CN105690719B - 生产塑料容器的装置和方法以及用所述方法生产的塑料容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于成型塑料预坯体以生产塑料容器的装置，其具有：吹塑模（2），吹塑模包括腔体（4），在腔体内塑料坯体可被成型以产生塑料容器，其中所述吹塑模（2）具有用来形成容器（10）的底部部分（10c）的底部部件（6），底部部件（6）界定腔体（4）；灌装装置，灌装装置通过塑料坯体的开口向塑料坯体供给气态介质从而在吹塑模（2）内膨胀塑料预坯体；杆状体（15），杆状体（15）可相对于吹塑模（2）被移动从而在吹塑过程中拉伸塑料坯体（10）；其中底部部件（6）包括成型部分（18），成型部分（18）界定腔体（4），并且用于形成容器的底部部分（10c），成型部分（18）与容器（10）的底部部分（10c）的形状相适应并且成型部分（18）具有沿腔体（4）的方向延伸的突起部（14）。

Description

生产塑料容器的装置和方法以及用所述方法生产的塑料容器
本申请为申请日2009年11月25日、申请号200980147444.5、名称为生产塑料容器的装置和方法以及用所述方法生产的塑料容器的分案申请。
本发明涉及一种生产塑料容器的装置，并且特别地涉及将塑料预成型件成型成塑料容器的装置。另外，本发明还涉及塑料容器的相应生产方法以及用该方法所生产的塑料容器。
将塑料预成型件成型成塑料容器的各种装置和方法在现有技术中是已知的已有一段时间。在现有技术中，通常，首先在吹塑过程中产生这些塑料预成型件，然后使用液体（特别是饮料）灌装这些容器。该灌装过程的不同变形也是可能的。因此，例如所谓的冷灌装是可能的，其中特别明显的是所生产的容器是耐压的。另外，热灌装方法在现有技术中是已知的，也即在该方法中，饮料在被加热的状态下被注入容器。在该方法中，当瓶子冷却时体积就减小，容器必须抗真空（vacuum-resistant）。这种瓶子必须能补偿这种体积减小。因此，通常使用该灌装方法时，预成型件的瓶重大于冷灌装时的瓶重。
US 4,276,987公开了一种由热塑性材料制成的中空体。EP 0 224 128记载了一种吹塑成型的容器。这些容器的中心区域设置有凹部，该凹部由外壁和底壁形成。
在申请人内部使用的方法中，容器被灌装温度例如为85ºC的介质，然后使用氮气增加并密封。在密封之后瓶中的压力立即上升。首先要确保的是，在使用热介质的灌装阶段容器不会变形，并且在密封之后，容器必须能补偿例如多达2 bar的压力。但是，根据现有技术，会出现底部膨胀的问题，明显地会减小容器中存在的底部间隙，这又意味着容器会摇晃或倾斜地站立。
本发明的目的因此是产生用于生产塑料容器的装置和方法，该装置和方法能简化随后的容器热灌装。
根据本发明，该目的是通过独立权利要求的主题实现的。有利的实施方式和改进形成了从属权利要求的主题。
本发明用于将塑料预成型件成型成塑料容器的装置具有吹塑模，吹塑模进而形成腔体，腔体具有面向塑料容器的内壁，在腔体内塑料预成型件能被成型成塑料容器。吹塑模具有形成容器的底部部分的底部部件，该底部部分界定腔体。另外，所述装置具有灌装装置，灌装装置通过塑料预成型件的开口向塑料预成型件供给气态介质从而在吹塑模内膨胀塑料预成型件。另外，吹塑模具有杆状体，杆状体能相对于吹塑模移动从而在吹塑过程中拉伸塑料预成型件。灌装装置例如是吹制喷嘴，吹制喷嘴被施加至容器的开口从而将气态介质提供至容器内。
根据本发明，底部部件具有界定腔体以及形成内壁的一部分的结构化部分，结构化部分用于构造容器的底部表面并且与成品容器的底部表面的几何形状相适应。另外，中心区域内的底部部件具有沿腔体的方向延伸的突起部，其中面向塑料容器的内壁能被至少部分地加热或暖和。特别地，至少吹塑模的侧部部件能被加热。底部部件也能被加热，但是底部部件也可不被加热或者甚至是被冷却。因此，通常所述内壁能被至少部分地回火。
