CN101952105A - 制造热塑性容器的模具,和装备有该模具的吹塑或拉伸吹塑装置 - Google Patents

制造热塑性容器的模具,和装备有该模具的吹塑或拉伸吹塑装置 Download PDF

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Abstract

一种通过吹塑或拉伸吹塑坯体制造热塑性材料的容器的模具，该模具具有位于模腔(3)开口处接纳所述坯体凸缘的座(8)，以及冷却所述凸缘的冷却设施，在所述冷却设施和模具的模腔(3)肩部的型腔(5)之间，所述模具具有阻断热传递的绝热设施。冷却凸缘的冷却回路在盖(13)中被刻蚀，盖(13)环绕模具空腔(3)的开口安装，该刻蚀部分密封地搁置于作为绝热体的绝缘片(15)上。

Description

制造热塑性容器的模具，和装备有该模具的吹塑或拉伸吹塑装置
本发明涉及一种制造热塑性材料的容器的模具，特别是诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的热塑性材料制成的瓶子，通过吹塑或拉伸吹塑一个坯体(例如，一个预成型坯)进行制造，所述模具的一面具有与模腔连通的开孔。
如今，坯体通过模具可制得容器是众所周知的。因此已经知道，将由热塑性材料制成的坯体和其主体加热到不低于材料软化温度的温度，可以用于吹塑或拉伸吹塑具有最终形状的容器，或者用于将再次进行吹塑或拉伸吹塑的中间体容器。在下面的描述中，术语“坯体”用于表示预成型坯，或中间体容器，在所有实例中坯体具有一个颈部，该颈部具有一个基本上在垂直于坯体纵向轴线的平面内延伸的凸缘。
一般地，热塑性材料制成的预成型坯通过注射模塑进行制造，其颈部具有成为最终形状的凸缘，即，一旦获得最终的容器，则容器就具有了其形状和准确尺寸。这就是为什么要避免加热预成型体或中间体容器那部分以避免它变形的很重要的原因，否则将导致吹塑容器不合格，致使经济损失。
遗憾的是，某种成型过程，如文献GB2050919、JP57012618，和US 2004/0202746中记载的过程，它们需要热的模具(由此加热，或者至少保持在设定温度)，使获得的容器具有特定的性能，能够在接下来的过程中经得住确定的热作用，例如，没有明显的形变。这特别适用在设计用于热填充的容器(例如，用诸如茶，高温消毒的水果汁等的液体)或者甚至是要经过高温消毒其容纳物过程的容器。
当模具被加热时，坯体的颈部区域有可能会被加热，在吹塑或拉伸吹塑操作时，坯体的主体置于模腔里，其凸缘搁置在模具上。
为了阻止坯体的颈部和凸缘被加热，模具公知设有冷却设施，例如在文献JP 57084825中记述的。所述设施由围绕在容器颈部的半圆环构成，每一个半圆环被设置成其温度可通过合适的冷却设施调节，所以颈部的整个区域，不仅仅是凸缘，都保持在一个足够低的可避免任何形变风险的温度。
更具体地说，图1和2是显示现有技术模具装置的断面的截面图和透视图，图2中的现有技术的装置在已经公开的文献WO2008/009808中有记载。
如图1所示的模具装置，包括由两个半模2形成的模具1，装配成二者可相互移动。
两个半模2形成的空腔3呈现出最终容器的型腔(图中未示出)。轴向模腔3由对应于容器主体的型腔4、对应于所述容器肩部的型腔5和对应于凸缘下部的型腔构成，形成连通所述空腔3与模具1外部的开孔6。在各种图中，模具1的底部未示出。
在它的上表面，每一个半模2具有一个半圆环7。当两个半模2处于闭合的位置时，半圆环7合作构成一个圆环，特别地，该圆环用作为接纳和抵靠坯体凸缘(未示出)的表面。该接纳和抵靠的表面起作用在容器的凸缘的座8。每个支撑半圆环7靠例如螺丝固定在半模2上。
半圆环7还形成了接纳吹塑喷嘴的表面，特别是接纳公开文献FR2 764 544中记载的喷嘴。
一般地，如在图2中更清楚地记载的，直接在每一个半模2中提供多个流道9，通过这些流道冷却液体(一般为制冷水)可以循环，以这样的形式来保证每一个支撑半圆环7(图2中未示出)处于不会导致凸缘和坯体的颈部变形的温度。这些冷却流道9形成一个外观为W形的回路。
因此，可观察到基于冷却流道9这种W形的设置，半模2的开孔6的半圆形周缘，直接在坯体凸缘下方的部分抵靠着该周缘，半圆形周缘没有被所述冷却流道9均匀地冷却；所述冷却流道离开所述开孔6有不同的距离。
