CN107073798A

CN107073798A - 吹塑成型设备

Info

Publication number: CN107073798A
Application number: CN201580051639.5A
Authority: CN
Inventors: 豊田保; 森上茂树; 奥山雄; 奥山雄一
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA; Discma AG
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2017-08-18
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: US20170291345A1; US10377075B2; EP3199325A4; JP6356556B2; EP3199325B1; CN107073798B; JP2016064543A; WO2016047067A1; EP3199325A1

Abstract

本发明提供一种吹塑成型设备，其可以减小从吹塑喷嘴供应到预制件的液体的流率的差异并且防止吹塑成型的瓶子中出现偏心和不均匀的厚度。该吹塑成型设备设置有：吹塑喷嘴(14)，与预制件(PF)的开口管状部分(PFb)配合；密封体(21)，打开和关闭吹塑喷嘴(14)；填充头(13)，沿吹塑喷嘴(14)的轴向方向延伸并且一端设有连接到吹塑喷嘴(14)的液体供应通道(13a)和从侧部连接到液体供应通道(13a)的液体引入通道(13b)；以及加压液体供应单元(31)，连接到液体引入通道(13b)并且将加压液体(L)供应到此液体引入通道(13b)；其中螺旋形引导槽(24)在液体供应通道(13a)的内部外围表面中围绕液体供应通道(13a)的轴向中心设置。

Description

吹塑成型设备

技术领域

本发明涉及将带底圆柱形的预制件吹塑成型为预定形状的容器的吹塑成型设备，并且更具体地讲，涉及将液体用作执行吹塑成型的加压流体的吹塑成型设备。

背景技术

以由定向聚丙烯(OPP)制成的瓶子和由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的瓶子(PET瓶)为代表的由树脂制成的容器用于各种用途，诸如，用于饮料、食物和化妆品。通常通过使用注射模制等将由树脂制成的形成为带底圆柱形的预制件加热到可以表现出拉伸效应的温度并且在此状态下使用吹塑成型设备来执行双轴拉伸吹塑成型来将这样的容器形成为预定形状。

至于吹塑成型设备，已知使用加压液体而不是加压空气作为待供应到预制件的加压流体的一种吹塑成型设备。在这种情形下，通过将内容液体(诸如，最终将填充在容器中的饮料、化妆品或药物)用作进行加压的液体，可以省略用内容液体填充容器的过程，以简化生产过程和吹塑成型设备的配置。

例如，专利文献1描述了一种吹塑成型设备，其包括：用于吹塑成型的模具，加热到可拉伸温度的预制件安装到该模具；吹塑喷嘴，其与安装到模具的预制件的开口管状部分配合；填充头，其沿着吹塑喷嘴的轴向方向延伸并且一端设有连接到吹塑喷嘴的液体供应通道和液体引入通道，该液体引入通道与此液体供应通道正交地延伸并且连接到此液体供应通道；以及加压液体供应单元，诸如，伺服柱塞，其连接到液体引入通道并且将加压液体供应到此液体引入通道；其中通过经由吹塑喷嘴将从加压液体供应单元供应的液体供应到预制件中并且由拉伸杆在水平方向(径向)上拉伸预制件同时在竖直方向(轴向)上拉伸预制件，将预制件模塑成符合模具的型腔的形状的瓶子。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2014-128911A

发明内容

技术问题

在上述吹塑成型设备中，设于填充头中的液体供应通道设置成在垂直方向上沿着吹塑喷嘴的轴向延伸，同时液体引入通道设置成在与液体供应通道正交的方向(即，水平方向)上延伸；从加压液体供应单元供应到液体引入通道的液体从液体引入通道供应到液体供应通道，其中液体的流向弯曲。在此类配置中，液体在该弯曲部的外部外围侧部分的流率大于液体在该弯曲部的内部外围侧部分的流率；因此，出现了这样的问题：在液体供应通道中流动的液体(即，从吹塑喷嘴供应到预制件中的液体)的流率在径向方向上从一侧到另一侧不同，并且吹塑成型的瓶子中出现偏心和不均匀的厚度。

