CN109476068B - 通过吹制制造塑料制的容器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由塑料材料制的坯件(3)形成容器(2)的方法，所述方法包括一些在坯件中进行吹制以使坯件形成容器，然后使形成的容器在内部脱气的步骤，其特征在于：‑根据以第一速率的第一循环进行所述一些步骤，然后，‑在以小于第一速率的第二速率进行的步骤的后面的第二循环时，在脱气期间或之后，相对于第一循环增加延时，使得步骤的第二循环相对于第一循环在时间上延长。

Description

通过吹制制造塑料制的容器的方法

技术领域

本发明涉及由坯件来制造塑料材料制的容器，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的瓶子。

因此本发明涉及一种用于将塑料材料制的一般为预型件的坯件转变成容器的方法。

背景技术

根据本发明的方法包括一些步骤的循环，该步骤的循环至少包含：将加压的吹制流体一般是空气注入到坯件中以便将坯件转变成容器的步骤，然后是使形成的容器在内部脱气的步骤。

为了形成这些容器，通常使用设有一系列吹制站或拉伸吹制站的吹制机器(也称为吹制机或吹制机器，或拉伸吹制机器)，其包括布置在输送装置的周边的成形模型。

在现有技术中，这种吹制机器一般以恒定的标称输出速率运行。然而，恒定的输送速率可能导致缺点，特别是如果吹制机器经常安装在制造和包装线的下游，制造和包装线例如包括上游的填充、封口、贴标签机器等。

在此情况下，不同的制造和/或包装机器一般通过星形输送轮动态地彼此相连接。因此，不同机器的输出速率彼此相关。然而，对于某些机器或机器块来说，经常有利的是可以根据需要减速或加速，例如在下列机器之一发生故障的情况下。但是，这是有点复杂的和昂贵的(需要存在临时存储容器的缓冲区)，特别是如果吹制机器用作控制整个制造和包装线的速率的头机。

US 8936458提出了控制装置在吹制机器上滑动，使得容器的形成步骤独立于坯件沿其移动路径的位置而执行，从而使得输出这些容器的速率是可变的。在这种情况下，坯件是预型件。

至于EP 2537664，它提出了塑料材料制的坯件的加热速率的改进。

然而，这些技术方案似乎不足以保证在速率变化时的生产的合适质量，并且特别是不足以防止形状不良或具有彼此不同尺寸的容器卡在生产线中且不会产生生产线的停止，甚至不会改变适于客户和/或最终消费者的生产质量或数量。

发明内容

因此，本发明这里提出了上述方法，因此使得经由步骤的循环能够由塑料材料制的坯件形成容器，步骤的循环至少包含一些在坯件中进行吹制以便使坯件形成容器，然后使形成的容器内部脱气的步骤，还如：

-根据以第一速率的第一循环进行所述一些步骤，然后

-在以小于第一速率的第二速率进行后面的第二循环时，与第一循环同时开始所述步骤，并且在脱气步骤期间或之后，相对于第一循环增加延时，使得第二循环相对于第一循环在时间上延长。

因此，可以布置适于补偿在两个循环之间的循环时间变化的缓冲时间间隔。

这样，由于通过降低步骤的初始循环的速率，空转循环在时间上比初始循环长，因此增加到空转循环的延时使得形成的容器的质量不受影响：实际上它使得吹制(预吹制、吹制)的主要步骤的持续时间和速率保持恒定：换言之，吹制曲线不受影响。

因此，在完整的生产线上，将可以获得用于调节形成的容器的后续步骤的连续运行。

由于延时在脱气期间或之后发生，因此可以发现在此延时期间形成的容器的内部处于大气压力下是合适的。

实际上，在上文中的脱气步骤包括通过排气到自由空气而使加压吹制流体(一般是空气)脱气，因此可以利用这种排气以延长脱气阶段，而这不会影响另一个更关键的形成操作，例如吹制，或可能的预吹制和/或拉伸(在吹制并因此在可能的预吹制之前)。

