯-形元件1900可以通过暖空气输送隧道输送到热成型分站，以对抗任何不适宜的热损失。
用于将元件1900造型为其理想形状的热成型设备可以包括柱塞(未显示)，所述柱塞被用于使杯-形元件的盘状部分初始变形以及在关键区域中分配其树脂。根据一些实施方案，柱塞是圆柱体的，并且包含平端。备选地，柱塞末端可以包含多个渐缩台阶(tapered step)。在通过柱塞变形之后，盘状物可以类似于浅的成型杯。随后，使用一种或多种热成型法，通过迫使它靠着型腔部分的模塑表面，可以造型出浅的杯。在一个实施方案中，使用压力热成型和真空热成型的组合。然而，本领域技术人员应当认识到，该浅的杯也能够仅使用一种热成型方法进行成型。
根据一些实施方案，所成型容器的容量为约200ml。在其它实施方案中，容器的容量稍微或明显低于200ml。容器的容量可以为180ml、160ml、140ml、120ml、100ml、80ml、60ml、40ml、20ml，以及包括这些容积的范围。在再其它的实施方案中，容器的容量稍微或明显高于200ml。例如，在一个实施方案中，容器的容量可以为0.5升、1升、2升、5升、10升、25升或更高。在其它实施方案中，容器的容量可以为310ml、320ml、330ml、340ml、350ml、400ml、450ml、500ml以及包括这些体积的范围。
在另一个实施方案中，中等浅部分1910的更厚盘状物包含一种或多种高拉伸材料。因此，由于其高拉伸性质，可以将热成型塑料成型为更大的弹性袋等。在一个实施方案中，该袋可以具有约500ml或1升的容量。然而，应当意识到，所述袋或任何其它热成型制品的容积可以高于或低于本文所示出的。所成型的袋可以被包装在二次包装比如纸板盒中。在一个实施方案中，罐装分站组合使用袋-盒的情况下，可以将合适的封口件紧固到袋的螺纹部分中。在一些实施方案中，封口件可以包括螺纹帽、超声焊接帽、感应焊接帽和/或等。
挤出吹塑(EBM)工艺
可以使用任何形式的挤出吹塑以制备罐的杯状部分。下面的论述涉及一些优选的EBM工艺，并且不应当认为排除其它的工艺。挤出吹塑开始于将一种或多种熔融材料通过模头，优选通过环形模头挤出或共挤出以形成管。熔融管通常被称为型坯。在一个实施方案中，熔融型坯在其冷却时在重力下，从环形模头上下来。在备选实施方案中，可以将型坯从模头上拔出。前一种方法经常使用带有热刀的梭式机器进行，所述热刀在熔融材料下来时切割相同部分的熔融材料；而后一种方法通常在轮式操作使用。然而，应当主意到，一些轮式向下挤出，而另一些轮式布置与抗重力向上挤出的挤出系统配对，使得型坯由于轮的旋转行为而被固定在合适位置并且被拉伸。
在梭式和轮式系统中，吹气成型的基本机理是类似的。在冷却的材料管或型坯仍然处于″类橡胶″态(例如，高于其玻璃化转变温度)的同时，模具包围住冷却的材料管或型坯，将形成顶端和基底的末端夹断。将压缩空气吹入到模具内部的管状软化型坯中，以使型坯膨胀和/或使其挤压模具表面。软化的型坯在接触模塑表面时固化，并且表现出模具所限定的形状。在轮式操作中，两个头-对-头布置的容器可以从单一管状部分进行吹气成型。用于这种布置的模具，除具有两个容器之外，还具有连接部分，通过该连接部分可以引入吹气空气。从吹气销引入的吹气空气使两个同时来自单一大型坯的容器成型。单一未修整单元或多个单元(在轮式的情况下称作块料(logs))刚一被冷却就将其逐出。在随后的操作中，尾部(容器的基底下面的部分)被去飞边(deflashed)。限定顶部密封表面的部分通过净切割产生，比如通过将容器上面的凹槽部分对着直的边缘旋转或将优选被加热的刀片旋转而产生，以减少由于切割而形成的任何粗糙边缘。
拉伸吹塑(SBM)工艺
可以使用任何形式的拉伸吹塑来制备罐或容器的杯状部分。下面的论述涉及一些优选的SBM工艺，并且不应当被认为不包括其它工艺。SBM是一步吹塑工艺。合适的商购设备由Aoki和/或Nisei制造。这种制造方法包括将预成型坯或型坯进行注塑。预成型坯在形状和尺寸上类似于为ISBM制备的那些，并且平台也类似于ISBM。然而，平台与ISBM的差别在于不允许预成型坯体在其从模具中被逐出之前进行完全冷却，尽管颈口(neck finish)是在模塑工艺之后完全冷却的。预成型坯体被允许在足够长的模具中冷却，以允许预成型坯被逐出而不粘附模具。然后将温热/热的预成型坯移动到下一个阶段，在此被吹塑成成品部件。更类似于ISBM工艺中，预成型坯被插入到模具中，并且温热预成型坯的主体被吹气成型，以膨胀和锁住冷吹塑型腔的形状。在一些实施方案中，存在中间的热调理分站，以在特定区域中加强对预成型坯的加热，以获得在吹塑工艺中所需的结果。SBM适合于制备长-嘴/颈状部的容器和/或具有更大的箍变形或规则形状(例如，矩形、卵形或正方形)的非对称或更大容器。如果需要具有两个或更多个层的杯状部分，则优选地使用IOI工艺比如在美国专利6,391,408中描述的工艺进行。
注射拉伸吹塑(ISBM)工艺
可以使用任何形式的注射拉伸吹塑来制备罐或容器的杯状部分。下面的论述涉及一些优选的ISBM工艺，并且不应当被认为不包括其它工艺。ISBM可以制备双轴取向的容器，其特别适合于需要更高强度的容器的应用，比如适合于加压液体。首先由通过任何合适工序的注塑形成预成型坯。如果需要具有含两层或更多层的杯状部分的容器，则它可以使用IOI工艺比如在美国专利6,391,408中描述的工艺制备。预成型坯被冷却到它可以被处理而不会被严重损伤的程度(point)。最终的预成型坯可以在其制备之后的任意时间吹塑成容器。这样允许预成型坯在一个现场制造，然后运输到进行吹气成型和罐装的另一个现场。然后，预成型坯进行拉伸吹塑工艺。在SBM过程中，预成型坯可以由耦合结构体支撑，这与许多标准预成型坯由支撑环支撑一样。备选地，容器中可以包含有支撑环，或者支撑环可以在SBM工艺之后被修剪掉。任选地，预成型坯的颈状部的进一步调整可以在吹塑中或之后完成，以提高包括耦合结构体的颈状部中的结晶性和尺寸稳定性。
优选材料的总体描述
本文中公开的制品，包括杯和封口件，都可以由本文中描述的任意的广泛的各种材料制成。此外，本文中公开的热成型和其它类型的方法、系统和设备以及装置都可以被配置成使用本文中论述的材料的一些或全部形成容器和其它制品。尽管一些制品可以具体地涉及一种或多种特殊材料进行描述，但是这些相同的制品和被用于制备这些制品的方法可以被应用于很多其它热塑性材料，包括但不限于聚酯、聚烯烃、聚乳酸、聚碳酸酯等。其它合适的材料包括但不限于聚合物材料，包括热固性聚合物；热塑性材料，比如聚酯、包括聚丙烯和聚乙烯在内的聚烯烃、聚碳酸酯、包括尼龙(例如，尼龙6、尼龙66)和MXD6在内的聚酰胺、聚苯乙烯、环氧树脂类、丙烯酸类树脂、共聚物、共混物、接枝聚合物和/或改性的聚合物(其单体或其部分具有作为侧基的另一种基团，例如烯烃改性的聚酯)。这些材料可以单独使用或以多层结构、共混物或共聚物形式与其它材料结合使用，并且还可以与不同添加剂，比如纳米粒子阻隔材料、氧清除剂、UV吸收剂、发泡剂等结合使用。更具体的材料实例包括但不限于乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸(EAA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚2，6-和1，5-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇(PETG，polyethylene terephthalate glycol)、聚(亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯、聚乙醇酸(PGA)、聚苯乙烯、环烯烃、聚4-甲基戊烯-1、聚(甲基丙烯酸甲酯)、丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯(PVDC)、苯乙烯丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、离聚物比如PET的磺酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚四亚甲基1，2-二羟基苯甲酸酯、聚氨酯，和对苯二甲酸乙二醇酯与间苯二酸乙二醇酯的共聚物，以及一种或多种上述材料的共聚物和/或共混物。