鉴于此问题提出本发明，并且本发明的目标是提供吹塑成型设备，该吹塑成型设备可以减小从吹塑喷嘴供应到预制件的流体的流率的差异，并且防止吹塑成型的瓶子中出现偏心和不均匀的厚度。

问题的解决方案

本发明的吹塑成型设备是将加压液体供应到安装在用于吹塑成型的模具中的带底圆柱形预制件中并且将此预制件模塑成符合模具的型腔的形状的吹塑成型设备，其具有：与预制件的开口管状部分匹配的吹塑喷嘴；打开和封闭吹塑喷嘴的密封体；填充头，其沿着吹塑喷嘴的轴向延伸并且一端设有连接到吹塑喷嘴的液体供应通道和从侧部连接到液体供应通道的液体引入通道；以及连接到液体引入通道并且将加压液体供应到此液体引入通道的加压液体供应单元，其中螺旋形引导槽在该液体供应通道的内部外围表面中围绕液体供应通道的轴向中心设置。

在本发明的吹塑成型设备中，优选地，液体引入通道与液体供应通道正交。

在本发明的吹塑成型设备中，优选地，密封体的直径小于液体供应通道的内径并且大于吹塑喷嘴的内径，该密封体设置在液体供应通道的内部，并且可以沿着该液体供应通道的轴向方向在邻接吹塑喷嘴并且关闭该吹塑喷嘴的关闭位置与从吹塑喷嘴分开并且打开该吹塑喷嘴的打开位置之间移动，处于打开位置的密封体的至少一部分设置在引导槽的径向内侧上。

在本发明的吹塑成型设备中，优选地，从侧部连接到液体供应通道的液体排放通道在液体引入通道与引导槽之间设置在填充头中，并且当密封体处于封闭位置时，经由液体引入通道从加压液体供应单元供应到液体供应通道的液体通过液体排放通道返回到加压液体供应单元。

本发明的有益效果

根据本发明，旋转方向上的流可以通过设置于液体供应通道的内部外围表面中的螺旋形引导槽施加到在液体供应通道中流动的液体，以均衡在液体供应通道的径向上从一侧到另一侧的流率的差异；因此，可以减小从吹塑喷嘴供应到预制件的液体的流率的差异，并且可以防止吹塑成型的瓶子中出现偏心和不均匀的厚度。

附图说明

图1示意性示出作为本发明的一个实施方式的吹塑成型设备的说明性图示。

图2是图1中示出的填充头的放大剖视图。

图3示出加压液体供应到预制件以执行吹塑成型的状态的图示。

具体实施方式

参考附图示出并且更具体地描述本发明。

如图1所示，作为本发明的一个实施方式的吹塑成型设备具有用于吹塑成型的模具1。此模具1的型腔2具有瓶子形状并且在模具1的上表面处向上打开。尽管没有示出细节，但模具1可以横向打开；通过打开模具1，可以从模具1中取出其中吹塑成型的瓶子填充有内容液体的产品。

由此吹塑成型设备吹塑成型并且形成为瓶子的预制件PF可以安装在模具1中。至于预制件PF，可以使用由诸如聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的树脂材料形成为整体带底圆柱形的一个预制件，其中圆柱形开口管状部分PFb整体设置在主体部分PFa的上端，所述主体部分呈现试管形状，并且颈环PFc整体设置于开口管状部分PFb的下端。此预制件PF具有沿着模具1的型腔2的轴向中心设置在模具1的型腔2中的主体部分PFa，并且以以下状态安装在模具1中：颈环PFc邻接模具1的上表面并且开口管状部分PFb伸出到模具1的外部(在图1中，向上)。

喷嘴单元10设在模具1的上侧上，以便能够相对于模具1在竖直方向上移动。此喷嘴单元10具有套筒形填充单元12安装到支承主体11的下端的配置，填充单元12设有填充头13、吹塑喷嘴14和保持构件15。

