CN101934581B - 结晶瓶口容器轻量化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结晶瓶口容器轻量化方法，其通过一结晶装置使聚酯瓶口的表面形成一结晶外层，并使该结晶外层的内侧靠近瓶口与胚身连接处形成一非结晶的无定形层，并通过一加热装置同时加热该胚身与该无定形层，以便当通过一吹瓶设备拉伸该胚身时，让拉伸的起点移至该无定形层，从而可以增加吹瓶的轴向有效拉伸长度，以节省该胚身的所需用料，而达到容器轻量化的目的，其不但可以节省成本，同时由于瓶口颈部上的原料在轴向都完全被拉伸至应变硬化，因而得以改善瓶口颈部肉厚分布的均匀性，使模内的冷却时间缩短，提升效率并消除出模歪头以及耐热瓶颈部两侧合模线的毛边问题。

Description

结晶瓶口容器轻量化方法

技术领域

本发明涉及一种胚身拉伸方法，尤其涉及一种可让容器轻量化的拉伸方法。

背景技术

饮料包装容器的轻量化，除了可以降低成本之外，还可以响应减碳运动，为世界环保尽一份力。

目前轻量化的技术与方向大概可归纳成以下几类。

第一类为改变螺牙规格，由ALCOA1716THREAD SPEC.进展到PCO1810而至最新的PCO1881，其螺牙区的用料可节省几乎达到40％。

第二类为容器造型创新：在设计上增强结构和降低“表容比(SURFACE TO VOLUME RATIO)”，以减少用料量。

第三类为容器内部加气，由瓶子内部加压以补强容器结构强度，以节省用料。

第四类为容器结构创新，使用容积变化技术，降低结构强度的需求，以简化瓶形设计并节省用料量。

第五类为生产技术联机及低温化，通过生产技术的改进，降低对容器规格的需求而能轻量化。

参照图1与图2所示，传统双轴延伸吹瓶设备，会通过具有水冷式遮蔽罩1的加热炉2，加热一胚身3，并通过水冷式遮蔽罩1防止加热炉2的红外线4直接照射到瓶胚支撑环5与其连接的螺牙6，以避免瓶胚支撑环5与其连接的螺牙6因过度受热而软化变形，导致后续在吹瓶时会因变形处的气体泄漏而成形失败，并且吹瓶设备会对该胚身3吹瓶让其形成瓶子7。

使用水冷式遮蔽罩1不但有效隔离红外线4照射到瓶胚支撑环5与螺牙6，也会在紧邻的胚身3上形成一段温度低于玻璃转化点而无拉伸的区域h，进而会缩短其有效拉伸长度Lp，导致用料的增加。另外，该区域h在吹气成型后形成瓶子7的颈部区，对于耐热容器而言，由于成形期间可以承受较高的温度或较长的受温时间，因此设计上可以允许缩短该区域h的长度以节省部分原料。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于揭露一种拉伸方法，以在不伤及瓶口的同时，增加有效拉伸长度，并让有效拉伸长度延伸至瓶口内部。

本发明为一种结晶瓶口容器轻量化方法，应用于将具有瓶口的胚身形成一瓶身，该方法的步骤包括：

使该瓶口的表面形成一结晶外层；

使该瓶口的该结晶外层的内侧形成一与该胚身连接且非结晶的无定形层；

通过一加热装置同时加热该胚身与该无定形层；

通过一吹瓶设备来拉伸该胚身与该无定形层，以形成该瓶身。

因此，本发明通过设置具有足够的硬度与耐高温特性的该结晶外层，在双向延伸成形条件下足可保护瓶口，同时本发明使该瓶口的该结晶外层的内侧形成一与该胚身连接且非结晶的无定形层，因而有效拉伸长度可延伸至该无定形层，从而增加有效拉伸长度，可以节省用料。