优选地，该突起部被设置的使得在膨胀过程中至少暂时地位于容器的注射点上。
吹塑模包括特别地紧邻底部部件的侧部部件，侧部部件也界定腔体。在该实施方式中，建议内壁的至少一个区域被加热，也即侧部部件和/或底部部件。
这可实现通常存在于这些塑料预成型件中的所述注射点在膨胀过程中被稍微压入最终的容器的内部。对于随后的使用热饮料的灌装过程，可实现在容器的膨胀过程中，注射点不再减少容器的底部间隙，因为它被相对于容器的内部向内地加压。
在现有技术中，通常在瓶子的生产中，预成型件的注射点作为凹部被压入底部部件或底杯内。因此，本发明建议，该凹部应该被转换成凸出部或所述突起部或销。这首先如所述的能实现较大的底部间隙，其次相对于所述方法，能在容器的底部中心能实现固定。特殊的有益效果特别地来自于结合加热塑料容器的内壁，因为这能特别地在注射点的区域内实现高的稳定性。
使用该过程，可实现先前获得的底部间隙的改进。优选地，底部部件的所述结构化部分被加工的使得任何平面上的包含吹塑模或容器的纵轴的突起部呈现出连续的或数学上差分的规律，除了所述中心区域，所述突起部在所述中心区域延伸。
在优选的实施方式中，杆状体或杆体在其内部具有通道，通道沿杆状体的纵向延伸从而传输气态介质。杆状体（有时也被称作拉伸杆）因此在优选的实施方式中被加工成所谓的冲杆，冲杆能将气态介质（例如热空气）施加至预成型件的底部部件。该方法因此有助于容器的注射点区域的稳定性。
优选地，吹塑模的内壁具有用于传输液体的通道。因此，例如热油能被传输经过吹塑模的内壁以将其加热至特定的温度。对于容器的生产过程以及随后的容器灌装过程，加热吹塑模能产生有益效果。特别地，如上所述的，能被加热的内壁与所述突起部的结合在系统内具有特定的有益效果，在该系统内，以这种方式被生产的容器随后被灌装热饮料。
在进一步有利的实施方式中，所述突起部具有扁平表面。这意味着面向预成型件或容器的表面被加工成本质上平面的。该表面例如能呈现出扁平圆周表面的形状。但是该表面也具有圆形的侧边。
在优选的实施方式中，所述突起部相对于突出物的区域内的结构化部分的高度为0.2mm至10mm，优选地为0.4mm至8mm，并且特别优选地为0.7mm至1.5mm。申请人在各种不同的预成型件和材料上的大量试验显示，所述高度首先特别适于不限制底部区域的容器的产生，其次适于在热灌装过程中能实现容器的准确的令人满意的膨胀。优选地，突起部的所述高度能被改变。
本发明另外还涉及一种用于生产被灌装有液体容器的设备，所述设备包括上述类型的用于将塑料预成型件成型成塑料容器的装置以及沿容器的传输方向设置在所述装置之后的灌装单元，所述灌装单元使用液体灌装容器，其中该灌装单元被构造的使得它将加热状态的液体加入容器。特别地，所述设备具有用于要被灌装的液体的加热装置，所述加热装置在液体进入容器之前加热液体。
优选地，所述设备被构造的使得液体在50º至100º的温度下被灌装，特别地位于60º至90º，并且特别优选地位于80º至90º。
在进一步有利的实施方式中，灌装单元具有气体供给装置，气体供给装置在容器已经被灌装有液体之后向容器供给气态介质。如上所述的，立即在热灌装饮料之后能供给气体（例如氮气）然后容器被密封。这样，出现液体冷缩的效果能被补偿而容器不会有可视的皱缩。
本发明另外涉及一种用于将塑料预成型件成型成塑料容器的方法，其中塑料预成型件被设置在形成于吹塑模内部的腔体内并且在腔体内特别地通过紧靠吹塑模的内壁的膨胀被成型成塑料容器。此处，在成型过程中通过灌装装置将气态介质供给至塑料预成型件，并且塑料预成型件紧靠底部部件的、形成吹塑模的内壁的结构化部分的一部分被膨胀以形成容器的底部部分。根据本发明，所述塑料预成型件的中心区域紧靠形成在结构化部分上并且沿腔体的方向延伸的突起部被膨胀，并且吹塑模的、面向塑料预成型件的内壁被至少部分地加热以进行成型过程。特别地，吹塑模的侧壁被加热。根据应用，加热底部部件不是绝对必须的，甚至可能会考虑底部部件的冷却。