另外，在现有技术中，冷却流道9在半模2中直接形成。因而它们必须通过钻孔形成，这就使得流道的形成很困难，并且限制了流道的设置，因为只有形成线性的冷却流道才有可能，所以需要实现一个W形的冷却回路。清洗过程中也很难进入流道。因此在模具1的XX轴的周围设置冷却设施是非常有利的，该装置可以轻松地保持和清洗，也能将模具的部分设计成与坯体的凸缘连接，以能够更均匀地冷却。
本发明的目的是解决上述各种各样的问题。
因此，在第一个方面，本发明提供一种制造热塑性材料的容器的模具，通过吹塑或拉伸吹塑一个含凸缘的颈部的坯体进行制造，该模具具有至少一个轴向的模腔，模腔具有向外部的开孔，并具有多个引导加热和冷却流体的回路，以及用于将在所述开孔的凸缘区域与所述容器肩部的型腔对应的区域绝热的绝热设施，所述冷却套环区域的冷却回路在盖的厚度上被刻蚀，该盖覆盖了所述绝热设施，所述回路在所述盖的表面上被刻蚀，其面向所述绝缘设施，该绝缘设施用作所述冷却回路的封闭和密封壁。
根据本发明的一个优选的设施，模具具有盖，其形成模腔开孔的入口，该入口以座的形式布置以接纳坯体的凸缘。
并且，根据本发明，在盖和对应于肩部的型腔区之间插入的密封装置为绝热片的形式，该绝热片定位在径向外壳内，外壳设置在凸缘的座和对应于所述容器肩部的型腔区域之间。
根据本发明的另一个设施，绝缘片与盖位于同一侧，在其外周设有凹槽，以接纳围绕着冷却回路的密封圈。
另外，根据本发明，冷却回路具有配合模腔的开孔入口的形状的部分。
根据本发明的另一个设施，绝缘片在与盖同一侧有一个平面的第一表面，在与模具肩部的型腔的同一侧有一个第二表面，所述第二表面设有适于接纳热绝缘片材料填充物的凹槽。
另外，根据本发明，绝缘片至少形成了圆环的一部分，该圆环具有与孔尺寸基本上互补的中心孔。
根据本发明的另一个设施，盖设有接纳所有或者一部分绝缘片的凹槽。
另外，根据本发明，模具本身也可设有接纳所有或者一部分绝缘片的凹槽。
根据本发明的另一个设施，模具由至少两个可分离的半模组成，并且每一个半模装有各自的盖部分，所以每一个半模包括至少一个冷却凸缘的冷却回路。
本发明进一步提供一种制造由热塑性材料坯体制成的容器吹塑或拉伸吹塑装置，该装置设置在模具的模腔内，该模具具有与所述空腔连通的开孔，该开孔嵌在接纳所述每个坯体凸缘的座的边上，每一个坯体具有一个颈部，在吹塑位置中，该颈部从所述开孔中露出，此时坯体接合在所述模腔中，所述模具根据任一前述设备设置。
接下来，本发明将参照附图通过一个实例来进行描述，给出该实例仅仅是一种说明而并非限制本发明的范围，在附图中：
-图1是现有技术模具装置断片的剖视立体图；
-图2是现有技术模具装置断片的立体图，示出了冷却坯体颈部的冷却装置，在文献WO2008/009808中有描述；
-图3是本发明配置有用于冷却坯体颈部的冷却装置的模具的断片透视图；
-图4是具有冷却盖的俯视图，所述盖中有冷却流体循环流道，如虚线所示；
-图5是图4在5-5上的剖面图，示出了本发明冷却坯体颈部的装置；
-图6是本发明冷却盖的底部透视图；
-图7是具有绝缘片的模具的断片分解透视图，该绝缘片置于模具上表面和具有冷却回路的盖之间；
-图8是绝缘片底部的图；
如图3中更具体示出的，本发明涉及制造热塑性材料的容器的模具1，通过吹塑或拉伸吹塑一个坯体(一般是一个预成型坯或者一个预吹塑的预成型坯)进行制造，所述模具1的一面上具有与模腔3连通的开孔6。
与现有技术模具1的元件相同的元件，用相同的附图标记表示。
本发明更特别地但非排他地可应用于在加热状态下吹塑或拉伸吹塑的模具坯体的模具，也就是说，在模具中内提供一个加热回路的模具，以加热模腔3的内周。
通常，具有开孔6的模具1的表面是指所述模具1的上表面(于是吹塑或者拉伸吹塑操作在模具顶部进行)。然而，本发明的普遍原理也适用于任何具有与模腔连通的开口的模具的表面。
如图4所示，模具1具有冷却流体循环回路11(冷却流体优选为制冷水)。
优选地，冷却回路11不是在模具1中钻孔，如在图2示出的现有技术中的冷却流道9。
本发明具有一个优点在于，能使冷却回路11由切削加工而成，而不是由钻孔加工而成。
