包括中間減壓作業的容器製造方法及機器的製作方法

2023-05-24 07:15:11 2

專利名稱：包括中間減壓作業的容器製造方法及機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及由塑料材料、如PET的坯件通過吹制或拉伸吹制而進行的容器製造。
背景技術：
為了根據吹制技術製造容器，首先將坯件(預形件或從預形件已經過初次吹製作 業的中間容器)加熱到高於坯件構成材料的玻璃轉變溫度的溫度。然後使坯件進入模型中，然後通過注入高壓(大於20巴，通常大於34巴)氣體 (一般為空氣)進行坯件的吹制。拉伸吹制的技術在於，除了吹制，通過一個滑杆拉伸坯件， 以尤其減小容器的偏心，並使材料的分布儘可能地均勻。為了得到熱充填時耐熱的容器(這些容器稱為HR，Heat Resistant的縮寫)，可 以另外考慮加熱模型壁，吹制結束時，容器暫時保持與這樣加熱的壁接觸，這樣以熱的方式 增加容器的結晶度。一旦吹制結束，容器經過除氣作業，該作業在於將容器放到自由空氣中，使其減 壓。為了使容器內壁一側更好地冷卻，以更快固化，通常在除氣作業前進行掃氣作業，該作 業在於在容器中引入壓力低於吹制壓力的氣體，同時使容器置於自由空氣中，以產生有利 於溫度更快降低的氣體(在大約15巴的壓力下)的循環運動。該製造技術(示於圖3的計時圖及圖5和7的曲線上的虛線)已達到成熟，其應 用廣泛，尤其在裝瓶領域。但本發明人希望對其進行完善。

發明內容
為此，提出一種由塑料材料的坯件通過在模型中的吹制來製造容器的方法，該方 法包括-使坯件進入模型的作業；-吹製作業，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件增壓；-掃氣作業，在吹製作業之後，通過輸入壓力低於吹制壓力的掃氣壓力下的氣體， 使容器局部增壓；-容器的至少部分的減壓作業，在吹製作業之後，並且在掃氣作業之前開始。


通過下面參照附圖進行的描述，可以了解本發明的其它目的和優點，附圖中-圖1是容器製造機器的示意圖；-圖2是圖1機器內的模製單元的局部剖視示意圖；-圖3是根據傳統方法製造容器所實施的作業順序的計時圖；-圖4是根據本發明方法的第一實施例的容器製造的作業順序的計時圖；-圖5是曲線圖，其中有兩條表示容器製造過程中的坯件內的壓力變化的曲線實 線為根據本發明的方法，如圖4所示的方法，虛線為傳統方法；
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-圖6是根據本發明方法的第二實施例的容器製造的作業順序的計時圖；-圖7是曲線圖，其中有兩條表示容器製造過程中的坯件內的壓力變化的曲線實 線為根據本發明的方法，如圖6所示的方法，虛線為傳統方法。
具體實施例方式圖1示出由塑料材料、如PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)的坯件3製造容器2的機 器1。根據一個優選實施例，坯件3是一些預形件，從它們直接得到最終的容器2，而不經過 一個中間容器。每個預形件3包括頸部4 (在容器2的形成過程中不經受變形)和柱形本 體5，本體的末端是半球冠形的底部6。機器1包括一個隧道型的爐7，預形件3在爐中列隊行進，並加熱到高於其構成材 料的玻璃轉變溫度的溫度。在玻璃轉變溫度約為70°C的PET的情況下，加熱的溫度最好在 100°C 和 140°C之間。機器1還包括安裝在旋轉轉臺9上的多個模製單元8，轉臺位於爐7的出口，並且 間置一個傳送輪10，確保預形件3的加熱和模製作業的同步。每個模製單元8具有一個鋼或鋁合金製成的模型11，該模型包括兩個半模12、13 和一個模型底部14，它們一起限定用於接納來自爐7的預形件3的內腔15。每個模製單元還包括_伸長杆16，沿模型11的主軸線X(通常為迴轉軸線)相對模型滑動安裝，並可在 一個高位(圖2)與一個低位之間滑動，在高位，預形件3能夠進入，在低位，預形件3的拉 伸結束後，杆16到達模型底部14，使預形件3的底部6貼靠模型底部；-殼體17，限定一個管18，杆16在管18中滑動，在製造容器2時，殼體與預形件3 的頸部4配合。模製單元8還包括多個流體迴路，通過殼體17通向管18中，即-中壓(5-16巴)的預吹制空氣迴路19，該迴路19包括預吹制空氣源20和將該 空氣源20連接到管18的管道21 (該管道可以至少部分地在殼體17中形成)，並且中間設 有一個第一電動閥22，稱為預吹制電動閥；-高壓(34-39巴)的吹制空氣迴路23，包括吹制空氣源24和將空氣源24連接到 管18的管道25 (該管道可以至少部分地在殼體17中形成)，並且中間設有一個第二電動閥 26，稱為吹制電動閥；-掃氣迴路27，包括中-高壓(15-20巴)的掃氣空氣源28和將空氣源28連接到 管18的管道29 (該管道可以至少部分地在殼體17中形成)，並且中間帶有一個第三電動閥 30，稱為掃氣電動閥；-除氣迴路31，包括通向自由空氣的氣孔32和將管18連接到該氣孔32的管道 33，中間設有一個第四電動閥34，稱為除氣電動閥；-空氣回收回路35，包括將管18連接到預吹制迴路19(更確切地說是連接到預吹 制空氣源20)的管道36，中間設有一個第五電動閥37，稱為回收電動閥，及一個減壓器38。 