例如，由钢材制成的填充头13整体形成圆柱形，并且由螺纹连接安装到支承主体11的下端，以便可拆卸。如图2所示，填充头13中具有液体供应通道13a。液体供应通道13a沿着模具1的轴向方向竖直地直线延伸，并且其截面形状为圆形。

从液体供应通道13a的侧面连接到液体供应通道13a的液体引入通道13b设于填充头13中。在所示情形下，液体引入通道13b在与液体供应通道13a正交的方向上延伸，从而在其一端处连接到液体供应通道13a；所述液体引入通道的另一端通向填充头13的侧壁的外部外围表面。

此外，从液体供应通道13a的侧面连接到液体供应通道13a的液体排放通道13c设于填充头13中。在所示情形下，液体排放通道13c在液体引入通道13b的下侧上与液体供应通道13a正交，并且在与液体引入通道13b相反的径向上延伸到侧部，从而在其一端处连接到液体供应通道13a；其另一端通向填充头13的侧壁的外部外围表面。

吹塑喷嘴14设有环状喷嘴安装部分14a和从喷嘴安装部分14a向下伸出的圆柱形喷嘴主体部分14b。吹塑喷嘴14在液体供应通道13a的一端(在所示情形下，下端)处与此液体供应通道13a同轴地设置，并且喷嘴主体部分14b的轴向方向也匹配处于安装在模具1中的状态下的预制件PF的轴向方向。

面向液体供应通道13a的侧部的、吹塑喷嘴14的喷嘴安装部分14a的上表面是直径向下倾斜的圆锥形密封表面14c；喷嘴主体部分14b通向此密封表面14c的轴向中心并且连通到液体供应通道13a。

保持构件15形成为环形，其在内侧上容纳吹塑喷嘴14并且由安装环16安装到填充头13的下端，所述安装环旋拧到填充头13的外部外围。环形间隔块17锁定在保持构件15的内侧下端侧部上；吹塑喷嘴14通过喷嘴安装部分14a固定到填充头13的下端，所述喷嘴安装部分插入在此间隔块17与填充头13的下端之间。

喷嘴单元10可以相对于模具1竖直地移动；当喷嘴单元10降到下端时，吹塑喷嘴14的喷嘴主体部分14b与安装在模具1中的预制件PF的开口管状部分PFb的内侧配合，并且颈环PFc插入在保持构件15的下端与模具1的上表面之间，使得预制件PF相对于模具1保持垂直安装姿势。

用于打开和关闭吹塑喷嘴14的密封体21设置在液体供应通道13a的内部。密封体21形成为直径小于液体供应通道13a的内径但大于吹塑喷嘴14的喷嘴主体部分14b的内径的短圆柱形，并且锥形邻接表面21a设于所述密封体的下端表面处。邻接表面21a具有与设置到吹塑喷嘴14的密封表面14c相同的倾斜角；通过使邻接表面21a紧密地接触密封表面14c，密封体21可以关闭吹塑喷嘴14。

长型圆柱形杆形状的轴体22沿着液体供应通道13a的轴向中心设置在液体供应通道13a的内部。此轴体22由支承主体11支承，并且可以在竖直方向上相对于支承主体11和填充头13移动。密封体21同轴地固定到轴体22的下端，并且可以沿着液体供应通道13a的轴向方向在液体供应通道13a的内部与轴体22一起竖直地移动。当轴体22移动到下部行程终点时，密封体21进入关闭位置，其邻接表面21a邻接吹塑喷嘴14的密封表面14c，使得吹塑喷嘴14(即，喷嘴主体部分14b)由密封体21关闭。同时，当密封体21与轴体22一起向上移动，使得此密封体21进入打开位置时，其邻接表面21a与吹塑喷嘴14的密封表面14c分开，使得吹塑喷嘴14(即，喷嘴主体部分14b)打开，从而使液体供应通道13a与喷嘴主体部分14b连通。

轴体22是中空的，并且拉伸杆23安装在所述轴体的内侧上，以便能够滑动。拉伸杆23可以在轴向方向上相对于轴体22移动，并且其下端可以从密封体21的下端伸出。拉伸杆23可以通过从密封体21的下端朝向模具1的型腔2的内部向下移动而在竖直方向(径向)上拉伸预制件PF。