如本文使用的，术语“聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇”(PETG)指的是其中PET混合物中加入有效量(例如，接近40重量％或更大)的其它共聚单体环己烷二甲醇(CHDM)的PET共聚物。在一个实施方案中，优选的PETG材料基本上是无定形的。合适的PETG材料可以是从各种来源中购买的。一种合适来源是Eastman Chemical Company的分公司Voridian。其它PET共聚物包括较低含量(level)的CHDM，因而所得材料保持可结晶性或半结晶性。含有低含量CHDM的PET共聚物的一个实例是Voridian9921树脂。改性PET的另一个实例是“高IPA PET”或IPA-改性的PET，所述“高IPA PET”或IPA-改性的PET指的是IPA含量优选大于约2重量％的PET，并且所述大于约2重量％包括约2-20重量％的IPA，还包括约5-10重量％的IPA。在整个说明书中，在配方和组合物中的所有百分比都是以重量计的，除非另有指出。
在一些实施方案中，可以采用已经被接枝或改性的聚合物。在一个实施方案中，聚丙烯或其它聚合物可以采用极性基团接枝或改性，以改善粘附，其中所述极性基团包括但不限于马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丙烯酰基酯和/或类似化合物。在其它实施方案中，聚丙烯也称作澄清聚丙烯。如本文使用的，术语“澄清聚丙烯”是广义的术语，它根据通常的意思使用，并且可以包括但不限于含有成核抑制剂和/或澄清添加剂的聚丙烯。相比于聚丙烯的均聚物或嵌段共聚物，澄清聚丙烯通常是透明材料。在其中被添加有成核抑制剂的聚丙烯或其它材料内，包含所述成核抑制剂可以帮助防止和/或降低结晶性或结晶效果，这样有助于聚丙烯的雾度(haziness)。与在没有澄清剂的情况下可以形成更大畴尺寸相反，一些澄清剂通过降低结晶畴的大小和/或诱导形成大量的小畴来降低总的结晶性而起的作用并不是那么大。澄清聚丙烯可以从各种来源比如DowChemical Co购买。备选地，可以将成核抑制剂加入聚丙烯或其它材料中。成核抑制剂添加剂的一种合适来源是Schulman。
在一些实施方案中，优选材料可以是未用过的、用户前、用户后、再粉碎、回收和/或这些材料的组合。例如，PET可以是未用过的、用户前或后、回收或再粉碎PET、PET共聚物以及它们的组合。在优选实施方案中，在本文中使用的成品容器和/或材料在随后的塑料容器回收流中是良性的。
在一些实施方案中，杯可以比如通过浸涂、喷涂或流涂而被进一步加工。优选的设备、方法和材料包括比如在WO 04/004929和美国专利6,676,883中描述的那些，WO 04/004929和美国专利6,676,883的公开内容通过引用将它们整体结合到此。杯优选由聚合物，比如热塑性材料制成。合适的热塑性材料的实例包括但不限于聚酯(例如，PET、PEN)、聚烯烃(PP、HDPE)、聚乳酸、聚碳酸酯和聚酰胺。
形成杯的一个或多个层可以包括一种或多种添加剂。添加剂优选给杯提供功能(例如，耐UV性、阻隔性、耐擦伤性)。在层组合物中使用的聚合物材料本身可以提供功能性质，比如阻隔性、耐水性等。
在优选方法和工艺的实施方案中，一个或多个层可以包括阻隔层、UV保护层、氧清除层、氧阻隔层、二氧化碳清除层、二氧化碳阻隔层以及特殊应用所需要的其它层。如本文使用的，术语“阻隔材料”、“阻隔树脂”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，并且指的是但并不是限于当在优选方法和工艺中使用时，对氧、二氧化碳的渗透性较低的材料，和/或对氧、二氧化碳的渗透性比成品制品的一个或多个其它层(包括基板)低的材料。如本文使用的，术语“UV保护”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，并且指的是但并不是限于比制品的一个或多个层具有更高的UV吸收比率的材料。如本文使用的，术语“氧清除”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，并且指的是但并不是限于比制品的一个或多个层具有更高的氧吸收比率的材料。如本文使用的，术语“氧阻隔”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，并且指的是但并不是限于性质是钝态或活化的并且减缓了氧进入和/或离开制品的传递的材料。如本文使用的，术语“二氧化碳清除”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，并且指的是但并不是限于比制品的一个或多个层具有更高的二氧化碳吸收比率的材料。如本文使用的，术语“二氧化碳阻隔”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，并且指的是但并不是限于性质是钝态或活化的并且减缓了二氧化碳进入和/或离开制品的传递的材料。在不受任何理论的束缚的情况下，申请人相信，在制品中所容纳的碳酸化产品例如软饮料被充过多碳酸气的应用中，包含在制品的一个或多个层中的二氧化碳清除剂允许过量的碳酸化作用，使含有二氧化碳清除剂的层饱和。因此，当二氧化碳从制品中逃离到大气中时，它首先离开制品层，而不是首先离开被容纳在制品内的产品。如本文使用的，术语“交联”“交联的”等是广义术语，并且是以它们的通常意义使用，它们指的是但不限于交联程度从极少量上升变化到并包括完全交联材料的材料和涂层。可以调节交联度，以提供适宜或适当的物理性质，比如用于特殊情形的耐化学或机械损伤性的程度。
由一个或多个层单独或与其它功能一起提供的其它功能包括颜色，包括但不限于染料和颜料，粘合促进剂，改进的水蒸汽阻隔性，润滑性，包括从天然或人造润滑剂，包括蜡，比如巴西棕榈蜡和石蜡，以及耐磨损性。
此外，罐或容器的杯状部分可以进行一种或多种各种形式的表面处理，以为涂层的应用或任何其它目的做准备。优选的设备、方法和材料包括在比如2006年10月12日提交的美国公布2007/0087131(美国申请11/546654)中描述的那些，该美国公布2007/0087131的公开内容通过引用将其全部结合到此。
优选材料的实例