作為變型，空氣回收回路35可以使管18與用於其它應用的一個壓縮空氣迴路連接，如控制 缸(特別是機器1的伸長杆16的控制缸)的壓縮空氣的供給。電動閥22、26、30、34、37和減壓器38與控制單元39電連接，控制單元操縱開啟和
5關閉(如下面將看到的，適當考慮它們的響應時間)。現在參照圖4-7描述從預形件3製造容器2的方法。圖4和6畫出表示該方法的 不同階段的計時圖，並示出控制預吹制、吹制、掃氣、除氣及圖6中的回收的電動閥的狀態 (0-開啟；F-關閉)。安裝在傳送器上的預形件3首先進入爐7，在其中列隊被加熱(通常頸部4朝下)， 從爐7出來後，預形件3由傳送輪10的夾子抓住，並且在翻轉使頸部4向上後，進入到預先 開啟的模型11中。在該位置，管18和伸長杆16都處於高位。一旦模型11關閉，管18和伸長杆16開始共同下降到模製腔15中，管18以密封 方式罩住模型11，而控制單元39在時刻、操縱預吹制電動閥22的開啟，使預形件3的內 部與預吹制空氣源20連通，使空氣以預吹制壓力進入預形件3。在伸長杆16到達模型11的底部14後，控制單元39在時刻t2操縱預吹制電動閥 22的關閉，並同時開啟吹制電動閥26 (可能通過電動閥22和26的響應時間的一個提前量， 使得一個閥的關閉有效地對應另一個閥的開啟)，使得預形件3的內部與吹制空氣源24連 通，並且通過輸入高於預吹制壓力的吹制壓力的空氣，使預形件3增壓。預形件3中的壓力迅速達到吹制壓力，但是預形件承受一個徑向膨脹，直到達到 模型11的壁，如圖2所示，模型設有加熱迴路40，加熱迴路包括流體(如油或水)流經的管 道，流體保持高溫(即高於90°C左右)，溫度在90°C和160°C之間。一旦達到模型11的壁，預形件中的壓力保持恆定(等於吹制壓力)，吹制電動閥 26在十分之幾秒的時間內保持開啟，以使預形件3保持貼靠模型11的壁。這樣形成的容 器2在其外壁(與模型11的壁接觸)經受加熱，這樣增加它的結晶度，因此使其在熱充填 時具有最好的抗收縮性(這類容器稱為HR，即耐熱)。根據圖4和5所示的第一實施例，控制單元39在時刻t3操縱吹制電動閥26的關 閉，同時操縱除氣電動閥34的開啟(可能通過電動閥響應時間的一個提前量)，使容器2的 內部與通向自由空氣的氣孔32連通。這樣，容器2中的壓力從吹制壓力突然下降，直至達到接近預吹制壓力的值(圖 5)，並低於掃氣壓力。容器2的這種部分減壓伴隨著容器2中存在的空氣的突然膨脹和同時的溫度降 低，這保證了容器2內壁一側的迅速冷卻。在0. 01秒到0. 30秒之間且最好為0. 05秒到0. 30秒之間的一個預定持續時間後， 控制單元39在時刻t4開啟掃氣電動閥30 (除氣電動閥34保持開啟)，以便把掃氣壓力的 空氣吹入容器，並且使空氣在容器中流動，這有助於容器2內壁的冷卻，同時使容器在一定 的壓力下保持與模型11的壁接觸。在預定的時刻t5，控制單元39操縱掃氣電動閥30的關閉，除氣電動閥34保持開 啟。因此殘餘空氣完全通過氣孔32排出。一旦容器2中的壓力達到大氣壓，控制單元最終操縱除氣電動閥34的關閉。隨後的作業根據傳統方式為從模型11取出容器2並裝載後面的預形件3。因此，可以通過以下的連續作業順序來概括根據第一實施例的容器製造trt2 預吹制t2-t3 吹制
t3"t4 減壓(至少部分)t4_t5:掃氣t5_t6:除氣已經看到，該順序具有通過減壓作業加速容器2內壁一側的冷卻的優點，減壓作業可以使吹制後的容器2中存在的空氣迅速膨脹。根據圖6和7所示的第二實施例，控制單元在時刻t3關閉吹制電動閥26，同時操 縱回收電動閥37的開啟(可能通過電動閥響應時間的一個提前量)，以便通過減壓器38使 容器2的內部與預吹制空氣迴路19連通，因此至少部分地使預形件3減壓。這樣，容器2內的壓力從吹制壓力突然下降，直至達到預先判定的足以進行壓縮 空氣的回收和再循環的平臺值。在0. 01秒到0. 20秒之間且最好為0. 05秒到0. 20秒之間的一個預定持續時間後， 控制單元39在時刻t' 4操縱回收電動閥37的關閉，及掃氣電動閥30和除氣電動閥34的 同時開啟，以便把掃氣壓力的空氣吹入容器2，並且使空氣在容器中流動，以加速容器2內 壁的冷卻。在時刻t' 5，控制單元39關閉掃氣電動閥30，除氣電動閥34保持開啟。