应注意，引导拉伸杆23的密封体21的一部分优选由聚醚醚酮(PEEK)树脂制成。

如图2所示，引导槽24设在填充头13中的液体供应通道13a的内部外围表面中。引导槽24具有基本上呈半圆形的截面形状，并且形成为沿着液体供应通道13a的内部外围表面、围绕液体供应通道13a的轴向中心多次旋转延伸的螺旋形状。引导槽24可以将在旋转方向上围绕此液体供应通道13a的轴向中心的流(即，螺旋流)施加到在液体供应通道13a的内部从液体引入通道13b的侧部流动到吹塑喷嘴14的侧面的液体L。应注意，引导槽24的截面形状不限于半圆形，而可以是各种形状，诸如，矩形。

在本实施方式中，引导槽24在液体供应通道13a连接到液体排放通道13c的部分与液体供应通道13a连接到吹塑喷嘴14的部分之间的部分处设于内部外围表面中。另外，密封体21被配置成使得当进入关闭位置时，此密封体21的至少一部分设置在引导槽24的径向内侧上，并且此密封体21的外部外围表面的至少一部分与引导槽24相对。因此，当密封体21进入打开位置并且吹塑喷嘴14打开时，从液体引入通道13b供应到液体供应通道13a的液体L在密封体21的外部外围表面与液体供应通道13a的内部外围表面之间的环形流路中流动；引导槽24设于此环形流路中的液体供应通道13a的内部外围表面中。由此，旋转方向上的流可以通过引导槽24有效地施加到在液体供应通道13a的内部流动的液体L。

如图1所示，作为加压液体供应单元的柱塞泵31和液体循环单元32连接到喷嘴单元10。

柱塞泵31设置有缸体31a和柱塞31b，所述柱塞安装在此缸体31a中，以便能够沿着轴向方向移动；其排放端口由供应管道P1连接到填充头13的液体引入通道13b。

在所示情形下，柱塞泵31为伺服柱塞型，设置有电动机(伺服电机)31c作为驱动源；柱塞31b由电动机31c驱动并且沿轴向方向在泵缸31a中致动。另外，通过柱塞31b致动，柱塞泵31可以将加压液体L供应到液体引入通道13b。

液体循环单元32具有将液体L调整到预定温度同时从补充管道R1新补充液体L、通过中间管道R2将液体L供应到柱塞泵31、以及在柱塞泵31与液体供应通道13a之间循环液体L同时将液体L调整到预定温度的功能。也就是说，当进入密封体21处于关闭位置并且吹塑喷嘴14关闭的状态时，液体循环单元32可以通过液体排放通道13c、连接到此的排放管道R3和中间管道R2将经由液体引入通道13b从柱塞泵31供应到液体供应通道13a的液体L返回到柱塞泵31。鉴由此，经由液体引入通道13b从柱塞泵31供应到液体供应通道13a的液体L可以在循环路径CR中循环，所述循环路径包括液体循环单元32和柱塞泵31，并且供应到液体供应通道13a的液体L的温度可以持续维持在预定温度。

三个磁性循环路径开关阀V1、V2、V3设于循环路径CR中；预定管道通过循环路径开关阀V1、V2、V3响应于吹塑成型的每个过程而打开和关闭。

额外的开口加压空气空间S被隔开并且形成为环绕安装在模具1中的预制件PF的开口管状部分PFb的外部外围。配置也可以为使得加压空气供应单元(未示出)连接到此额外的开口加压空气空间S，并且通过由从加压空气供应单元供应的加压空气来增加额外的开口加压空气空间S的内部压力，防止在吹塑成型期间开口管状部分PFb发生直径扩大变形，并且增加开口管状部分PFb与吹塑喷嘴14之间的密封力。