在一个优选的实施方案中，优选材料包括热塑性材料。一个还优选的实施方案包括“苯氧基类热塑性材料”。如本文使用的术语那样，苯氧基类热塑性材料包括广泛的各种材料，包括在WO 99/20462中所讨论的材料。在一个实施方案中，材料包括热塑性环氧树脂(TPE)，其是苯氧基类热塑性材料的子集)。苯氧基类热塑性材料的进一步的子集以及热塑性材料是一些优选的羟基-苯氧基醚聚合物，其中某些聚羟基氨基醚共聚物(PHAE)是进一步优选的材料。参见例如美国专利6,455,116；6,180,715；6,011,111；5,834,078；5,814,373；5,464,924；和5,275,853；还参见PCT申请WO 99/48962；WO 99/12995；WO 98/29491；和WO 98/14498。在一些实施方案中，PHAE为TPE。
优选地，在优选实施方案中使用的苯氧基类热塑性材料包括下列类型之一 (1)具有式Ia、Ib或Ic中任一个表示的重复单元的羟基-官能的聚(酰胺醚)
或
(2)具有由式IIa、IIb或IIc中的任一个独立表示的重复单元的聚(羟基酰胺醚)
或
(3)具有式III所示重复单元的酰胺基-及羟甲基-官能化的聚醚
(4)具有式IV所示重复单元的羟基官能的聚醚
(5)具有式Va或Vb所示重复单元的羟基官能的聚(醚磺酰胺)
(6)具有式VI所示重复单元的聚(羟基酯醚)
(7)具有式VII所示重复单元的羟基-苯氧基醚聚合物
和 (8)具有式VIII所示重复单元的聚(羟氨基醚)
其中每个Ar都独立地表示二价芳族部分、取代二价芳族部分或杂芳族部分，或者不同二价芳族部分、取代芳族部分或杂芳族部分的组合；R独立地为氢或一价烃基部分；每个Ar1都为含有酰胺基或羟甲基的二价芳族部分或二价芳族部分的组合；每个Ar2都与Ar相同或不同，并且独立地为二价芳族部分、取代芳族部分或杂芳族部分或者不同二价芳族部分、取代芳族部分或杂芳族部分的组合；R1独立地为主要的亚烃基部分，比如二价芳族部分、取代二价芳族部分、二价杂芳族部分、二价亚烷基部分、二价取代亚烷基部分或二价杂亚烷基部分或这些部分的结合；R2独立地为一价烃基部分；A是胺部分或不同胺部分的结合；X是胺、亚芳基二氧基、亚芳基二亚磺酰氨基或亚芳基二羧基部分或这些部分的组合；而Ar3是下式中任一个所示的“阳基环(cardo)”部分
其中Y为不存在(nil)、共价键或连接基团，其中合适的连接基团包括例如氧原子、硫原子、羰基、磺酰基或亚甲基或类似连接；n是从约10到约1000的整数；x为0.01至1.0；并且y为0至0.5。
术语“主要的亚烃基”表示主要是烃的二价基团，但它任选包含少量的杂芳族部分比如氧、硫、亚胺基、磺酰基、硫氧基(sulfoxyl)等。
美国专利5,089,588和5,143,998中描述的那样，通过N，N’-二(羟苯基酰氨基)烷烃或芳烃与二环氧甘油醚接触，优选制备式I所示的羟基-官能的聚(酰胺醚)。
如在美国专利5,134,218中描述的那样，通过二(羟苯基酰氨基)烷烃或芳烃、或者这些化合物中的2种或更多种化合物比如N，N’-二(3-羟苯基)己二酰胺或N，N’-二(3-羟苯基)戊二酰胺的组合与表卤代醇接触，制备式II所示的聚(羟基酰氨基醚)。
例如，可以通过二环氧甘油醚比如双酚A的二环氧甘油醚与带有悬挂酰氨基、N-取代酰氨基和/或羟烷基部分的二元酚比如2，2-二(4-羟苯基)乙酰胺和3，5-二羟基苯甲酰胺进行反应，可以制备式III所示的酰胺-和羟甲基-官能化的聚醚。这些聚醚及它们的制备在美国专利公布5,115,075和5,218,075中有描述。
例如，采用美国专利5,164,472中描述的方法，通过使二环氧甘油醚或二环氧甘油醚的组合与二元酚或二元酚的组合进行反应，可以制备式IV所示的羟基-官能的聚醚。备选地，采用Reinking、Barnabeo和Hale在Journal of Applied Polymer Science，第7卷，2135页(1963)中描述的方法，通过使二元酚或二元酚的组合与表卤代醇进行反应，可以获得羟基-官能的聚醚。
例如，通过如美国专利5,149,768中描述那样，使N，N’-二烷基或N，N’-二芳基二磺酰胺与二环氧甘油醚聚合，制备出式V表示的羟基-官能的聚(醚磺酰胺)。
通过脂肪族或芳香族二酸的二环氧甘油醚比如对苯二甲酸二环氧甘油脂或二元酚的二环氧甘油醚与脂肪族或芳香族二酸比如己二酸或间苯二甲酸的反应，制备出式VI表示的聚(羟基酯醚)。这些聚酯在美国专利5,171,820中有描述。
例如，通过至少一种二亲核单体与下列物质中的至少一种的二环氧甘油醚在足以使二亲核单体的亲核部分与环氧部分反应形成聚合物骨架的条件下接触，制备式VII所示的羟基-苯氧基醚聚合物阳基环双酚，比如9，9-二(4-羟苯基)芴、酚酞或苯酚苯并[c]吡咯酮(phenolphthalimidine)，或者取代阳基环双酚，比如取代二(羟苯基)芴、取代酚酞或取代苯酚苯并[c]吡咯酮，其中所述聚合物骨架含有悬挂羟基部分以及醚、亚胺基、氨基、亚磺酰氨基或酯连接。这些羟基-苯氧基醚聚合物在美国专利5,184,373中有描述。
通过使二元酚的二环氧甘油醚中的一种或多种与具有两个胺氢的胺在足以使胺部分与环氧部分反应形成具有胺连接、醚连接及悬挂羟基部分的聚合物骨架的条件下接触，制备出式VIII表示的聚(羟氨基醚)(“PHAE”或聚醚胺)。这些化合物在美国专利5,275,853中有描述。例如，聚羟基氨基醚共聚物可以由间苯二酚二环氧甘油醚、对苯二酚二环氧甘油醚、双酚A二环氧甘油醚或这些的混合物进行制备。羟基-苯氧基醚聚合物是二元多环酚比如双酚A和表卤代醇的缩合反应产物，并且具有式IV所示的重复单元，其中Ar是亚异丙基二亚苯基部分。用于制备这些的方法在美国专利3,305,528中有描述，该专利通过引用将其全部内容结合到此。
苯氧基-类热塑性材料可以包含用于形成杯的片材形式的一个或多个层，或者它们可以随后的涂布步骤中使用，以提供另外的特征。在它们被用作涂层的那些实施方案中，优选的苯氧基-类材料形成相对稳定的水基溶液或分散体。优选地，溶液/分散体的性质受到与水的接触没有不利影响。优选材料涵盖的范围为约10％的固体到约50％的固体，包括约15％、20％、25％、30％、35％、40％和45％，以及包括这些百分比的范围，但是这些值之上和之下的值也是被预期的。优选地，所使用的材料溶解或分散在极性溶剂中。这些极性溶剂包括但不限于水、醇和乙二醇醚。参见，例如，描述了一些优选苯氧基-类溶液和/或分散体的美国专利6,455,116、6,180,715和5,834,078。一种优选的苯氧基-类材料是聚羟基氨基醚(PHAE)，分散体或溶液。当将该分散体或溶液涂布到容器或预成型坯上时，可大幅降低各种气体以可预知及熟知方式通过容器壁的渗透速率。由其制备的一种分散体或乳液包含10-30％的固体。通过在水与有机酸的溶液中搅拌或其它方式搅动PHAE，可以制备PHAE溶液/分散体，其中所述有机酸优选乙酸或磷酸，但也包括乳酸、苹果酸、柠檬酸或乙醇酸和/或这些酸的混合物。这些PHAE溶液/分散体还包括通过聚羟基氨基醚与这些酸反应制备的有机酸盐。
在一些实施方案中，采用本领域技术人员已知的方法将苯氧基类热塑性材料与其它材料进行混合或共混。在一些实施方案中，可以向该共混物中加入相容剂。当采用相容剂时，优选该共混物的一种或多种性质得到改善，这些性质包括但不限于颜色、雾度以及含有共混物的层与其它层之间的粘附力。一种优选的共混物包括一种或多种苯氧基类热塑性材料以及一种或多种聚烯烃。一种优选的聚烯烃包括聚丙烯。在一个实施方案中，聚丙烯或其它聚烯烃可以用极性分子、基团或单体进行接枝或改性，以提高相容性，所述极性分子、基团或单体包括但不限于马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丙烯酰基酯和/或类似化合物。