在优选的方法中，塑料预成型件在成型过程中通过引入塑料预成型件内部的杆状体沿塑料预成型件的纵向被膨胀。特别优选地，至少暂时地在成型过程中，气态介质经过杆状体被供给至塑料容器，此处特别优选地使用冲杆。
在进一步有利的实施方式中，在第一方法步骤中，以上述方式生产塑料容器然后使用液体灌装容器，其中，在灌装过程中该液体的温度位于30ºC以上，特别优选地位于50ºC以上。特别有利地，此时液体被供给至容器（在压力下）或者在液体之后气体被供给至容器。
更加准确地，在灌装液体之后或者在灌装液体过程中，气态介质被供给至容器，然后容器被密封。
从附图中会产生其他的有益效果和实施方式。
图1a是现有技术中容器的局部视图。
图1b是图1a所示的描述的细节。
图2是本发明容器的详图。
图3a是用于生产容器的装置的示意图。
图3b是图3a的装置具有插入的容器的示意图。
图4a是图3a中装置的详图。
图4b是图3b中的装置的详图。
图5是图4a中所述的区域D的详图。
图6是本发明用于生产灌装有饮料的容器的设备的示意图。
图1a显示了容器10的局部视图，更准确地说是容器10的底部区域10c。底部区域10c具有多个底脚11。在这些底脚的径向内部区域具有注射点5，注射点5甚至会出现在预成型件上，预成型件随后会被成型成图1a所示的容器10。附图标记H代表底脚11的下侧与注射点5的下侧之间的高度差。注射点5因此被设置在底部10c的整体标记为Z的中心区域。该中心区域具有圆形横截面。
图1b显示了图1a所示的底部的细节，更准确地说是中心区域Z及其周围区域。附图标记H1代表注射点相对于底部的实际表面13 的高度。
如果在灌装过程中相应的容器被灌装气体并且膨胀，这会导致注射点5下移从而图1a所示的高度H减至0，或者设置导致注射点向下突出。这会导致容器摇摆或者不再直立。
在已知的方法中，在容器10的成型或生产过程中，所述注射点5被压入底杯（basecup）中。
图2显示了本发明容器的相应详图或显示了本发明容器的底部区域10c。显然，相比图2a所示的图示，注射点5被上压区域h。因为作为上述底杯中的凹部的替代，此处使用了突出部，参考下文中的销（PIN），因此上述注射点被上压是能够实现的。这样，首先能实现更多的底部间隙，其次在该方法中在底部中心Z能实现固定。因此，相比使用现有方法，本发明创新实现本质上更多的容器底部间隙。所述方法在用于热灌装饮料的设备中或在成型装置（在所述装置中吹塑模的壁被加热）中会产生有益效果，因为此处所述的注射点的向上移动可能是特别有利的。
图3a显示了本发明吹塑模2没有容器的视图。该吹塑模具有第一模部件7和第二模部件9，第一模部件7和第二模部件9能被相互闭合并且在内部形成腔体4。腔体4被两个模部件7和9的内壁8限定。腔体在底部被具有内壁18的底部部件6限定以形成容器的底部区域。加热装置24被容纳在两个模部件7和9内从而能加热内壁8。优选地加热装置是通道，经过该通道加热介质（特别是液体）能被引导。相应的加热装置26也被加工在底部部件6内，该加热装置26被加工成通道，液态加热剂（例如油类）也能流动经过该通道。
附图标记15代表沿容器的纵向L拉伸容器的杆状体。杆状体15此处被加工成冲杆（flushing rod），冲洗杆意味着沿箭头P1气体介质（例如空气）能被导入容器的下部或吹塑模2内。该气体介质然后沿箭头P2上行。
图3b显示了具有设置在吹塑模2内的容器10的相应视图。要注意的是，内壁8和18形成瓶子或要被生产的容器10的反面（negative）。在吹塑模的上方能看到容器10的螺纹10a，螺纹10a在膨胀过程中故意不被触及。