此外，优选的是，在以降低的速率的第二循环时，(至少)在吹制步骤保持与第一步骤循环的吹制步骤的持续时间相同的持续时间。

并且，如果每个吹制步骤包含(由)预吹制(开始)，则可以在第二循环的预吹制步骤包括与第一循环的预吹制步骤的持续时间相同的持续时间。

在吹制机器的速率变化时，在生产中，吹制循环时间根据机器的旋转速度而变化。这种现象产生保持吹制模型中容器加压的保持时间的变化，这导致型腔的体积和印模的变化，并因此可能改变容器的质量。实际上，通常在旋转速度变化时，预吹制时间(如果提供)、脱气时间以及死时间(喷嘴盖住模型以吹制容器的时间)保持固定。仅吹制时间变化。因而是它补偿循环时间的变化。

因此，对以不同速率的循环保持用于吹制甚至可能的预吹制的相同时间因此对保持容器的质量是有用的。

关于制造循环，还将有利于设置一般在吹制机器上实施的所谓步骤的循环包括：

-将预先加热的坯件放置在某些单个的而自由的模型中并且封闭这些模型的步骤，

-然后吹制预加热的坯件以获得容器的吹制步骤，具有可能包含在预加热的坯件中以小于吹制压力的压力进行吹制的预吹制步骤，

-然后使获得的容器在内部脱气的脱气步骤，

-然后打开脱气的容器的模型并将所述容器取出的步骤。

优选地，在将实施整个方法的这种吹制机器上，对于除了这种脱气步骤之外的所述第二循环的步骤中的每一个，还保持与在以(更高的)第一速率的步骤的第一循环时用于这些相同相步骤中的每一个步骤的时间相同的时间。

在吹制机器的速率变化时，在脱气之前和之后的所有循环时间因此可以保持固定，对于脱气步骤具有将改变的持续时间或者在脱气结束时将增加的缓冲时间。因此，缓冲区域在吹制阶段之后生成，该缓冲使得能够补偿循环时间的变化，而不改变形成的容器的质量。实际上，与总的循环时间无关，在每个步骤保留的循环时间以高速率和降低速率是相同的，吹制曲线保持相同并因此容器的质量保持相同。基于吹制曲线的分析的操控系统可以使得能够保证尽管速率变化但吹制曲线保持有效地相同。

从实际的角度来看，建议：

-在具有旋转输送装置和在其周边分布的多个单个的模型的吹制机器上进行制造的完整步骤循环的步骤，

-以及优选地在几乎圆形的输送装置上。

除了形成塑料制的容器外，这里还涉及一种用于根据两个所述步骤的循环生产这种填充的、封口的和/或贴标签的容器的方法。

借助于前述的成形的方法，实际上应可以对所述形成的容器施用：

-填充步骤，

-然后封口步骤，

-和/或对这些容器贴标签的贴标签步骤，具有：

-在步骤的第一循环和第二循环时，这些封口步骤、填充和/或贴标签步骤连续运行。

并且，同样可能的是步骤的第一循环的速率对应于由吹制机器允许的最大速率。

通常地，本发明的这些技术方案将使得能够避免不良形成的或具有与要求的尺寸不同尺寸的容器卡在生产线中且不会产生生产线的停止，吹制机器的生产速率根据整个生产线的速率变化，以便适于生产线的制约。

附图说明

如果需要，通过阅读下面参照附图作为非限制性实例进行的描述，将更好的理解本发明并且本发明的其它特征、细节和优点将进一步显示出来，其中：

-图1是示出用于制造容器的吹制机器的示意性平面图，该吹制机器包括坯件加热单元和用加热的坯件来吹制容器的吹制单元；

-图2是补充图1的示意图，带有布置在图1的吹制单元的下游的封口、填充和/或贴标签单元；

-图3是部分地示出图1的吹制机器在模型处的示意性剖视图；

-图4和5分别是吹制机器或单元中步骤的第一循环和相同机器中步骤的低速率的第二循环的示意图。如果在两个图之间，例如吹制阶段的持续时间看起来不同但它们在此是相同的，那是因为图5的完整循环(图形的一圈)的总时间更长，这改变了相继的阶段之间的比例。