其它合适的材料包括在Jabarin的美国专利4,578,295中描述的优选的共聚酯材料。它们通常通过加热选自下列反应物中的至少一种与1，3-二(2-羟基乙氧基)苯和乙二醇的混合物进行制备间苯二甲酸、对苯二甲酸和这两种酸的C1至C4烷基酯。任选地，该混合物可以进一步包括一种或多种形成酯的二羟基烃和/或二(4-β-羟基乙氧苯基)砜。特别优选的共聚酯材料是从Mitsui Petrochemical Ind.Ltd.(日本)购买的B-010、B-030及这一类产品中的其它品种。
优选的聚酰胺材料的实例包括来自Mitsubishi Gas Chemical(日本)的MXD-6。其它优选的聚酰胺材料包括尼龙6和尼龙66。其它优选的聚酰胺材料是聚酰胺和聚酯的共混物，包括包含约1-20重量％的聚酯、更优选约1-10重量％的聚酯的那些，其中所述聚酯优选为PET或改性PET，包括PET离聚物。在另一个实施方案中，优选的聚酰胺材料是聚酰胺和聚酯的共混物，包括包含约1-20重量％的聚酰胺、更优选约1-10重量％的聚酰胺的那些，其中所述聚酯优选PET或改性PET，包括PET离聚物。共混物可以是普通共混物或它们可以与抗氧化剂或其它材料相容。该共混物可以是通常的混合物或它们可以与一种或多种抗氧化剂或其它材料相容。这些材料的实例包括在2003年3月21日提交的美国专利公布2004/0013833中描述的那些材料，该专利通过引用将其全部内容结合到此。其它优选聚酯包括但不限于PEN以及PET/PEN的共聚物。
一些材料可以被涂敷作为顶涂层或层的一部分，这样的顶涂层或层提供比如对热水、蒸汽、碱性(caustic)或酸性材料的耐化学性。在一些实施方案中，这些顶涂层或层是水基或非水基的聚酯、丙烯酸类树脂、EAA、聚烯烃和它们的共混物，所述水基或非水基的聚酯、丙烯酸树脂、EAA、聚烯烃和它们的共混物是任选被部分或完全交联的。优选水基聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和磺化聚酯，然而也可以使用其它聚酯。
增强涂层材料的添加剂
优选的添加剂可以通过本领域的技术人员已知的方法制备。例如，添加剂可以直接与特殊材料混合。此外，在一些实施方案中，优选添加剂可以单独用作单一的层或单一层的一部分。
在优选实施方案中，通过使用不同添加剂，可以增强层的阻隔性能。添加剂优选以高达约40％材料的量存在，所述量也包括高达约材料的30％、20％、10％、5％、2％和1重量％。在其它实施方案中，添加剂优选以小于或等于1重量％的量存在，材料的优选范围包括但不限于约0.01％至约1％、约0.01％至约0.1％以及约0.1％至约1重量％。在一些实施方案中，添加剂优选在水性条件下稳定。
可以采用间苯二酚(间-二羟基苯)的衍生物与在材料形成中与各种优选材料被作为共混物或作为添加剂或单体一起使用。间苯二酚含量越高，材料的阻隔性能越好。例如，可以在PHAE中采用间苯二酚二环氧甘油醚，而在PET和其它聚酯及共聚酯阻隔材料中采用羟乙基醚间苯二酚。
可以使用的另一种添加剂是“纳米粒子”或纳米微粒材料”。为方便起见，术语纳米粒子在本文将被同时用于指纳米粒子和纳米微粒材料。这些纳米粒子是极小的微米或亚微米大小(直径)的材料粒子，它们通常通过产生用于气体分子例如氧或二氧化碳在它们渗透材料时迁移的更曲折路径，而增强了材料的阻隔性能，所述材料包括无机材料比如粘土、陶瓷、沸石、元素、金属和金属化合物比如铝、氧化铝、氧化铁和二氧化硅。在优选的实施方案中，纳米微粒材料以在0.05至1重量％范围的量存在，该范围包括0.1％、0.5重量％以及围绕这些量的范围在内。
纳米微粒材料的一种优选类型是获自Southern Clay Products的微粒子粘土基的产品。获自Southern Clay products的一种优选的产品系列是
纳米粒子。在一个实施方案中，优选的纳米粒子包括用季铵盐改性的蒙脱土。在其它实施方案中，纳米粒子包括用叔铵盐改性的蒙脱土。在另外一些实施方案中，纳米粒子包括天然的蒙脱土。在再一些实施方案中，纳米粒子包括美国专利5,780,376中描述的有机粘土，该专利的全部公开内容都通过引用结合到此，并且形成本申请公开内容的一部分。还可以使用其它合适的有机和无机微粒粘土基的产品。人造和天然产物也都适合使用。
另一种优选的纳米微粒材料包括金属的复合材料。例如，一种合适的复合物是获自BYK Chemie(德国)的纳米粒子形式的氧化铝的水基分散体。这种纳米微粒材料被认为可以提供一种或多种下列的优点提高耐磨损性、提高抗擦伤性、提高Tg以及热稳定性。
另一种优选的纳米微粒材料包括聚合物硅酸盐复合物。在优选实施方案中，硅酸盐包括蒙脱土。合适的聚合物硅酸盐纳米微粒材料可获自Nanocor and RTP Company。一种优选的纳米微粒材料包括热解法二氧化硅，比如Cab-O-Sil。
在优选实施方案中，通过加入不同的添加剂，可以提高材料的UV保护性质。在一个优选的实施方案中，所使用的UV保护材料提供高达约350nm或更低、包括约370nm或更低以及约400nm或更低的UV保护。UV保护材料可以被用作提供其它功能性的层的添加剂，或者与一个或多个层中的其它功能材料或添加剂分开使用。优选地，提供增强UV保护的添加剂在材料中存在约0.05至20重量％，但也包括约0.1％、0.5％、1％、2％、3％、5％、10％和15重量％以及包括这些量的范围。优选地，UV保护材料以与其它材料相容的形式加入。在其它实施方案中，优选的UV保护材料包括被作为浓缩物(concentrate)加入的UV吸收剂接枝或改性的聚合物。其它优选的UV保护材料包括但不限于苯并三唑类、酚噻嗪类和氮杂酚噻嗪类(azaphenothiazine)。UV保护材料可以在使用之前例如注塑挤出或造粒之前的熔融相处理过程中加入，或者直接加入到溶液或分散体形式的涂层材料中。合适的UV保护材料包括获自Milliken，Ciba andClariant的那些。
可以向一种或多种材料和/或层中引入二氧化碳(CO2)清除性质。在一个优选实施方案中，通过包括一种或多种清除剂，比如与活性胺与CO2反应以形成高气体阻隔盐，而实现这些性质。然后，这种盐作为被动CO2阻隔剂。活性胺可以是添加剂或者它可以是在一个或多个层的树脂材料中的一个或多个部分。还可以使用除胺之外的其它合适的二氧化碳清除剂材料。
通过包含本领域已知的O2清除剂比如蒽醌(anthroquinone)等，可以向优选材料中引入氧(O2)清除性质。在另一个实施方案中，一种合适的O2清除剂是获自BP Amoco Corporation和ColorMatrix Corporation的
O2清除剂，该清除剂在Cahill等的美国专利6,083,585中公开，并且将该专利的全部公开内容都结合到此。在一个实施方案中，通过在苯氧基-类材料中包含具有不同活化机理的O2清除剂，可以向优选的苯氧基-类材料等中引入O2清除性质。优选的O2清除剂可以自发、逐步作用或者在延迟行为下作用，比如直到受具体的触发引发才进行。在一些实施方案中，通过将O2清除剂暴露在UV或水(例如，存在于容器的内容物中的UV或水)或这两种的组合中，其被活化。O2清除剂当存在时，基于形成层的材料的总重量计，其优选存在的量为约0.1至约20重量％，更优选的量为约0.5至约10重量％，最优选的量为约1至约5重量％。
