CN103003051A

CN103003051A - 通过吹制和填充使容器成形的成形方法

Info

Publication number: CN103003051A
Application number: CN2011800352787A
Authority: CN
Inventors: S·费夫尔; G·弗约莱
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-07-12
Also published as: US9259887B2; US20130113143A1; EP2595792B1; EP2595792A1; CN103003051B; FR2962930A1; FR2962930B1; WO2012010460A1

Abstract

本发明涉及一种用于使容器（18）成形的成形方法，包括：－部分膨大的第一阶段（E1），在该第一阶段过程中，所述容器（18）被充填加压（BP）吹制气体（G）；－所述容器（18）的第二填充阶段（E2），在该第二填充阶段过程中，所述容器（18）被填充液体（L）充填，所述填充液体将所述吹制气体（G）通过输出孔（34）逐出；－第三阶段（E3），在该第三阶段的过程中，所述容器（18）的容纳物被置于压力（HP）下，以便使所述容器（18）形成到其最终态（18D）；其特征在于，在所述第二填充阶段（E2）的过程中，所述填充液体（L）的输入流量与所述吹制气体（G）的输出流量之间的比被控制，以允许所述容器（18）在该第二填充阶段（E2）期间继续膨大。

Description

通过吹制和填充使容器成形的成形方法

技术领域

本发明涉及一种用于使热塑性材料制成的容器成形的成形方法，包括通过气体部分膨大的阶段和通过液体成型容器的阶段。

本发明更特别地涉及一种用于使预先热调节的热塑性材料制成的容器从毛坯态直到最终态而成形的成形方法，容器被插入在由型腔限定的空腔内，所述成形方法包括：

－部分膨大的第一阶段，在该第一阶段过程中，容器被充填加压吹制气体，以吹制容器直至在容器的毛坯态和其最终态之间的中间状态;

－容器的第二填充阶段，在该第二填充阶段过程中，容器被填充液体充填，填充液体将吹制气体通过容器的输出孔逐出;

－成型容器的第三阶段，在该第三阶段的过程中，容器的容纳物被置于足够压力下，以使容器的壁有力地贴靠模具的型腔，以便使容器形成到其最终态。

背景技术

热塑性材料制成的容器如细颈瓶、小瓶等的制造通过毛坯态容器的成形实现，毛坯态容器有时称为预成形件。

在实施成形方法之前，预成形件在热调节炉中加热，以便给予它们足够可塑性的结构用于成形方法。

这些预成形件接着被引入模制装置中，模制装置通常与吹制部件或拉伸－吹制部件相关联。

成形方法之后，实施填充阶段。在该填充阶段过程中，最终态的容器通常被充填液体，液体用于装在容器中投放市场或运输。

文献EP-A-2.143.544提出修改成形方法，使用液体来全面完成容器的成形。根据该技术状态的方法因而包括容器通过低压吹制气体的吹制从其毛坯态至中间状态部分膨大的第一阶段，然后是容器在所述中间状态由填充液体充填的第二填充阶段，以及最后，成型容器的第三阶段，在该第三阶段的过程中，容纳在容器内的液体被置于高的压力下，以便给予容器其最终形状。

填充液体相对于气体通常是不可压缩的。这因而允许压力的有效和快速的上升。

有利地，在成型容器的第三阶段时使用的液体是用于在最终态的容器中被运输的液体。因而，这样的方法允许在成形方法期间用液体充填容器。这尤其可以节省时间，避免在成形方法之后增添填充操作。

发明内容

本发明的目标是改进这样的成形方法，以使其更快和性能更好，和以便生产出质量更好的最终容器。

为此，本发明提出一种前面描述类型的成形方法，其特征在于，在第二填充阶段的过程中，填充液体的输入流量与吹制气体的输出流量之间的比被控制，以便容器内部的整体压力是足够的，以允许容器在该第二阶段期间的继续膨大。