回路11具有区域12，该区域具有基本上与模腔3连通的模具1的开孔6相配合的形状，并且借助于回路11的这个部分，所述开孔6的外周和坯体的凸缘基本上一起被均匀地冷却。因此回路11具有一个大致上与四季豆相似的形状，其至少一部分位于与开孔6保持一段不变的距离。
在本发明的一个优选实施例中，冷却回路3至少部分地形成在固定在模具1表面14的盖13或帽的一部分内。
盖13设有座8，座上可支撑坯体的凸缘。凸缘因而通过盖13中循环的冷却流体冷却。
本发明特别适用于由至少两个可分离半模2组成的模具1，每一个半模2都设有冷却盖13的一部分(一般地，该部分由冷却半盖13构成)，所以每一个半盖2设有至少一个冷却回路11，该冷却回路部分地对着半模2的表面14。在盖13的厚度上，该回路11刻蚀成四季豆的形状，置于模具1的内表面上。
盖13可冷却凸缘和坯体的在吹塑或者拉伸吹塑操作时必不能变形的颈部那部分，同时设置在模腔3中坯体的该部分可以在热的时候吹塑或拉伸吹塑。
为了改进对坯体凸缘的冷却和提供首先是模具1的加热，即空腔3的内周，和其次是坯体凸缘的冷却之间的热分离，盖13可与模具1的表面14合作来限定一个径向的凹槽，该凹槽可定位片15，优选为绝缘类的(即，由本身为已知的绝热材料类制成)，该片15插入到所述模具1的表面14和冷却回路11至少一部分之间，并作为两者之间的接口界面。
一般地，绝缘片15至少形成含中心开孔16的圆环的一部分，该中心孔的尺寸基本上互补于模具1的开孔6。更具体地说，在图7和8所示的实施例中，绝缘片15为至少一个半圆形状的半圆环，并适用于与冷却半盖13合作和将其自身固定到冷却半盖13，该冷却半盖13设置在模具1的每个半模2上。
片15具有第一表面17，其基本上是平面的(见图7)，并对着盖13，以及第二表面18(见图8)设有凹槽19，其限定了对着模具1侧面14侧上的空的容积。每一个凹槽19衬有绝缘材料以加强片15的绝缘作用。
另外，片15的第一表面17设有至少一个围绕其周边的凹槽20(见图7)，在该凹槽里设置一个密封圈。因此，在盖13和所述片15的第一表面17之间形成一个全密封的连接，其构成关闭和密封冷却回路11的围壁。
盖13设有凹槽21，该凹槽的形状基本上与片15的形状互补(见图6)，从而使得其至少可相对于盖13将片15固定在适当的位置，该片与所述凹槽21全部或部分相配合。
同样地，模具1的表面14设有凹槽22，在该凹槽里安置有绝缘片15，也与所述凹槽全部或部分相配合。
这两个凹槽21和22形成接纳所述绝缘片15的径向外壳，该绝缘片可切断座8的区域和肩部型腔5的区域之间的热桥接。
一般地，冷却回路11具有一个冷却流体循环区域，在该区域中，冷却流体部分地与片15和/或可能地与模具1的表面14接触。
如在图6和7中更具体地示出，盖13设有冷却流体入口流道23和冷却流体出口流道24，这些流道与类型本身已知的流体连接管25(见图3)连接。
入口流道23向冷却回路11开口，以凹槽的形式，在盖的厚度方向切割，该盖也设置成可接纳片15，所以，当所述片15置于盖13上时，回路11被所述片15的第一表面17关闭。
盖13设有中心孔6，该中心孔设有一个缩回台阶(setback)用以形成座8，在座上支撑坯体的凸缘。
在盖13中的冷却回路11位于盖13中心孔6的边缘，以便尽可能良好地并且均匀地冷却支撑所述盖13的座8的凸缘区域。
回路11因此有一部分延伸接近盖13中的开口，该部分对应着其形状基本上配合开孔6形状的那部分，开孔6在所述盖和所述模具1中。
回路11中冷却流体进去的路径基本上是沿着绝缘片15的内边缘，而冷却流体回去的路径基本上是沿着绝缘片15的外边缘。
为了将盖13更稳固地固定在模具1的表面14上，盖13具有一个环形的围绕外周的侧板26，和多个将其固定到模具1表面14的孔27，例如靠螺丝固定，该表面也设有螺纹孔28。
更通常地，在另一个方面，本发明涉及一种制造由热塑性材料坯体制成的容器的吹塑或拉伸吹塑装置，每一个坯体位于模具1的空腔3中，如上文所述，所述坯体的颈部露出表面14，它通过一个环形凸缘支撑在表面上，此时坯体接合于所述模具1的所述空腔3中。
吹塑装置可包括一个钟形的吹塑喷嘴，该喷嘴用于吹塑加压流体到放置在模具的模腔3中的坯体，喷嘴具有恰当的钟形的端部，为的是在吹塑时密封地罩住露出模具的坯体的颈部，并且特别如图中实施例所示，为的是使末端密封地支撑在盖13上。