利用这种配置的本发明的吹塑成型设备，在循环路径开关阀V2、V3关闭以停止液体L沿着循环路径CR的循环的状态下，通过将密封体21移动到打开位置来打开吹塑喷嘴14，经由液体引入通道13b从柱塞泵31供应到液体供应通道13a的液体L可以通过吹塑喷嘴14的喷嘴主体部分14b供应(填充)到预制件PF中，以将预制件PF吹塑模制成符合模具1的型腔2的形状。此外，在将液体L供应到预制件PF之前(或同时)，通过由拉伸杆23在竖直方向(轴向)上拉伸预制件PF，可以对预制件PF执行双轴拉伸吹塑成型。

如上文所述，设于填充头13中的液体引入通道13b从侧部连接到与注塑喷嘴14的喷嘴主体部分14b同轴地设置的液体供应通道13a；因此，在吹塑成型期间从柱塞泵31供应到液体引入通道13b的液体L从液体引入通道13b供应到液体供应通道13a，其中液体的流向弯曲。因此，液体L在此弯曲部的外部外围侧部分的流率大于液体L在内部外围侧部分的流率，并且在液体供应部分13a的径向方向上，在液体供应部分13a的内部流动的液体L在一侧(图3中的左侧)的流率与另一侧的流率(图3中的右侧)不同。然而，在本发明的吹塑成型设备中，螺旋形引导槽24设于液体供应通道13a的内部外围表面中，以将在旋转方向上围绕液体供应通道13a的轴向中心的流施加到在液体供应通道13a中流动的液体L；因此，可以均衡因液体引入通道13b相对于液体供应通道13a弯曲而导致液体L流率的差异。因此，利用同样通过吹塑喷嘴14从液体供应通道13a供应到预制件PF的液体L，可以减小流率的差异。由此，可以由从开口管状部分PFb供应的加压液体L在径向方向的前向方向上围绕其轴向中心均匀地拉伸预制件PF，并且可以防止出现偏心(在这种情况下，吹塑成型的瓶子的径向方向偏移)或者厚度不均匀(在这种情况下，吹塑成型的瓶子的厚度在周向上不同)。

此外，通过配置成使得处于打开位置的密封体21的至少一部分设置在引导槽24的径向内侧，液体L可以沿着引导槽24在密封体21的外部外围表面与液体供应通道13a的内部外围表面之间的狭窄环形流动路径中流动；因此，可以通过该引导槽24有效地施加旋转方向上的流。由此，可以进一步有效地减小通过注塑喷嘴14从液体供应通道13a供应到预制件PF的液体L的流率的差异，并且可以可靠地防止将偏心或不均匀的厚度施加到吹塑成型的瓶子。

此外，通过下列配置：用于返回到柱塞泵31以及用于循环液体L的液体排放通道13c在液体引入通道13b与引导槽24之间连接到液体供应通道13a，甚至在采用使液体L循环的配置的情形下，通过将引导槽24设在吹塑喷嘴14的附近，可以有效地减小通过吹塑喷嘴14从液体供应通道13a供应到预制件PF的液体L的流率的差异。

本发明不限于上述实施方式，并且毋庸置疑，在不脱离本发明的精神的范围内，各种更改是可能的。

例如，在上述实施方式中，液体引入通道13b被配置成在与液体供应通道13a的轴向方向正交的方向上延伸；然而，本发明不限于此，并且液体引入通道13b也可以被配置成以相对于液体供应通道13a成不小于0度但小于90度的任何角度倾斜的方向上延伸。

此外，在上述实施方式中，只有一个引导槽24设于液体供应通道13a的内部外围表面中；然而，也可以采用设有多个引导槽24的配置。在这种情形下，多个引导槽24可以设在多个螺纹的方面。

此外，在上述实施方式中，加压液体供应单元是伺服柱塞型的柱塞泵31，其中柱塞31b由电动机31c驱动；然而，加压液体供应单元不限于此，而是还可以是由另一驱动机构(诸如，液压缸或汽缸)驱动的配置的柱塞泵31。然而，作为加压液体供应单元，也可以使用除了柱塞泵31之外的另一格式的泵等。

此外，在上述实施方式中，液体L被配置成由循环路径CR循环；然而，本发明不限于此，并且液体L也可以被配置成不循环，只要这是加压液体L可以通过液体循环通道13b、液体供应通道13a和吹塑喷嘴14从柱塞泵31供应到预制件PF中的配置即可。