具体实施方式

图1示意出了容器2制造机器1，该机器通过吹制或拉伸吹制热塑料材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯制的坯件3(通常为预型件，尽管它们也可以是中间容器)来制造容器，容器如瓶子或烧瓶。

容器2的制造包括两个主要阶段：

-在注塑模型(未示出)中由塑料材料预先制造管形的坯件3；

-然后，在机器1的吹制或拉伸吹制单元5的模型6中，将压缩气体(如空气)注入到预先加热的坯件3的内部；材料然后拉伸、贴靠型腔并贴合模型6的形状(见图3，其中以虚线表示的坯件3朝向以实线表示的容器2变化)。

然后，模型6打开，容器2从吹制单元5离开。

在第一阶段时，第一阶段包括通过使一系列坯件在加热单元4(一般称为“加热炉”)中行进来加热坯件3，坯件在一排红外辐射源8、10——一般是卤素灯或激光发射器——前面根据预定加热曲线以预定行进速度行进。加热炉的行进速度是预型件以其行进的线性速度，预型件挂接到转动支撑件或“转盘”，该转动支撑件或“转盘”安装在由轮18驱动运动的链17上。每个转盘被驱动围绕与链17固连在一起的轴16旋转，链本身被一个或多个轮18驱动移动，轮的机动化由控制中心9操纵。

坯件3的行进速度的改变造成其暴露在辐射源前面的暴露时间的改变。因此，行进速度的这种改变需要坯件3的加热参数的改变，以便尽管行进速度改变但仍保持彼此相同的加热曲线。

一般，根据待加热坯件的类型、以及通过由关键机器一般为吹制单元5施加的生产速率而确定的恒定加热速率(即预型件的行进速度)，负责加热炉的专业操作员对每个生产系列施用标准化加热曲线。

在替代实施方式中，加热单元4由在红外范围内发射的激光发射器构成。这种类型的加热单元4具有相对于红外灯不具有热惯性的优点并且因此使得坯件3的加热曲线能够实时适应速度的改变。

离开加热单元4到坯件的传送装置上，加热的坯件3在吹制单元5内经受吹制或拉伸吹制，可以具有预吹制。

该吹制单元5直接布置在加热单元4的出口处。吹制单元安装有一系列的模型6、60a、60b......，每一个模型组成吹制单元的吹制站的一部分。如后面解释的，吹制站除了模型还包括拉伸杆、吹制嘴和将吹制站流体连接到加压气体源的连接部件。

因此，可以在控制中心9的操控下并且在每个模型6中展开吹制，在吹制时加压流体(通常是气体，一般是空气)注入到已加载的热的坯件3中，以赋予热坯件以容器2的最终形状。

在实例中，吹制单元5是特别适于制造瓶子的拉伸吹制单元。

在这里是旋转输送装置类型的该吹制单元5上，吹制模型6、60a、60b安装在旋转输送装置15的周边上，该旋转输送装置被连续地驱动围绕轴线60旋转。传感器一般设置用于随循旋转输送装置的瞬时角度位置，例如呈编码器(实际上经常是仪表化轴承)的形式。

吹制模型可以包括两个部分6a、6b，这两个部分在以下两个位置之间线性地或活页式地(示意性的技术方案)可彼此相对移动：围绕坯件然后围绕容器(模型60c)的封闭位置，以及用于使坯件进入或者使容器离开(分别地模型60a、60b)的打开位置。优选地，模型还包括构成模型底部7的第三部分，该模型底部相对于两个第一部分6a、6b可轴向平移地移动。模型底部7的轴向移动有利于容器脱模。在封闭位置，由两个部分6a、6b和模型底部7限定的每个空腔形成待吹制的容器2的型腔，如图3所示。