這樣殘 餘的空氣完全通過氣孔32排出。一旦容器2中的壓力達到大氣壓，控制單元在時刻t' 6最終關閉除氣電動閥34。隨後的作業根據傳統方式為從模型11取出容器2，並裝載後面的預形件3。因此，可以通過以下的連續作業順序來概括根據第二實施例的容器製造、_、預吹制t2-t3 吹制t3"t' 4:減壓 / 回收t' 4-t' 5 掃氣t' 5-t' 6:除氣藉助減壓/回收作業，該順序使得可以循環使用一部分來自吹制的空氣，尤其是 作為預吹制空氣，通過減壓/回收作業，吹制結束時容器2中存在的空氣通過回收電動閥37 被回收到預吹制空氣迴路20中。其結果是降低壓力空氣的消耗，一部分預吹制空氣(及可能的機器1運行所需的 其它應用中使用的壓縮空氣)來源於製造時容納在容器中的壓力空氣的再循環。
權利要求
由塑料材料的坯件(3)通過在模型(11)中的吹制的容器(2)製造方法，該方法包括-使坯件(3)進入模型(11)的作業；-吹製作業，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件(3)增壓；-掃氣作業，在吹製作業之後，通過輸入低於吹制壓力的掃氣壓力下的氣體，使容器(2)局部增壓；該方法的特徵在於，它還包括容器的至少部分的減壓作業，直到低於掃氣壓力的一個壓力值，該減壓作業在吹製作業之後，且在掃氣作業之前開始。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，減壓作業保持到掃氣作業之後。
3.由塑料材料的坯件(3)通過在模型(11)中的吹制的容器(2)製造方法，該方法包括_使坯件⑶進入模型(11)的作業；-吹製作業，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件(3)增壓；-掃氣作業，在吹製作業之後，通過輸入低於吹制壓力的掃氣壓力下的氣體，使容器 (2)局部增壓； -除氣作業；該方法的特徵在於，它還包括容器的部分減壓作業，在吹製作業之後且在掃氣作業之
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，減壓伴隨著排出氣體的至少部分的回收。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，它包括預吹製作業，通過輸入低於吹制壓力 的預吹制壓力下的氣體，使坯件(3)增壓，並且至少一部分減壓時回收的氣體被回收作為 預吹制氣體。
6.如權利要求1至5之一所述的方法，其特徵在於，所述減壓作業通過使容器的內部與 自由空氣連通來進行。
7.如權利要求1至6之一所述的方法，其特徵在於，掃氣作業在減壓作業開始後的 0.01-0. 30秒之間開始。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，掃氣作業在減壓作業開始後的0.05-0. 30秒 之間開始。
9.如權利要求1至8之一所述的方法，其特徵在於，吹制壓力大於或等於20巴。
10.如權利要求1至9之一所述的方法，其特徵在於，掃氣壓力在15和20巴之間。
11.如權利要求1至10之一所述的方法，其特徵在於，為了製造耐熱的容器(2)，模型 (11)保持高溫。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，模型(11)保持在90°C和160°C之間的溫度。
13.由塑料材料的坯件(3)製造容器(2)的容器製造機器，該機器包括 -模型(11)，其上裝有管(18)；-預吹制空氣迴路(19)，包括預吹制空氣源(20)和將空氣源(20)連接到管(18)的管 道(21)；-吹制空氣迴路(23)，包括吹制空氣源(24)和將空氣源(24)連接到管(18)的管道(25)；_空氣回收回路(35)，包括將管(18)連接到吹制空氣迴路(23)的管道(36)，中間設有 閥(37)和減壓器(38)。
全文摘要
由塑料坯件(3)通過在模型(11)中的吹制來製造容器(2)的方法，包括使坯件(3)進入模型(11)的作業；吹製作業，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件(3)增壓；吹製作業後的掃氣作業，通過輸入低於吹制壓力的掃氣壓力下的氣體，使容器(2)局部增壓；容器的至少部分的減壓作業，直至低於掃氣壓力的壓力值，該減壓作業在吹製作業之後且在掃氣作業之前。
文檔編號B29C49/78GK101808802SQ200880108481
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月24日 優先權日2007年9月24日
發明者M·德裡安, P·普羅泰 申請人:西德爾合作公司