此外，可以采用下列配置：单独通过从柱塞泵31供应的液体L的压力将预制件PF拉伸，以在竖直方向(轴向)和水平方向(径向)上膨胀，而无需使用拉伸杆23，以制成符合模具1的型腔2的形状的瓶子。

此外，作为预制件PF，也可以使用具有主体部分PFa和开口管状部分PFb但不设有颈环PFc的形状的预制件。另外，预制件PF的材料不限于聚丙烯，并且也可以是另一树脂材料，诸如，聚对苯二甲酸乙二醇酯。

参考标号列表

1 模具

2 型腔

10 喷嘴单元

11 支承主体

12 填充单元

13 填充头

13a 液体供应通道

13b 液体引入通道

13c 液体排放通道

14 吹塑喷嘴

14a 喷嘴安装部分

14b 喷嘴主体部分

14c 密封表面

15 保持构件

16 安装环

17 间隔块

21 密封体

21a 邻接表面

22 轴体

23 拉伸杆

24 引导槽

31 柱塞泵(加压液体供应单元)

31a 缸体

31b 柱塞

31c 电动机

32 液体循环单元

PF 预制件

PFa 主体部分

PFb 开口管状部分

PFc 颈环

L 液体

P1 供应管道

R1 补充管道

R2 中间管道

R3 排放管道

CR 循环路径

V1 循环路径开关阀

V2 循环路径开关阀

V3 循环路径开关阀

S 额外的开口加压空气空间

Claims

1.一种吹塑成型设备，所述吹塑成型设备将加压液体供应到安装在用于吹塑成型的模具中的带底圆柱形的预制件中，并且将所述预制件模塑成符合所述模具的型腔的形状，所述吹塑成型设备包括：

吹塑喷嘴，所述吹塑喷嘴与所述预制件的开口管状部分配合；

密封体，打开和关闭所述吹塑喷嘴；

填充头，沿着所述吹塑喷嘴的轴向方向延伸，并且在一端处设置有液体供应通道和液体引入通道，其中，所述液体供应通道连接到所述吹塑喷嘴，所述液体引入通道从侧部连接至所述液体供应通道；以及

加压液体供应单元，连接到所述液体引入通道，并且将所述加压液体供应到所述液体引入通道；其中

螺旋形引导槽在所述液体供应通道的内部外围表面中围绕所述液体供应通道的轴向中心设置。

2.根据权利要求1所述的吹塑成型设备，其中所述液体引入通道与所述液体供应通道正交。

3.根据权利要求1所述的吹塑成型设备，其中所述密封体的直径小于所述液体供应通道的内径，并且大于所述吹塑喷嘴的内径，所述密封体设置在所述液体供应通道内部，并且能够沿着所述液体供应通道的轴向方向，在邻接所述吹塑喷嘴且关闭所述吹塑喷嘴的关闭位置与从所述吹塑喷嘴分开且打开所述吹塑喷嘴的打开位置之间移动，处于所述打开位置的所述密封体的至少一部分设置在所述引导槽的径向内侧上。

4.根据权利要求2所述的吹塑成型设备，其中所述密封体的直径小于所述液体供应通道的内径，并且大于所述吹塑喷嘴的内径，所述密封体设置在所述液体供应通道内部，并且能够沿着所述液体供应通道的轴向方向，在邻接所述吹塑喷嘴且关闭所述吹塑喷嘴的关闭位置与从所述吹塑喷嘴分开且打开所述吹塑喷嘴的打开位置之间移动，处于所述打开位置的所述密封体的至少一部分设置在所述引导槽的径向内侧上。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的吹塑成型设备，其中从所述侧部连接到所述液体供应通道的液体排放通道在所述液体引入通道与所述引导槽之间设置在所述填充头中，当所述密封体处于所述关闭位置时，经由所述液体引入通道从所述加压液体供应单元供应到所述液体供应通道的液体通过所述液体排放通道返回到所述加压液体供应单元。