附图说明

图1是已知结晶瓶口容器的加热装置的示意图。

图2是已知结晶瓶口容器的拉身尺寸的示意图。

图3是本发明吹瓶前的胚身图。

图4是本发明吹瓶后的瓶身图。

图5是本发明结晶瓶口的剖面的另一实施结构图。

图6是本发明形成结晶瓶口的结晶装置的示意图。

图7是本发明结晶瓶口容器的加热装置的示意图。

具体实施方式

因此，有关本发明的详细内容，现配合附图说明如下：

参照图3和图4所示，其为本发明的一种结晶瓶口容器轻量化方法，应用于将具有瓶口10的胚身20形成一瓶身30，首先使该瓶口10的表面上形成一结晶外层11，并使该瓶口10的该结晶外层11的内侧形成一与该胚身20连接且非结晶的无定形层12。

同时参照图5与图6所示，本发明可通过一结晶装置40在该瓶口10上形成该结晶外层11，该结晶装置40具有一散热鳍片41与一加热炉42，该散热鳍片41与胚身20内的自转轴21连为一体而接触该瓶口10的内侧，且该自转轴21不但是胚身20传输用的载体而且还具有热传导的作用，而该加热炉42设置于该瓶口10的侧边，以通过该加热炉42的热度使该瓶口10形成有该结晶外层11，并通过该散热鳍片41带走该瓶口10内侧的热，以在该瓶口10内侧形成该无定形层12，此时除了该无定形层12之外，还会在该瓶口10内侧形成连接该无定形层12的一无定形内层13。

将胚身20的瓶口10由外部的加热炉42加热到软化(软化的范围为玻璃移转温度Tg到冷结晶温度Tcc之间)，此时若再进一步加热则瓶口10产生收缩贴合到自转轴21上而完成由瓶口10内壁经自转轴21到散热鳍片41的一条热传导途径。

通过控制加热炉42加热的速度和散热鳍片41的散热速度可以在瓶口10内外壁之间建立温度梯度，温度的测量可以使用非接触式红外线温度监控，如使用红外线温度检测器60，来得到瓶口10外壁与胚身20载体(即自转轴21)部位的温度。由于PET聚合物在110℃～140℃之间各温度的”半结晶期”相差甚大(呈对数差异)，因此，可在上述温度范围的高低两侧选出合适的温度对做成加工梯度。

经调节控制此瓶口10内外两侧的温度梯度大小可形成一结晶梯度。若以密度表示，则此梯度一般会在1.335到1.38的经济实用范围。

另外，该散热鳍片41可对应设置一冷却风源411，如风刀、风扇等，以维持该散热鳍片41的散热能力，并可与红外线温度检测器60(Pyrometer)共同形成具有反馈能力的反馈式冷却控制回路，使瓶口10内侧在结晶加工时能将温度保持在所需的范围。

以上所提，为本发明应用的瓶口结晶技术，其重点在于控制瓶口10内壁的温度，在形成该结晶外层11时，同时可以向瓶口10内壁侧扩大该无定形层12的范围，以下则为本发明所应用的吹瓶技术。

一并参照图7所示，本发明通过一加热装置50同时加热该胚身20与该无定形层12，并通过一吹瓶设备(图未示)来拉伸该胚身20与该无定形层12，以形成该瓶身30。其中该加热装置50除了通过未结晶胚身20的热传导以外，还通过结晶外层11的热传导使无定形层12软化。因此需要移除常用的水冷式遮蔽罩，并提供额外的热源51覆盖到整个的该瓶口10。

如上所述，本发明通过设置具有足够的硬度和高耐温的该结晶外层11，因此在加热过程中足可保护瓶口10的结构，以避免后续加工中损坏，同时本发明使该瓶口10的该结晶外层11的内侧形成一与该胚身20连接且非结晶的无定形层12，该无定形层12可以通过间接的热传导软化，因此可被当作拉伸的材料使用，因而有效拉伸长度可延伸至该无定形层12，其可以增加有效拉伸长度，因此在维持最大的拉伸倍数或维持原本设计拉伸倍数下，可减少胚身20长度，故可以节省用料，从而达成轻量化的目的，此外，由于瓶口10颈部上的原料都完全被拉伸至应变硬化，因而还可以改善瓶口10颈部肉厚分布的均匀性，并消除出模歪头与热瓶颈侧毛边的问题。