一些实施方案的材料可以被交联，以提供各种应用例如热罐装应用中的热稳定性。在一个实施方案中，一个或多个层可以包括低交联的材料，而外层可以包括高交联的材料或其它适当的组合。可以将能够交联的合适添加剂加入到一个或多个层中。合适交联剂可以根据它们所加入其中的树脂或材料的化学性质和功能进行选择。例如，胺交联剂对于含环氧基团的交联树脂可以是有益的。如果存在交联添加剂，则优选交联添加剂存在的量为约1％至10重量％、优选约1％至5％、更优选约0.01％至0.1重量％，还包括2％、3％、4％、6％、7％、8％和9重量％。任选地，热塑性环氧树脂(TPE)可以与一种或多种交联剂一起使用。在一些实施方案中，还可以将试剂(例如炭黑)结合到包括TPE材料在内的层材料中。TPE材料可以形成本文公开的制品的一部分。预期炭黑或类似添加剂也可以在其它聚合物中使用，从而增强材料的性质。
某些实施方案的材料可以任选包含固化增强剂。如本文使用的，术语“固化增强剂”是广义术语，并且根据其通常的意思使用，且包括但不限于化学交联催化剂、热增强剂等。如本文使用的，术语“热增强剂”是广义术语，并且根据其通常的意思使用，且包括但不限于当被包含在聚合物层中时，使得与没有所述热增强剂的层相比，提高聚合物层吸收热能的速率和/或提高温度的材料。优选的热增强剂包括但不限于过渡金属、过渡金属化合物、辐射吸收添加剂(例如，炭黑)。合适的过渡金属包括但不限于钴、铑和铜。合适过渡金属化合物包括但不限于金属羧酸盐。优选的羧酸盐包括但不限于新癸酸盐、辛酸盐和乙酸盐。热增强剂可以单独使用或与一种或多种其它热增强剂组合使用。
可以将热增强剂加入到材料中，并且相比于没有热增强剂的材料，可以在给定固化处理过程中显著地提高该材料的温度。例如，在一些实施方案中，可以将热增强剂(例如，炭黑)加入到聚合物中，因而进行加热或固化处理(例如，IR辐射)的聚合物的加热速率或最终温度比进行相同或类似处理的没有热增强剂的聚合物明显更大。由热增强剂所致的聚合物的被提高的加热速率可以提高固化或干燥速率，因而增加了生产速率，因为所述处理需要的时间更少。
在一些实施方案中，热增强剂存在的量是约5至800ppm、优选约20至约150ppm、更优选约50至125ppm、还更优选约75至100ppm，这些量还包括约10、20、30、40、50、75、100、125、150、175、200、300、400、500、600和700ppm以及包括这些量的范围。热增强剂的量可以基于含有热增强剂的层的重量或包含所有层的制品的总重量进行计算。
在一些实施方案中，优选的热增强剂包括炭黑。在一个实施方案中，为了提高材料的固化，可以采用炭黑作为涂层材料的组分。在另一个实施方案中，可以将炭黑添加到挤出之前的熔融相处理的聚合物共混物中。
在另一个实施方案中，为了使涂层发泡，可以向涂层材料中加入发泡剂。在再一个实施方案中，采用发泡剂的反应产物。有益的发泡剂包括但不限于偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、重氮氨基苯、N，N-二甲基-N，N-二亚硝基对苯二酰胺、N，N-二亚硝基五亚甲基-四胺、苯磺酰基-酰肼、苯-1，3-二磺酰基酰肼、二苯基砜-3-3、二磺酰基酰肼、4，4′-氧二苯磺酰基酰肼、对甲苯磺酰基氨基脲、偶氮二羧酸钡、丁基胺腈、硝基脲、三肼基三嗪、苯基-甲基-氨基甲酸酯、对-磺(sulfon)酰肼、过氧化物、碳酸氢铵和碳酸氢钠。如目前预期的，商购的发泡剂包括但不限于
和
FOAM。下面更详细地描述发泡剂和发泡层。
发泡剂在材料中的存在量优选为约1％到不超过约20重量％，更优选为约1至约10重量％，并且最优选为约1至约5重量％。本领域技术人员已知的采用压缩气体的新发泡技术也能够用作备选方式，以代替上述列举的常规起泡剂产生泡沫。
在一个实施方案中，杯包含水阻隔材料，这是一种赋予对阻隔水蒸汽，表现出拒水性和/或表现出对热水的耐化学性的材料。任选地，还包括提高润滑性和耐磨损性的那些的添加剂。这样的材料可以通过浸涂、流体或喷涂进行涂敷。
用于水阻隔层的合适材料包括乙烯-丙烯酸共聚物、聚烯烃、聚乙烯、聚乙烯/聚丙烯/其它聚烯烃与EAA的共混物、氨基甲酸酯聚合物、环氧聚合物和石蜡。其它合适材料包括在美国专利6,429,240中公开的那些，该美国专利通过引用将其全部结合到此。在聚烯烃中，一种优选的等级是低分子量的聚烯烃，优选使用本领域中已知的可以帮助将材料修整到所需性质的茂金属技术。例如，可以使用茂金属技术以精细地调节材料，从而提高处理、实现所需的熔融温度或其它熔融行为、实现所需粘度、实现特殊的分子量或分子量分布(例如，Mw，Mn)和/或提高与其它聚合物的相容性。合适材料的一个实例是Clariant生产的LICOCENE系列的聚合物。该系列包括烯烃蜡，比如获自Clariant的商品名为LICOWAX，LICOLUB和LICOMONT的聚乙烯、聚丙烯和PE/PP蜡。可在www.clariant.com获得更多的信息。其它材料包括接枝或改性聚合物，包括聚烯烃比如聚丙烯，其中所述接枝或改性物包含极性化合物，比如马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰在甲基丙烯酸酯和/或类似化合物。这样的接枝或改性聚合物改变了材料的性质，可以例如使得对聚烯烃比如聚丙烯和/或PET或其它聚酯的粘附更好。材料优选是经FDA批准用于直接食品接触的那些，但是这样的批准并不是必需的。
在聚乙烯/EAA共混物中，通常而言，聚乙烯含量越高，则所得耐水性越好，但是EAA含量越低，则粘附越差。在包含上述列举的一种或多种材料的其它共混物中，也可能出现类似的折衷行为(trade-off)。因此，选择在共混物中的各种组分的百分比，以使在给定应用中以及在制品所使用的给定其它材料中被认为更重要的那些特性最大化。
涂布优选以液体形式进行。所述液体可以是溶液、分散体或乳液或熔体。在一个实施方案中，材料以熔体形式涂敷。熔体可以包含上述以及本文中其它地方描述的一种或多种材料，并且还可以包含一种或多种添加剂，包括功能性添加剂，比如在本文中其它地方描述的功能性添加剂。在涂敷过程中熔体的温度取决于一种或多种组分的熔体温度，并且还可以取决于一种或多种其它特性，比如粘度、添加剂、涂敷模式等。在选择熔体涂布的涂敷温度之前，人们应当考虑基底材料的熔融温度和Tg。在一个实施方案中，热熔体材料被加热到约120-150℃，并且通过浸涂或流涂或喷涂被涂敷到容器上，之后冷却以将涂层固化。熔体涂布的一个优点是可以在基底或一个或多个其它涂层不与水接触的情况下，实施拒水性或耐水性涂布。用于热熔体浸涂或流体的一种优选材料是低分子量聚酯，比如聚丙烯。
在其它实施方案中，以熔体或水或溶剂基溶液或分散体涂敷耐水性材料和/或耐水蒸汽材料，优选表现出低的VOC。涂层的添加剂可以包括硅氧烷基润滑剂、蜡、石蜡、热增强剂、UV吸收剂和粘附促进剂。优选通过浸涂、喷涂或流涂对预成型坯或制品比如容器进行涂敷，之后优选使用IR、其它辐射、吹气或其它合适的手段，进行干燥和固化。在一个实施方案中，制品的外表面适合于比如通过使用墨水和颜料，包括适合于在食品和饮料包装领域中使用的那些，直接在其上印刷任何所需的图形设计。
优选的泡沫材料