图4a显示了本发明吹塑模2的底部区域6的详图。此处特别地能看到根据本发明的突起部14，突起部14相对于底部部分18向上突出。底部部分18在突起部14的外侧是弯曲的，并且特别地底部部分的相应曲率具有相同的前缀（prefix）。
图4b显示了要被加工的容器的相应视图。显然，容器的注射点5被图4a所示的突起部14提高。
图5显示了图4a所示的吹塑模的详图。此处能更加准确地看到突起部14，突起部14的表面14a被加工成平面的，由此，注射点5的移动能被进一步改进。在大量的测试中，发现该突起部的有利高度为1mm至10mm，优选地为2mm至8mm，特别优选地为5mm至8mm。突起部14此处被加工在内壁18的一侧。但是，也可将突起部14加工成相对于内壁18是可移动的从而因此能调整突起部14的高度。
另外，在底部部件6的内壁18与突起部14之间具有相对陡峭的过渡部17。这可实现包含注射点的区域被选择性地向上压。
图6显示了本发明用于生产容器的设备60的示意图。附图标记40代表将塑料预成型件成型成容器10的装置，并且特别地代表拉伸吹塑机。该拉伸吹塑机40具有多个将塑料预成型件成型成塑料容器10的装置，所述塑料容器10形成单独的容器10。设备40因此被设计成盘轮系统。
在设备40内生产的容器被传输装置42（例如星轮）传递至灌装单元46。但是，作为图6所示的星轮的替代，也可使用其他的传输装置，例如气动传输带以及类似的。在灌装装置46内，容器10被灌装液体饮料。饮料首先被加热然后在高温下被灌装。
例如也可使用通道加热器形式的加热装置以及灌装装置50，通道加热器加热饮料，灌装装置50例如是将饮料加入容器10的喷嘴头。灌装装置46具有用于气态介质的灌装装置（未示），在灌装饮料之后，气态灌装装置将气态介质加入容器10。在该灌装过程之后，通过关闭装置（未示）使用瓶盖密封容器。在容器10内，作为冷却的结果，首先，被加入的饮料冷缩，其次，被加入的气体膨胀。这样，整体上，能在容器内侧实现体积或压力的增加，这会导致图4b所示的注射点被稍微下压。
但是，当注射点首先被吹塑模2上压时，结果会实现所述注射点不会妨碍以这种方式生产和灌装的容器10的站立稳定性。
只要本申请文件中所公开的所有技术特征相对于现有技术单独地或结合在一起地是新颖的，它们作为本发明的要点被要求保护。

Claims (13)

1.用于将塑料预成型件成型成容器(10)的装置，所述装置具有：
吹塑模(2)，所述吹塑模(2)具有面向所述容器(10)的内壁(8，18)，所述吹塑模(2)具有腔体(4)，在所述腔体(4)内塑料预成型件能被成型成容器(10)，其中所述吹塑模(2)具有用来形成所述容器(10)的底部部分(10c)的底部部件(6)，所述底部部件(6)界定所述腔体(4)，
灌装装置，所述灌装装置通过所述塑料预成型件的开口向所述塑料预成型件供给气态介质从而在所述吹塑模(2)内膨胀所述塑料预成型件，
杆状体(15)，所述杆状体(15)能相对于所述吹塑模(2)移动从而在吹塑过程中拉伸所述塑料预成型件，
其特征在于，所述底部部件(6)包括结构化部分(18)，所述结构化部分(18)界定所述腔体(4)并且形成所述内壁(8，18)的一部分，所述结构化部分(18)用于构造所述容器(10)的底部部分(10c)并且与所述容器(10)的底部部分(10c)的形状相适应，所述结构化部分(18)形成有瓶底突起部，并且所述结构化部分(18)的所述瓶底突起部在中心区域(Z)内具有沿腔体(4)的方向延伸的向上突起部(14)，所述向上突起部(14)具有扁平表面(14a)，其中所述吹塑模(2)的面向所述塑料预成型件的内壁(8，18)能被至少部分地加热，其中所述向上突起部(14)被设置使得在膨胀过程中向上突起部位于所述容器(10)的注射点(5)上，且所述注射点(5)能够被所述向上突起部(14)上压一个区域(h)。