但是，上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡根据本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，都为本发明专利范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种结晶瓶口容器轻量化方法，应用于将具有瓶口(10)的胚身(20)形成一瓶身(30)，其特征在于，所述方法的步骤包括：

使所述瓶口(10)的表面形成一结晶外层(11)；

使所述瓶口(10)的所述结晶外层(11)的内侧形成一与所述胚身(20)连接且非结晶的无定形层(12)；

通过一加热装置(50)同时加热所述胚身(20)与所述无定形层(12)；

通过一吹瓶设备来拉伸所述胚身(20)与所述无定形层(12)，以形成所述瓶身(30)

其中，在所述瓶口(10)的表面形成所述结晶外层(11)的步骤包括：

通过一结晶装置(40)在所述瓶口(10)处形成所述结晶外层(11)，所述结晶装置(40)具有一散热鳍片(41)与一加热炉(42)，所述散热鳍片(41)与所述胚身(20)内的一自转轴(21)连为一体而接触所述瓶口(10)的内侧；

将所述加热炉(42)设置于所述瓶口(10)的侧边，将所述胚身(20)的瓶口(10)由所述加热炉(42)加热直至玻璃移转温度Tg和冷结晶温度Tcc之间而软化，再进一步加热使所述瓶口(10)产生收缩贴合到所述自转轴(21)上而完成由所述瓶口(10)内壁经所述自转轴(21)到所述散热鳍片(41)的一条热传导途径；

通过控制所述加热炉(42)加热的速度和所述散热鳍片(41)的散热速度，在所述瓶口(10)内外壁之间建立温度梯度，经调节控制所述瓶口(10)内外两侧的温度梯度大小可形成一结晶梯度，以通过所述加热炉(42)的热度使所述瓶口(10)形成所述结晶外层(11)，并通过所述散热鳍片(41)带走所述瓶口(10)内侧的热，以于所述瓶口(10)内侧形成所述无定形层(12)，并于所述瓶口(10)内侧形成连接所述无定形层(12)的一无定形内层(13)。

2.根据权利要求1所述的结晶瓶口容器轻量化方法，其特征在于，通过一结晶装置(40)在所述瓶口(10)处形成所述结晶外层(11)，所述结晶装置(40)具有一散热鳍片(41)与一加热炉(42)，所述散热鳍片(41)伸入并接触所述瓶口(10)的内侧，而所述加热炉(42)设置于所述瓶口(10)的周围，以通过所述加热炉(42)使所述瓶口(10)上形成所述结晶外层(11)，并通过所述散热鳍片(41)带走所述瓶口(10)内侧的热，以便在所述瓶口(10)内侧形成所述无定形层(12)。

3.根据权利要求2所述的结晶瓶口容器轻量化方法，其特征在于，所述瓶口(10)内侧形成连接所述无定形层(12)的一无定形内层(13)。

4.根据权利要求1所述的结晶瓶口容器轻量化方法，其特征在于，所述散热鳍片(41)对应设置一冷却风源(411)。

5.根据权利要求4所述的结晶瓶口容器轻量化方法，其特征在于，通过红外线温度检测器(60)测量温度，并且所述检测器与所述冷却风源(411)结合构成一反馈式冷却控制回路。

6.根据权利要求1所述的结晶瓶口容器轻量化方法，其特征在于，所述加热装置(50)提供额外的热源(51)覆盖到所述瓶口(10)，以便除了通过未结晶的所述胚身(20)的热传导以外，还通过所述结晶外层(11)的热传导使所述无定形层(12)软化。

Images