CN1078422A - 生产金属盖易拉罐塑料罐体的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于塑料容器加工领域，它公开了一种能 与金属易拉盖良好密封的塑料罐体的生产方法和设 备，其主要特征是注塑机压注的喇叭口形罐坯在吹拉 成罐体前，用特制的烘箱对罐坯沿口部位强制冷却， 其余部位进行多级加热，使吹塑机吹拉出来的罐体沿 口部位保持罐坯时的原状。适合于饮料厂生产金属 易拉盖塑料罐体饮料罐，可替代现在市场上的全铝易 拉罐。

Description

本发明属于塑料容器加工领域，特别是一种生产饮料易拉罐塑料罐体的方法和设备。

目前市场上可灌装充气饮料的易拉罐，其易拉盖和罐体均采用铝材料，由于其生产投资大，外汇耗用多，成本高，尤其是氧化铝对人体有害，不少厂家正积极探索用无毒塑料代替铝制易拉罐罐体的方法。但至目前为止，这种研制均未取得理想效果。国内有一厂家曾试产曾用压注成罐坯再吹拉成罐体的方法试产了PET聚酯易拉罐罐体，由于要求罐坯沿口部位很薄（仅0.5mm左右），在吹拉成型过程中极易受热变形，厚薄不均，导致罐体在饮料厂灌装饮料封上易拉盖后，密封合格率仅达50%左右。密封难关的屡次不破，最后该厂不得已停止了研制。据了解，直至目前，市场上尚未出现可装充气饮料的金属盖塑料易拉罐产品，也未发现其制作方面的报道。

与本发明相近的已有技术是中国专利申请号为88108686×公开的名称为“两步法生产PET聚酯瓶的设备和方法”，用该方法和设备生产小口PET聚酯瓶（如可乐瓶），在吹拉过程中对瓶坯体部加热，瓶坯口部不加热，由于瓶坯口部小且较厚，受热变形的影响较小，可以生产出合格的PET聚酯瓶，但这种方法无法保证广口薄沿的塑料罐坯的沿口不变形。

现行的塑料饮料瓶（如可乐瓶），塑料制品厂可以将注塑成的瓶坯吹拉成瓶体出售给饮料厂灌装封口，也可以将注塑成的瓶坯直接出售给饮料厂，由饮料厂对瓶坯吹拉成瓶体后灌装封口。后一种方法可以节省较多的运输费用，并且可以避免在运输过程中对瓶体造成的污染。

本发明目的是提供一种罐坯沿口部位在吹拉过程中不变形的制作金属盖易拉罐直筒、凹底形塑料罐体的方法及其生产设备，以满足饮料厂迫期望采用金属盖塑料易拉罐代替全铝饮料罐的要求，实现以塑代铝。

本发明的目的是通过下述的方法和设备实现的。

一种生产金属盖易拉罐塑料罐体的方法，其主要步骤是：先对干燥的无毒塑料加热压注成沿口部位弯成喇叭口形的球底杯状的罐坯，然后再次加热吹拉成无盖凹底直筒形罐体，其特征是罐坯在加热过程中，对其沿口部位进行强制冷却;其余部位由上而下分为2～5段分别以不同温度恒温控制加热，加热温度从最上一段的60℃到最下一段的140℃范围内有级递增;经3～10分钟加热后将罐坯置于吹塑机型腔中进行吹拉，吹拉时对罐坯的沿口部位的薄壁两面施以夹力，从而使吹拉成型的罐体的沿口部位不变形，保持压注出来时的原状。

罐坯沿口部位是指罐坯沿边向下10mm以内的坯壁，如附图2中虚线内的高度。

对罐坯沿口部位的强制冷却，可以采取多种方式，如水冷却、空气冷却或半导体致冷元件冷却等。

对罐坯沿口部位以下由上而下若分为三段恒温控制有级加热，各段的控制温度分别为：

第一段：90℃～100℃

第二段：95℃～105℃

第三段：100℃～110℃

加热时间为4～6分钟。

制作罐体所用的无毒塑料可采用PET聚酯。

根据上述方法生产金属盖易拉罐塑料罐体的设备，主要包括配有烘箱的注塑机、配有烘箱的吹塑机、注塑模和吹拉模，其特点是：

吹塑机所配烘箱的保温套内烘箱主体由上而下制成多层结构，第一层为冷却层，以保证罐坯沿口部位不被加热，冷却层以下由2～5层加热层组成，层与层之间垫有隔热层;在冷却层及每层加热层、隔热层上开有多个可容放罐坯的园孔。