2.如前述权利要求1所述的装置，其特征在于，所述杆状体(15)具有在其内部沿所述杆状体(15)的纵向延伸的、用于传输气态介质的通道(22)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述向上突起部(14)相对于所述结构化部分(18)的高度为0.2mm至10mm。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述向上突起部(14)相对于所述结构化部分(18)的高度为0.4mm至8mm。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述向上突起部(14)相对于所述结构化部分(18)的高度为0.7至1.5mm。
6.用于生产灌装有液体的容器的设备，所述设备具有：
如前述权利要求1所述的装置，以及
沿所述容器(10)的传输方向设置在所述装置(1)之后的灌装单元，所述灌装单元使用液体灌装所述容器(10)，
其中所述设备包括用于要被灌装的液体的加热装置，所述加热装置在所述液体进入所述容器(10)之前加热所述液体。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述灌装单元具有气体供给装置，所述气体供给装置在所述容器被灌装液体之后向所述容器供给气态介质。
8.用于将塑料预成型件成型成容器(10)的方法，其中所述塑料预成型件被设置在形成于吹塑模(2)内部的腔体(4)内并且在所述腔体(4)内通过紧靠所述吹塑模的内壁(8，18)的膨胀被成型成容器(10)，
其中在成型过程中通过灌装装置将气态介质供给至所述塑料预成型件，并且其中所述塑料预成型件紧靠所述吹塑模(2)的、形成所述内壁(8，18)的一部分的结构化部分(18)被膨胀以形成所述容器(10)的底部部分(10c)，所述结构化部分(18)形成有瓶底突起部，
其特征在于，所述结构化部分(18)的所述瓶底突起部在中心区域(Z)内具有沿腔体(4)的方向延伸的向上突起部(14),所述吹塑模(2)的面向所述塑料预成型件的内壁(8，18)被至少部分地加热用以进行成型过程，并且所述塑料预成型件的中心区域紧靠所述向上突起部(14)被膨胀，其中所述向上突起部(14)被设置使得在膨胀过程中向上突起部位于所述容器(10)的注射点(5)上，且所述注射点(5)能够被所述向上突起部(14)上压一个区域(h)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述成型过程中塑料预成型件沿其纵向(L)通过杆状体(15)被膨胀。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，气态介质在所述成型过程中经过所述杆状体被供给至所述容器(10)至少一段时间。
11.用于生产灌装有液体的容器的方法，其特征在于，在第一方法步骤中根据前述权利要求9生产容器(10)，然后使用液体灌装所述容器(10)，其中在灌装过程中所述液体的温度位于30℃以上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在灌装过程中所述液体的温度位于60℃以上。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在使用液体灌装之后气态介质被供给至所述容器(10)，然后所述容器(10)被密封。
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