根据本发明的其它特征：

－在第二填充阶段期间的容器内部的整体压力是恒定的；

－在第二填充阶段期间的容器内部的整体压力是随时间变化的；

－在第二填充阶段期间的容器内部的整体压力是随时间不断增大的；

－通过控制输入的填充液体的流量，控制在第二填充阶段期间的容器内部的整体压力；

－通过控制输出的吹制气体的流量，控制在第二填充阶段期间的容器内部的整体压力。

附图说明

通过阅读下面的详细说明，本发明的其它特点和优点得以显现，将参照附图以理解详细说明，附图中：

－图1是轴向剖切透视图，其示出用来实施按照本发明的教导实施的成形方法的成形装置；

－图2至7是与图1的视图类似的视图，其示出在成形方法的实施过程中的成形装置。

对于下面的说明，将非限制性地采用由附图的箭头“V”示出的由下向上定向的竖直方向，以及从容器的轴线朝向外部正交定向的径向方向。流体流动的方向将从上游朝下游定向。

对于下面的说明，具有类似的、一样的或相似的功能的零件将用相同附图标记表示。

具体实施方式

图1示出成形装置10，其适于实施按照本发明的教导实施的方法。

成形装置10包括模具12，模具通常由在容器成形之前和之后能够被分开以引入和/或取出容器的多个部分实施。为了清楚的原因，附图示出模具12的仅一个部分。

下面，当提及模具12而没有其它明确限定时，理解为模具12在其组装好的位置中。

模具12在此由彼此可径向分离的两个部分实施。每个部分包括要得到的最终容器的半个凹型腔（底壁，肩部）。因此，当两部分组装形成模具12时，两个半个凹形腔形成由最终态的容器的最终形状的型腔限定的空腔14。

作为变型，模具包括三部分：具有容器底部的型腔的一个部分和用于构成容器的壁和肩部的两个部分。

空腔14通过上孔16朝上竖直打开。

模具12被用于容纳热塑性材料制成的容器18。这样的毛坯态的容器18通常称为预成形件。毛坯态的容器18被预先热调节，用以给热塑性材料足够的可塑性，以使容器18能够被吹制，或进行膨大，以形成最终态的容器。

对于下面的说明，当需要明确容器18的状态时，如图7所示，毛坯态的容器18将用附图标记“18A”示出，最终态的容器18将用附图标记“18D”示出。如下面将解释的，容器18还可能在如图4所示用附图标记“18B”示出的第一中间状态以及在如图5所示用附图标记“18C”示出的第二中间状态。

容器18通常包括空心的主体19，主体通过由颈部20径向限定的孔朝上打开，颈部也称为注入口。

以公知的方式，当容器18在毛坯态18A时，容器18的颈部20通常已具有其最终形状。因此，在成形方法期间颈部20的尺寸不应被改变。为此，毛坯态18A的容器18仅主体19容纳在模具12的空腔14内，颈部20从上孔16出来延伸到空腔14外部，以避免任何意外变形。

容器18的主体19通过凸缘22与颈部20隔开，凸缘径向延伸并朝外部突起。凸缘22在此通过靠置在模具12的上表面上将颈部20阻挡在模具12的空腔14的外部。

成形装置10包括喷管24，喷管由竖直布置在模具12的上孔16之上的竖直管件构成。喷管24包括形成喷嘴26的下端部开口。仅喷管24的下端部被示出在附图中。

喷管24通常是在图1中示出的高的非工作位置和随后的图中示出的低的工作位置之间竖直滑动的。

喷管24形成一气动管道，气动管道是可以被供给加压吹制气体的。

喷嘴26被设计用于，在低的工作位置，喷管24的管件以密封的方式与毛坯态18A的容器18的内部接合。因此，容器18可以被充填由颈部20进入的加压吹制气体，以便如下面将详述的吹制容器18。

在图示实例中，涉及“钟罩”类型的喷管24，其中，喷管24的喷嘴26具有钟罩的形状，当喷管24在其低的工作位置中时，喷嘴遮盖颈部20。喷嘴26的下端部边缘因而配备有密封垫圈28，密封垫圈抵靠着模具12的上表面或抵靠着颈部20的凸缘22被朝下竖直地夹紧。

为了清楚的原因，喷嘴26在附图上被轴向剖切地示出。可理解喷嘴26具有柱形的形状，以便完全地围绕颈部20。

成形装置10的喷管24配备至少一个液压管道32，液压管道区别于喷管24。因此，可供给容器18的吹制气体和填充液体不是由同一管道带来。

由于颈部20的柱形形状，有利的是以与喷管24对中的方式实施液压管道32。

在图示的实施方式中，如下面将描述的，吹制气体将通过颈部20被注入到容器18中。同样，当用液体充填时所述吹制气体将通过颈部20排出。实际上，由于吹制气体的密度通常大于填充液体的密度，优选的是在容器18的上部分中实现吹制气体的排出。

根据本发明一未示出的变型，成形装置10包括仅用于吹制气体进入的注入孔和仅用于吹制气体排放的排出孔。在此情况中，排出孔优选由容器18的颈部20形成。注入孔可以无差别地布置在容器18内部或颈部20处。

液压管道32通过填充孔36通达容器18中。

在图示实例中，液压管道32形成在一竖直空心杆38内部，竖直空心杆对中安装在喷管24内部。杆38的下端部包括至少一个填充孔36。

杆38可独立于喷管24地在一高的息止位置与一低的位置之间滑动，在高的息止位置中，杆38的下端部位于容器18的外部，在低的位置中，杆38的下端部被布置在容器18的内部，在此为靠近容器18的底部。