采用水、气强制冷却方式时，烘箱中的冷却层制成有多个蜂窝型穿通园孔、侧壁上开有两个通孔的薄形盒体结构，在每个园孔周围有冷却介质（如水、气）通道，并与上述侧壁上的两个通孔相通，这两个通孔可开在盒体的两个侧壁，也可以开在同一侧壁，分别用以冷却介质的进、出;盒体的高度为2～8mm。

如采用半导体致冷元件进行强制冷却，冷却层可由金属顶板、底板、半导体致冷片组成，顶板、底板分别相应开有多个园孔，在该两板之间每个园孔周围装有环形半导体致冷片，致冷片的冷面、热面分别与顶板、底板面紧密接触，使金属顶板成为冷却板，形成有多个贯通园孔的冷却层。

所述的加热层是由嵌装有电热元件的铝合金板制成的电热板，电热元件可以采用电热丝、陶瓷包复式电热管等。

隔热层可采用云母、石棉、石墨等材料制成开有多个园孔的矩形垫片。

前述的冷却或冷却板、电热板、隔热层水平方向的截面尺寸相同，各园孔中心位置也相同，叠在一起可成为一个有多个由贯穿各层园孔所形成的加热腔的矩形烘箱主体，将该烘箱主体放入衬有保温套的箱壳内，接通电源线路和水（气）管路，即可形成冷却层的烘箱。

吹塑机上吹拉模型腔封口阀所用的塞子，可用橡胶、聚氨酯或塑料制作，塞子的形状要与罐坯沿口部位形状精密制成相配的形状，一是增加型腔的密封性能，二是将吹塑机上活塞通过压板传递过来的压力均匀分布在罐坯沿口部位，并与型腔模口对罐坯沿口施以夹力，保证在对罐坯吹入压缩空气时，沿口部位不产生移动，避免形变。用非刚性材料制作塞子还可以减小对型腔模口的磨损。

封口阀上弹簧的作用是将压缩空气产生的压力经吹塑机上的活塞、升降板缓冲传递到压板上。

本文所述的罐坯已另案申请中国实用新型专利。

利用本发明提供的方法和设备生产的金属盖塑料易拉罐罐体，可大大提高饮料厂生产的金属盖塑料易拉罐的密封合格率，而且制作工艺简单，方便运输，成本降低，可解决饮料厂迫切期望易拉罐以塑代铝的要求。

附图中：

图1是罐坯的俯视图。

图2是罐坯的剖视图。

图3是有水（气）冷却盒的吹塑机烘箱结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5是有半导体致冷层的吹塑机烘箱结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7是吹塑机烘箱中电热板结构示意图。

图8是吹塑机型腔封口阀俯视图。

图9是吹塑机型腔封口阀结构示意图。

下面结合附图所示实施例作进一步说明。

根据本发明所述的方法和设备，首先按附图1、2给出的形状制作压注模具，图2中虚线高度内即为罐坯（10）的沿口部位，将23克经干燥处理的PET聚酯粒料以70公斤压力注入模子内，在260℃温度下使其融溶，再保压9秒后出模，即得如图1、2所示的罐坯（10）。

将所压注成的罐坯喇叭口形沿口部位朝上放入吹塑机烘箱的加热腔（6），由于喇叭口直径略大于加热腔（6）园孔的直径，故罐坯沿口架在加热腔（6）的口部，便于装、取罐坯。接通电热板（8）电源和进水（气）孔（11）及出水（气）孔（12）的管路，或半导体致冷片（13）的电源，可使罐坯沿口部位保时常温以下（小于25℃），而坯体部位分成三层有级恒温加热，第一层温度控制在90℃，第二层控制在95℃，第三层控制在105℃。

经约5分钟加热后，将罐坯从烘箱上取出放入吹塑机吹拉模的喇叭口筒体型腔，由吹塑机所配的空压机向气缸进气，活塞推动压力传递机构驱动压板下降，使压板下的塞子紧压在罐坯沿口上，同时进气管向罐坯吹气，然后脱模，即得到沿口部位保持罐坯原状的罐体。

参照图3、图4，烘箱的壳体由外壳（1）、保温套（2）组成，保温套（2）内依次相间装入有多个园孔的电热板（8）、隔热垫（7）各3块，然后将冷却盒放在最上层，冷却盒上的多个园孔与其下边的各层电热板、隔热板上的园孔中心位置一致，形成多个加热腔（6），冷却盒两个侧壁分别装有进水（气）管和出水（气）管，冷却水（气）通过冷却筒（5）对罐坯沿口部位进行冷却，以阻断加热腔（6）中的温度对罐坯沿口部位的影响。冷却盒的上盖也是烘箱的顶盖。