在一些实施方案中，可以在基底(基础制品或预成型坯)或在涂层中使用泡沫材料。如本文使用的，术语“泡沫材料”是广义的术语，它根据通常的意思使用，并且可以包括但不限于发泡剂、发泡剂和粘结剂或载体材料的混合物、可膨胀多孔材料和/或具有空隙的材料。术语“泡沫材料”和“可膨胀材料”在本文可交换使用。优选的泡沫材料可以表现出改善制品(例如，容器)的热和/或结构特性的一种或多种物理特性，并且可以使优选实施方案能够经受容器通常要经历的加工和物理应力。在一个实施方案中，泡沫材料给容器提供结构支撑。在另一个实施方案中，泡沫材料在加工过程中形成能够降低对容器损害的保护层。例如，泡沫材料可以提供耐磨损性，这样在运输过程中可以降低对容器损害。在一个实施方案中，泡沫的保护层可以提高容器的耐震性或耐冲击性，因此防止或降低容器的破裂。此外，在另一个实施方案中，泡沫可以提供舒适的抓取表面和/或提高容器的美观或吸引力。
在一个实施方案中，泡沫材料包括发泡剂或起泡剂和载体材料。在一个优选的实施方案中，发泡剂包括能够膨胀并且与载体材料合作产生泡沫的可膨胀结构(例如，微球体)。例如，发泡剂可以是热塑性微球体，比如Akzo Nobel售出的
微球体。在一个实施方案中，微球体可以是热塑性中空球，该热塑性中空球含有密封气体的热塑性壳。优选地，当微球体受热时，热塑性壳软化，并且气体增加其压力，使得微球体从初始位置膨胀到膨胀位置。膨胀的微球体以及至少一部分的载体材料可以形成本文描述制品的发泡部分。泡沫材料可以形成层，所述的层含有单一材料(例如，发泡剂和载体材料形成的通常均匀的混合物)、材料混合物或共混物、由两种或更多种材料形成的基质、两个或更多个层、或者优选包含至少两种不同材料的多个微层(薄层)。备选地，微球体可以是任意其它适合的可控制膨胀的材料。例如，微球体可以是含有如下材料的结构能够在该结构内或由从结构中产生气体的材料。在一个实施方案中，微球体是包含产生或含有气体的化学品的中空结构，其中气体压力增加会导致结构膨胀和/或胀裂。在另一个实施方案中，微球体是由一种或多种材料制备和/或含有所述一种或多种材料的结构，其中所述一种或多种材料分解或反应产生气体，使微球体膨胀和/或胀裂。任选地，微球体可以是通常的固体结构。任选地，微球体可以是填充有固体、液体和/或气体的壳。微球体可以具有适合于形成泡沫的任意结构和形状。例如，微球体可以通常为球形。任选地，微球体可以是细长的或倾斜的球状体。任选地，微球体可以包括适用于使微球体膨胀的任何气体或气体混合物。在一个实施方案中，气体可以包括惰性气体，比如氮气。在一个实施方案中，气体通常是不可燃的。然而，在一些实施方案中，非惰性的气体和/或可燃气体可以填充微球体的壳。在一些实施方案中，泡沫材料可以包括本领域已知的发泡剂或起泡剂。另外，泡沫材料可以主要是或完全是发泡剂。
尽管一些优选实施方案包含通常不会破裂或胀裂的微球体，但是其它实施方案包含可以破裂、胀裂、断裂和/或类似后果的微球体。任选地，一部分微球体可以破裂，同时其余部分的微球体不破裂。在一些实施方案中，不超过约0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％70％、80％、90重量％的微球体，以及包括这些量的范围的微球体破裂。在一个实施方案中，例如，当微球体膨胀时，它们的大部分可以胀裂和/或断裂。另外，可以采用微球体的各种共混物和混合物形成泡沫材料。
微球体可以由适合于引起膨胀的任意材料形成。在一个实施方案中，如本文所述，微球体可以具有包含聚合物、树脂、热塑性材料、热固性材料等的壳。微球体的壳可以包含单一材料或者两种或多种不同材料的共混物。例如，微球体可以具有含下列物质的外壳乙烯乙酸乙烯酯(“EVA”)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚酰胺(例如尼龙6和尼龙66)聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇(PETG)、PEN、PET共聚物以及它们的组合。在一个实施方案中，PET共聚物包括含量介于通常被称作PETG和PET之间的CHDM共聚单体。在另一个实施方案中，将共聚单体比如DEG和IPA加入到PET中，以形成微球体的壳。可以选择材料的种类、尺寸与惰性气体的适当组合，以实现微球体的适宜膨胀。在一个实施方案中，微球体包含由遇到高温时能够膨胀的高温材料(例如，PETG或类似材料)形成的壳，其中所述高温优选不会导致微球体胀裂。如果微球体具有由低温材料(例如，象EVA一样的材料)制备的壳，则当微球体遇到适合于加工一些载体材料(例如，具有高熔点的PET或聚丙烯)的高温时，可能会破裂。在一些情况下，例如，当
微球体在较高温度下加工时，可能会破裂。有利地，可以将中温或高温微球体与具有较高熔点的载体材料一起使用，以便在微球体不破裂的情况下产生可控的、可膨胀的泡沫材料。例如，微球体可以包括中温材料(例如，PETG)或高温材料(例如，丙烯腈)，并且可以适用于较高温度的应用。因此，可以基于所采用的加工温度选择用于形成发泡聚合物的起泡剂。
泡沫材料可以是包含载体材料的基质，并且优选可以与起泡剂(例如，微球体)混合形成可膨胀材料的材料。载体材料可以是热塑性、热固性或聚合的材料，比如乙烯丙烯酸(“EAA”)、乙烯乙酸乙烯酯(“EVA”)、线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)、聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇(PETG)、聚(羟基氨基醚)(“PHAE”)、PET、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯(“PS”)、浆料(例如，纤维的木浆或纸浆，或者混合有一种或多种聚合物的浆料)、上述这些的混合物等。然而，可以采用适用于携带发泡剂的其它材料，以实现泡沫材料(foam)所需的热、结构、光学和/或其它特性中的一种或多种。在一些实施方案中，载体材料具有使微球体更容易且快速膨胀的性质(例如，高熔融指数)，从而降低了生产周期，由此提高了生产。
在优选实施方案中，可成型材料可以包括两种或更多种组分，这些组分包括其中每一种组分都具有不同的加工范围(processing window)和/或物理性质的多种组分。这些组分可以进行结合，以使可成型材料具有一种或多种所需的特性。可以改变组分的比例，以产生所需的加工范围和/或物理性质。例如，第一材料可以具有与第二材料的加工范围相似或不同的加工范围。加工范围可以基于例如压力、温度、粘度等。因此，可成型材料的组分可以进行混合，以实现所需的例如用于使该材料造型的压力或温度范围。
在一个实施方案中，第一材料与第二材料的结合可以产生具有比第二材料的加工范围更加理想的加工范围的材料。例如，第一材料可以适用于在宽范围的温度下加工，而第二材料可以适用于在窄范围的温度下加工。具有由第一材料形成的一部分以及由第二材料形成的另一部分的材料可以适合于在比第二材料的加工温度的窄范围宽的温度范围内加工。在一个实施方案中，多组分材料的加工范围类似于第一材料的加工范围。在一个实施方案中，可成型材料包括多层片材或管，并且所述多层片材或管包含含有PET的层和含有聚丙烯的层。由PET和聚丙烯这两者形成的材料可以在与适合于PET的加工温度范围相似的宽温度范围内进行加工(例如，挤出)。加工范围可以是对于一个或多个参数比如压力、温度、粘度和/或类似参数的。