作为变型，填充孔被布置在颈部20处。

杆38具有的直径小于颈部20的内直径。因此，当杆38占据其低的位置时，吹制气体在容器18内的通过由具有环形形状的气动孔实施，环形形状由颈部20朝外径向限定并由杆38朝内径向限定。

以非限制性的方式，成形装置10还包括容器18的拉伸部件。拉伸部件有利地由杆38实施。在杆朝末端低位置下降过程中，杆38因此可推动毛坯态18A的容器18的底部，以引起其在竖直方向中朝下伸长。

装置10还包括受控部件，受控部件用于以密封的方式堵塞气动孔34，以便容器18以仅仅密封的方式与填充孔36接合。

堵塞部件在此由环形的塞子40形成，塞子围绕杆38并且在一高的等待位置和一低的堵塞位置之间竖直滑动安装在喷管24的内部，在高的等待位置中，塞子在气动孔34的轴线上远离布置，而在低的堵塞位置中，塞子封闭气动孔34。塞子40在此包括环形垫圈，当塞子在低的堵塞位置时，环形垫圈可被径向夹紧在颈部20和杆38之间。

由成形装置10实施的成形方法主要包括将由“E1”、“E2”和“E3”表示的三个连续阶段。

如图1所示，在被预先热调节的毛坯态18A的容器18被布置到模具12的空腔14中之后，成形方法的第一步“E1”开始。模具12的两部分因而被闭合以形成空腔14。喷管24、杆38和塞子40个个处在它们的高的位置。

在部分膨大的第一阶段“E1”时，容器18被充填低压“BP”的吹制气体，以便引起容器18膨大直至在容器的毛坯态18A与其最终态18D之间的第一中间状态18A。为此，如图2所示，喷管24被操控朝往其低的工作位置，而杆38和塞子40分别停留在它们的高的位置中。

如图3所示，吹制气体“G”如空气通过喷管24以低压“BP”被注入容器18内部。注入气体的压力例如包括在4巴和10巴之间。在施加于其壁上的吹制气体“G”的压力“BP”的作用下，毛坯态18A的容器18开始膨胀。该操作在下面将被称为吹制操作。

在该第一阶段“E1”时，杆38还可被操控，以便朝其低的末端位置下降，以将毛坯态18A的容器18的底部推向空腔14的底部。这允许朝下轴向地拉伸容器18。该操作以“拉伸操作”的名称公知。

在该第一阶段“E1”时，填充孔36没被供给填充液体。

根据本领域技术人员公知的多个参数，拉伸操作可以在吹制操作之前、之后或同时开始，以便改变容器上材料厚度的分布。

然后，当容器18到达其毛坯态18A和其最终态18D之间的第一中间状态18B时，如图4所示，开始运行容器18的第二填充阶段“E2”。

在该第二阶段“E2”过程中，容器18被充填填充液体“L”，如图4所示。填充液体“L”在比容纳在容器18内的吹制气体“G”的压力大的压力下，通过位于杆38的下端部的孔36被引入。为此，第二阶段“E2”期间，杆38的下端部被布置在容器18内部。

在该第二阶段“E2”时，拉伸操作可以继续或终止。

在图4、5和6所示实例中，在成形方法的结尾期间，杆38在此停留在其低的末端位置中。

随着填充液体“L”充填容器18，吹制气体“G”穿过目前形成吹制气体“G”的输出孔的颈部20被逐出。为此，通过喷管24供给吹制气体“G”被停止。

填充液体“L”的输入流量与吹制气体“G”的输出流量之间的比被控制，以便容器18内部的整体压力是足够的，以允许容器18在该第二阶段“E2”期间继续膨大直至如图5所示的在第一中间状态18B和最终态18D之间的第二中间状态18C。

在第二填充阶段“E2”期间容器18内部的整体压力优选随时间变化。在第二填充阶段“E2”期间容器18内部的整体压力例如随时间不断增加，以便引起容器18的连续膨胀。

压力因而规律地升高直至到达最大排气压力“BPmax”，例如10巴。

根据本发明的一未示出的变型，在第二填充阶段“E2”期间容器内部的整体压力是恒定的。

为了得到对填充流量和输出的吹制气体“G”流量之间的比的控制，可以：

－控制填充液体“L”的输入流量；和/或

－控制吹制气体“G”的输出流量。

根据本发明的第一实施方式，在第二阶段“E2”的开始，关闭喷管24中的吹制气体“G”的进口。因而容纳在喷管24中的吹制气体“G”的压力与包含在容器18中的吹制气体“G”的压力是平衡的。