Claims (11)

1.一种制造热塑性材料制成的容器的模具，通过吹塑或拉伸吹塑具有颈部的坯体，颈部设有凸缘，该模具具有至少一个轴向的模腔(3)，该模腔具有向外部的开孔(6)，和多个引导加热和冷却流体的回路，模腔还具有将所述开孔(6)上的凸缘区域同与所述容器肩部型腔对应的区域热绝缘开的热绝缘设施；
所述模具特征在于，在模具中用于冷却套环区域的冷却回路(11)在盖(13)的厚度上被刻蚀，盖(13)覆盖了所述热绝缘设施，所述回路在所述盖(13)的表面上被刻蚀，其面向所述绝缘设施，该绝缘设施用作所述冷却回路(11)的封闭和密封壁。
2.根据权利要求1的模具，其特征在于，包括一个盖(13)，该盖(13)形成了模腔(3)的开孔(6)的入口，该入口以座(8)的形式布置以接纳坯体的凸缘。
3.根据权利要求2的模具，其特征在于，包括一个密封设施，该密封设施以热绝缘片(15)的形式径向设置在凸缘的座(8)和与所述容器肩部的型腔(5)相对应的区域之间的外壳内。
4.根据权利要求3的模具，其特征在于，在与盖(13)同一侧上，绝缘片(15)设有围绕其外周形成的凹槽(20)，以接纳围绕着冷却回路(11)的密封圈。
5.根据权利要求4的模具，其特征在于，冷却回路(11)具有其形状匹配于模腔(3)的开孔(6)入口形状的一部分。
6.根据权利要求4的模具，其特征在于，绝缘片(15)在与盖(13)的同一侧上具有平面的第一平面(17)，在与模具肩部的型腔(5)的同一侧上具有第二表面(18)，所述第二表面设有适于接纳热绝缘片材料内衬物的凹槽(19)。
7.根据权利要求6的模具，其特征在于，绝缘片(15)至少形成了圆环的一部分，该圆环具有尺寸上基本与孔(6)互补的中心孔。
8.根据权利要求4的模具，其特征在于，盖(13)设有接纳绝缘片(15)的凹槽(21)。
9.根据权利要求4的模具，其特征在于，在其接纳绝缘片(15)的表面(14)内，模具设有凹槽(22)，其形成了绝缘片(15)的外壳的一部分。
10.根据权利要求4的模具，其特征在于，模具由至少两个可分离的半模组成，并且每一个半模装有各自的盖部分(13)，所以每一个半模包括至少一个冷却凸缘的冷却回路(11)。
11.一种制造由热塑性材料坯体制成的容器的吹塑或拉伸吹塑装置，坯体设置在模具(1)的模腔(3)内，该模具具有与所述空腔(3)连通的开孔(6)，该开孔(6)嵌在接纳每个所述坯体凸缘的座(8)的边上，每一个坯体具有一个颈部，在吹塑位置中，该颈部从所述开孔(6)中露出，此时坯体的主体接合在所述模腔(3)中，
所述装置的特征在于，所述模具(1)根据任一前述权利要求设置。
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