任选地，可以改变材料的各种组分的量，以实现所需的加工范围。任选地，可以将材料进行结合，产生适合于在所需范围内的压力、温度、粘度和/或类似物下加工的可成型材料。例如，可以增加具有更合意加工范围的材料的比例，并且可以降低具有更不合意加工范围的材料的比例，这样就可以产生具有与第一材料的加工范围非常类似或基本相同的加工范围的材料。当然，如果更合意的加工范围是在第一材料的第一加工范围和第二材料的第二加工范围之间，则可以选择第一和第二材料的比例，以实现可成型材料的合意的加工范围。
任选地，可以将每一种都具有类似或不同加工范围的多种材料结合，以获得最终材料的所需加工范围。
在一个实施方案中，通过改变其一种或多种具有不同流变特性的组分，可以改变可成型材料的流变特性。例如，基底(例如，PP)可以具有高熔体强度并且能经得起挤出的检验。PP可以与具有使其难于挤出的低熔体强度的另一种材料比如PET结合，以形成适用于挤出工艺的材料。例如，在共挤出(例如，水平或垂直共挤出)过程中，PP或其它坚固材料的层可以支撑PET层。因此，由PET和聚丙烯形成的可成型材料可以在通常适合于PP而通常不适合于PET的温度范围内进行加工例如挤出。
在一些实施方案中，为影响制品的一种或多种性质，可以选择可成型材料的组成。例如，通过采用本文描述的可成型材料，可以获得本文公开的热性能、结构性能、阻隔性能、光性能、流变性能、满意的气味性能、和/或其它性能或特性。
上述的各种方法和技术提供了很多实施本发明的方式。当然，应当理解，不必所有描述的目的或优点根据本文描述的任一个具体实施方案都可以实现。
此外，技术人员应当认识到来自不同实施方案的特征的可交换性。类似地，对于上述讨论的各种特征和步骤以及对于每个特征或步骤的其它已知等价内容，本领域普通技术人员都可以根据本文中描述的原理进行混合和配合，以实施这些方法。
尽管本发明已经在一些实施方案和实施例的上下文中进行了描述，但是本领域技术人员应当理解本发明超过具体公开的实施方案延及到其它备选实施方案和/或应用及它们显而易见的改进及等价内容。此外，本发明并没有意图受本文的优选实施方案的具体公开内容的限制。
权利要求
1.一种被配置成热成型杯子的模塑设备，所述设备包括
模塑部，所述模塑部具有至少一个模塑表面，所述模塑表面限定型腔，所述模塑部包含至少一个与所述型腔流体连通的型腔流体通道；和
型芯，所述型芯具有纵轴和外表面，所述型芯被配置成至少部分地在所述模塑部的所述型腔内沿着所述纵轴移动，所述型芯包括
外部套管，所述外部套管形成所述型芯的外表面的至少一部分，所述外部套管包括至少一个型芯流体通道和凹槽，所述凹槽与所述型芯流体通道流体连通，并且延伸到所述型芯的所述外表面，其中所述外部套管被配置成选择性地延伸到所述型腔内部的第一距离；和
型芯棒，所述型芯棒至少部分地位于所述外部套管内部，并且在通常平行于所述纵轴的方向上，相对于所述外部套管可选择性地移动，所述型芯棒被配置成选择性地延伸到在所述型腔内的第二距离，所述第二距离大于所述第一距离；
其中所述型芯棒被配置成迫使通常位于所述模塑部之上的片材至少部分地进入到所述型腔内；
其中所述型腔流体通道被配置成选择性地处于与真空源流体连通；和
其中，所述凹槽被配置成选择性地处于与真空源和流体供给源流体连通。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述模塑表面包含至少一个向外离开所述型腔延伸的凹陷，所述凹陷被配置成在热成型片材上制备相应耦合结构体。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述模塑表面包含至少一个向内朝所述型腔延伸的突起，并且所述突起被配置成在热成型片材上制备相应耦合结构体。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述突起包括环形环。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述模塑部和所述型芯中的至少一个包含高传热材料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述型芯的所述外部套管包含至少一个向内朝所述型芯棒延伸的凹陷，所述凹陷被配置成在热成型片材上制备相应耦合结构体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述型芯包含切割环，所述切割环包括切割元件，并且被配置成促进热成型片材从所述型芯上移出。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述切割环通常绕着所述型芯的周长延伸。
9.一种被配置成将片材热成型为杯形状的模塑设备，所述设备包括
模塑部，所述模塑部具有至少一个模塑表面，所述模塑表面限定型腔，所述模塑部包含至少一个与所述型腔流体连通的型腔流体通道；和
型芯，所述型芯具有纵轴和外表面，所述型芯被配置成至少部分地在所述模塑部的所述型腔内沿着所述纵轴移动，所述型芯包括至少一个型芯流体通道和凹槽，所述凹槽与所述型芯流体通道流体连通，并且延伸到所述型芯的所述外表面；
其中所述型芯包含至少一个离开所述型芯的所述外表面向内延伸的凹陷，所述凹陷被配置成在热成型片材上产生相应的耦合结构体；和
其中所述型腔流体通道被配置成选择性地处于与真空源流体连通，并且所述凹槽被配置成选择性地处于与真空源和流体供给源流体连通。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述模塑部和所述型芯中的至少一个包含高传热材料。
11.权利要求9或10所述的设备，其中所述型芯还包含切割环，所述切割环被配置成促进热成型片材从所述型芯上移出。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述切割环通常绕着所述型芯的周长延伸。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中所述模塑部的所述型腔包含通常的圆柱体形状。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其中所述模塑表面被配置成在使用所述模塑设备热成型的热成型杯子中产生斜度角。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其中所述模塑部和所述型芯中的至少一个包含轻质铝。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，还包括加热装置，所述加热装置被配置成对热成型之前的片材进行加热。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其中所述模塑部和所述型芯中的至少一个包含硬化材料，所述硬化材料被配置成降低沿着摩擦表面的磨损。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的设备，其中所述模塑部和所述型芯中的至少一个包括冷却通道，所述冷却通道被配置成接收流体，以将热量传递离开热成型片材。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的设备，其中所述模塑部包括对开膜设计。
20.一种用于将片材热成型为杯形状的方法，所述方法包括