冷却方式另一实施方案可参照图5、图6，由环形半导体致冷片（13）作为冷却源，致冷片（13）夹于互相分离的金属顶板和底板之间，通过改变电源极性，可使致冷片（13）的冷面与顶板下表面接触，顶板、底板、致冷片的各园孔位置互相对应，也与加热腔对应。通过金属顶板形成的冷却板，同样可达到阻断加热腔温度对罐坯沿口部位的影响，而且避免了水（气）管路的布设，使烘箱结构更为紧凑。

参照图7，电热板（8）采用铝合金材料制作，绕各园孔开有凹槽，将电热丝（9）嵌入凹槽，接通电源可使铝合金板成为发热体，使加热腔温度上升。

图8、图9表示了吹塑机吹拉模型腔的封口阀，它由橡胶塞子（14）、铁压板（15）、园柱形压缩弹簧（16）、进气管（17）组成，塞子（14）的形状制成与罐坯沿口相配的形状，以使从吹塑机上活塞传递过来的压力能均匀分布在罐坯沿口部位，并与型腔模口产生对罐坯沿口的夹力，以使较高压力的压缩空气吹入罐坯时，其沿口部位不产生位移，加之沿口部位加温过程中受到强制冷却，避免了形变，保证吹拉出来的罐体与罐坯沿口部位一致性。

用本发明所述的方法和设备，也可生产出用其它高分子原料制作的易拉罐罐体。

用本发明所述的方法和设备试产的样品，经灌装充气饮料后用封罐机封上金属易拉盖，密封效果良好。

Claims (9)

1、一种生产金属盖易拉罐塑料罐体的方法，其主要步骤是：先对干燥的无毒塑料加热压注成沿口部位弯成喇叭口形的球底杯状的罐坯，然后再次加热吹拉成无盖凹底直筒形罐体，其特征是罐坯在加热过程中，对其沿口部位进行强制冷却；其余部位由上而下分为2～5段分别以不同温度恒温控制加热，加热温度从最上一段的60℃到最下一段的140℃范围内有级递增；经3～10分钟加热后将罐坯置于吹塑机型腔中进行吹拉，吹拉时对罐坯的喇叭口状沿口部位的薄壁两面施以夹力，从而使吹拉成型的罐体沿口部位不变形，保持压注出来时的原状。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是对罐坯沿口部位以下分为三段恒温有级加热，各段的控制温度分别为：

第一段：90℃～100℃，

第二段：95℃～105℃，

第三段：100℃～110℃。

加热时间为4～6分钟。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的无毒塑料采用PET聚酯。

4、一种根据权利要求1所述方法生产金属塑料易拉罐罐体的设备，主要包括配有烘箱的注塑机和吹塑机、注塑和吹拉模具，其特征是：吹塑机所配的烘箱，其保温套内烘箱主体由上而下制成多层结构，第一层为保证罐坯沿口部位不被加热的冷却层，冷却层以下由2～5层加热层组成，层与层之间垫有隔热层，在冷却层及每层加热层、隔热层上开有多个可容放罐坯的园孔。

5、如权利要求4所述的设备，其特征是所述烘箱中冷却层为有多个蜂窝型穿通园孔、侧壁上开有两个通孔的薄形盒体结构，在每个园孔周围有冷却介质通道，并与上述侧壁上的两个通孔相通;盒体的高度为2～8mm。

6、如权利要求4所述的设备，其特征是所述烘箱中的冷却层由金属顶板、底板、半导体致冷片组成，顶板、底板分别开有多个对应园孔，在该两板之间每个园孔周围装有环形半导体致冷片，致冷片的冷面、热面分别与顶板、底板面紧密接触，使金属顶板成为冷却板。

7、如权利要求4所述的设备，其特征是所述的加热层是由嵌装有电热元件的铝合金板制成的电热板。

8、如权利要求4、5、6或7所述的设备，其特征是冷却盒或冷却板、电热板、隔热层水平方向的截面尺寸相同，各园孔中心位置也相同，叠在一起可成为一个有多个由贯穿各层园孔所形成的加热腔的矩形烘箱主体。

9、如权利要求4所述的设备，其特征是所述的吹塑机上的封口阀所用的塞子制成与罐坯喇叭形沿口部位形状相配的形状，该塞子可用橡胶、聚氨酯或塑料制作。

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