喷管24通过在第二阶段“E2”期间被打开的一阀件（未示出）连接排出阀门（未示出）。阀门形成吹制气体“G”从喷管24离开的唯一出口。

该阀门被调节，以便当喷管24中的吹制气体“G”的压力达到最大排气压力“BPmax”时阀门打开。

因此，当容器18被充填填充液体“L”时，容纳在容器18中的吹制空气被逐向喷管24，因此同时升高容器18中和喷管24中的压力。这允许容器继续膨大。当压力达到最大排气压力“BPmax”时，阀门打开以允许吹制气体“G”朝外部逃逸。

在该第二阶段“E2”时，根据希望给出的整体压力升高曲线的形状，填充液体“L”的流量可以是恒定的或变化的。

根据本发明的第二实施方式，吹制气体的输出孔34的截面允许计算吹制气体“G”的最大排出流量。由此可控制填充液体“L”的流量，以得到大于最大排出流量的填充液体“L”的流量。

不可压缩的填充液体“L”的水平因而快速升高，像活塞一样将吹制气体“G”朝容器18外部逐出。每单位时间内被注入的液体“L”的体积大于被逐出的气体“G”的体积，这力学上引起容器18中压力的升高。

当然可结合前面描述的两种实施方式，以便根据容器18的形状、空腔14的形状、形成容器18的材料、容器18的温度、或本领域技术人员公知其它参数，得到合适的整体压力变化曲线。

无论使用的实施方式，液压管道32将具有的压力大于容器18内整体压力的填充液体“L”供给容器18。

当容器18达到其第二中间状态18C时，如图5所示，成型容器的第三阶段“E3”开始运行。

如图6所示，塞子40因而朝其低的堵塞位置降下，以阻止填充液体“L”离开容器18。容器18的容纳物因而基本由填充液体“L”形成，一小囊吹制气体“G”可仍然存在于塞子40之下，对该第三阶段“E3”的实施没有有害影响。

然后，如图6所示，容器18的容纳物被置于足够的高压力“HP”之下，以使容器18的壁有力地贴靠模具12的型腔，以便给予容器18其最终形状。高压力“HP”例如等于40巴。

压力“HP”有利地通过升高液压管道内的填充液体“L”的压力来控制。填充液体“L”是不可压缩的，压力上升比由可压缩气体得到的要更快和更有效。

该第三阶段“E3”之后，容器18在其最终态18D。如图7所示，塞子40、杆38和喷管24因而被分别操控朝向它们的高的位置。

因此，在成形方法之后，当容器18从模具12脱出时就已被填充液体“L”充填。

根据本发明的教导实施的成形方法有利地是简短的，因为利用第二填充阶段“E2”以继续容器18的膨大。

另外，节省时间还导致质量增益，因为在容器18填充期间不停止容器18的膨大可避免材料由于冷却凝固。

此外，可看出，使用根据本发明的成形方法的第二填充阶段“E2”膨大容器18可以比根据现有技术实施的成形方法明显使用更少能量地形成最终态18D的容器18。

Claims

1.一种用于使预先热调节的热塑性材料制成的容器（18）从毛坯态（18A）直到最终态（18D）而成形的成形方法，所述容器（18）被插入在由型腔限定的空腔（14）中，

所述成形方法包括：

－部分膨大的第一阶段（E1），在该第一阶段过程中，所述容器（18）被充填加压（BP）吹制气体（G），以便吹制所述容器（18）至在其毛坯态（18A）和其最终态（18D）之间的中间状态（18B）;

－所述容器（18）的第二填充阶段（E2），在该第二填充阶段过程中，所述容器（18）被填充液体（L）充填，所述填充液体将所述吹制气体（G）通过所述容器的输出孔（34）逐出;

－成型容器的第三阶段（E3），在该第三阶段的过程中，所述容器（18）的容纳物被置于足够的压力（HP）下，以使所述容器（18）的壁有力地贴靠模具（12）的所述型腔，以便使所述容器（18）形成到其最终态（18D）;

其特征在于，在所述第二填充阶段（E2）的过程中，所述填充液体（L）的输入流量与所述吹制气体（G）的输出流量之间的比被控制，以便所述容器（18）内部的整体压力是足够的，以允许所述容器（18）在该第二填充阶段（E2）期间继续膨大。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述第二填充阶段（E2）期间的所述容器（18）内部的整体压力是恒定的。

3.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述第二填充阶段（E2）期间的所述容器（18）内部的整体压力是随时间变化的。

4.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述第二填充阶段（E2）期间的所述容器（18）内部的整体压力是随时间不断增大的。

5.根据权利要求4所述的成形方法，其特征在于，通过控制输入的所述填充液体（L）的输入流量，控制在所述第二填充阶段（E2）期间的所述容器（18）内部的整体压力。

6.根据权利要求3或4所述的成形方法，其特征在于，通过控制输出的所述吹制气体（G）的输出流量，控制在所述第二填充阶段（E2）期间的所述容器（18）内部的整体压力。