提供具有至少一个模塑型腔的模塑部，所述模塑型腔包括模塑表面，所述模塑部包括多个与所述模塑型腔流体连通的型腔流体通道；
提供具有纵轴和外表面的型芯，所述型芯被配置成在通常与所述纵轴平行的方向上，至少部分地在所述模塑型腔内移动，所述型芯包含
外部套管，所述外部套管形成所述型芯的所述外表面的至少一部分，所述外部套管包括至少一个型芯流体通道和凹槽，所述凹槽与所述型芯流体通道流体连通，并且延伸到所述型芯的所述外表面；和
型芯棒，所述型芯棒至少部分地位于所述外部套管内部，并且在通常平行于所述纵轴的方向上，相对于所述外部套管可选择性地移动；
将被配置成热成型的片材放置在所述模塑部之上；
所述型芯棒朝所述模塑部移动，以迫使所述片材至少部分地进入到所述模塑型腔内；
在所述型腔流体通道内产生真空，以吸引所述片材朝向所述模塑表面；
所述型芯棒离开所述模塑部缩回；
使所述外部套管至少部分地在所述模塑型腔内部移动；
在所述外部套管的所述凹槽内产生真空，以吸引所述热成型片材至少部分地朝向所述型芯的所述外表面；和
将所述型芯套管和位于其上的所述热成型片材离开所述模塑部缩回。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括在所述热成型片材内形成至少一个耦合结构体。
22.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述耦合结构体包括使用在所述模塑部的所述模塑表面中的相应的突起或凹陷。
23.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述耦合结构体包括使用在所述型芯的所述外表面中的相应的突起或凹陷。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，还包括在将所述型芯棒朝所述模塑部移动之前，通过型腔流体通道输送一定体积的流体，所述体积的流体被配置成预拉伸所述片材。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，还包括在所述型芯套管从所述模塑部缩回之后，将所述热成型片材从所述型芯上移出。
26.根据权利要求25所述的方法，其中从所述型芯上移出所述热成型片材包括通过所述流体通道和所述凹槽，将一定体积的流体提供至位于外部套管周围的所述热成型片材。
27.根据权利要求25所述的方法，其中从所述型芯上移出所述热成型片材包括使所述型芯棒相对于所述外部套管移动，以迫使所述热成型片材离开所述外部套管。
28.根据权利要求20至27中任一项所述的方法，还包括在将所述型芯棒朝所述模塑部移动之前，加热所述片材。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的方法，还包括冷却所述热成型片材。
30.根据权利要求29所述的方法，其中冷却所述热成型片材包括在所述模塑部和所述型芯中的至少一个中，提供至少一个冷却通道。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的方法，其中所述模塑部和所述型芯中的至少一个包含高传热材料。
32.一种用于储存饮料的容器，所述容器包括
杯状部分，所述杯状部分包括
杯子底部；
侧壁，所述的侧壁具有终止于顶端边缘上的上部部分，所述顶端边缘限定对所述杯状部分的内部的开口；和
至少一个耦合结构体，其沿着所述侧壁的上部部分布置；
其中，所述杯状部分包含聚合物材料；和
封口件部分，所述封口件部分包括
下部封口件部分，所述下部封口件部分被配置成啮合所述杯状部分的所述耦合结构体，以将所述封口件部分紧固到所述杯状部分上；和
上部封口件部分，所述上部封口件部分包含至少一个可移动部分，所述可移动部分被配置成选择性地露出和隐藏孔；
其中所述孔提供到所述杯状部分的内部的通道。
33.根据权利要求32所述的容器，其中所述容器还包括位于所述孔的下面的可拆卸密封元件，所述密封元件是流体隔体，其防止在所述孔和所述杯状部分的内部之间的流体连通。
34.根据权利要求33所述的容器，其中所述密封元件是膜，所述膜被配置成将被破坏的，目的在于使所述孔与所述杯状部分的内部流体连通。
35.根据权利要求33或34所述的容器，其中所述密封元件附着到所述侧壁的所述顶端边缘。
36.根据权利要求32至35中任一项所述的容器，其中所述杯状部分是使用热成型方法制造的。
37.根据权利要求32至36中任一项所述的容器，其中所述杯状部分包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
38.根据权利要求32至37中任一项所述的容器，其中所述杯状部分包含至少两层。
39.根据权利要求32至38中任一项所述的容器，其中所述耦合结构体包括从所述侧壁向外突出的阳性结构元件。
40.根据权利要求32至39中任一项所述的容器，其中所述耦合结构体包括从所述侧壁向内突出朝向所述杯状部分的内部的阴性结构元件。
41.根据权利要求32至40中任一项所述的容器，其中所述耦合结构体被配置成使用咬合连接，选择性附着于所述杯状部分以及从所述杯状部分中脱离。
42.根据权利要求32至41中任一项所述的容器，其中所述耦合结构体被固定地附着于所述杯状部分。
43.根据权利要求32至42中任一项所述的容器，其中所述下部封口件部分和所述上部封口件部分是整体元件。
44.根据权利要求32至43中任一项所述的容器，其中所述可移动部分选自由帽、咬合封口件、可拆卸膜密封、管口顶端、盖子和多片接合封口件组成的组中。
45.根据权利要求32至44中任一项所述的容器，其中所述封口元件还包括遮盖物，所述遮盖物被配置成选择性地位于所述上部封口件部分之上。
46.根据权利要求45所述的容器，其中所述遮盖物被铰链式附着于所述封口元件。
47.根据权利要求32至46中任一项所述的容器，其中所述容器通常是气密性的。
48.根据权利要求32至47中任一项所述的容器，其中所述杯状部分包括通常的圆柱体形状。
49.根据权利要求32至48中任一项所述的容器，其中所述杯状部分包含斜度角。
50.根据权利要求32至49中任一项所述的容器，其中所述杯状部分使用挤出吹塑方法制造。
51.根据权利要求32至50中任一项所述的容器，其中所述杯状部分使用拉伸吹塑方法制造。
52.根据权利要求32至51中任一项所述的容器，其中所述杯状部分使用注射拉伸吹塑方法制造。
全文摘要
本发明公开了用于储存饮料和其它食品的塑性多片接合容器。此外，公开了用于制造这些容器中的一些或全部组件的方法、装置和系统。在一些实施方案中，杯状部分使用真空和/或压力热成型方法制造。然而，容器的杯状部分可以通过任何其它合适的方法，包括但不限于其它形式的热成型、挤出、压塑、注塑、吹塑和/或它们的组合，进行制造。所形成的产品可以包括一个或多个用于附着封口元件的耦合结构体。封口元件可以与杯状部分啮合和/或耦合，以提供水密性和/或气密性的两片或多片接合容器。在一些实施方案中，可以在杯状部分和封口元件之间设置可拆卸密封元件。
文档编号B29C51/04GK101495291SQ200780020055
公开日2009年7月29日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年6月1日
发明者杰拉尔德·A·哈钦森, 克拉伦斯·塞奎拉, 萨德·K·法哈, 海因里克·费克廷尔 申请人:先进塑料技术卢森堡有限公司