在控制单元9的协调操控下，吹制单元5使得每个吹制站根据吹制循环以循环的方式运行，该吹制循环包括以下步骤：

-将到达的坯件3放置在模型6、60a、60b中的放置步骤，图1中模型呈面向坯件打开；

-关闭吹制模型的关闭步骤(恰好在图1中的模型60a的左侧的位置)；

-通过将流体吹送到坯件中的吹制(具有可选的预吹制)嘴20(图3)来吹制坯件的吹制步骤，吹制嘴从而盖住封闭的模型6，该吹制步骤大致同时地包含拉伸步骤，通过将拉伸杆22轴向插入到坯件内部支靠坯件的底部来拉伸坯件，以便便于该坯件轴向伸长；

-使环境空气从容器的内部排气到大气的脱气步骤。在实施变型中，该脱气步骤可以由通过具有吹制压力和环境压力之间的中间压力的流体来对容器2的内部进行扫气来完全，例如通过穿过设置在拉伸杆22中的多个孔口24注入空气，以便制冷容器以便于其从吹制模型6的空腔的型腔脱离，该脱气步骤无论如何都通过经由由控制中心9控制的阀28使容器内部处于环境空气26而终止，如下面提及的其它阀40、42、43；

-将拉伸杆22轴向提拉到形成的容器之外的提拉步骤，以及提拉吹制嘴20，以允许吹制嘴出离；

-通过外部握持部件抓握容器2的抓握步骤；

-恰好在输送装置15已围绕其轴线60完成一整圈之前先打开吹制模型(图1中的模型60b)的打开步骤，打开包括使两个部分6a、6b以及模型底部7一个相对于另一个分开；

-从打开的模型取出容器2的取出步骤。

因此，在旋转输送装置上，两个相邻的(相随的)模型(图1中的模型60a、60b)可以是打开的，一个用于装载坯件3，另一个用于卸载容器2，所有其它模型——在这两个相邻的模型之间的中间模型——用于进行吹制步骤(可能具有预吹制和/或拉伸)然后脱气(可以是在HR耐热性/高电阻工艺的范围内的扫气)。

在特别是容器的吹制机器中，每个坯件3可以包括通常为回转圆柱形的主体、在一轴向端部的构成待形成容器的口部的颈部、以及通常为半球形的并在与颈部相对的轴向端部封闭主体的底部。在加热单元4中预加热到大于材料的玻璃转化温度的温度(在PET的情况下大约为80℃)，该坯件的材料通过加热变软，形成同时沿着平行于模型的主轴线3a的轴向方向和沿着垂直于模型的轴线的径向方向生长和发展的一个气泡。通过在模型中可轴向移动的杆实现的坯件的轴向拉伸，能够避免容器的偏心和保证材料的良好均匀分布。

在吹制单元5的出口处，结束了容器2本身的制造。

然而，加热和吹制单元(机器)通常组成生产线30的一部分，该生产线通常在吹制单元5的下游包括与封口单元34相关联的填充(或填料)单元32，和/或可能的贴标签单元36和/或打包(包装)单元38。

如果它们存在(见图2)：

-填充(或填料)单元32接收容器2并填充容器。填充单元可以包括用于在填充之前清洗容器的清洗单元，填充单元安装有将清洗溶液例如含氯溶液注入到容器中以洗涤和消毒容器的臂。清洗水收集在回收槽中，

-封口单元34将盖子置于和封闭在填充的容器2上；

-贴标签单元36将标签放置和粘贴在可能预先填充和封口的容器2的主体上；以及

-打包单元38将一系列可能预先填充和封口以及/或者贴标签的容器2集中并且利用一般圈住容器和束紧容器的束缚件如热缩膜将容器固连在一起。

可选地，填充、封口、贴标签、打包单元可以以与由图2描述的生产线30中不同的顺序定位。

生产线30一般可以在控制中心9的协调操控下完全运行。其速率(即预型件然后形成的容器的行进速度)通常由关键机器——因此经常是吹制单元5——施加的速率确定。

然而，单元32、34、36、38的全部或部分连续地运行一般是合适的。

为了即使发生容器2的生产问题也能保持该连续运行，因此将在吹制单元5的步骤的一部分循环的速率上进行干预，减慢前移速率，因此在这种情况下减慢吹制单元5的旋转速度，结果是在时间上延长了具有减慢速率的此循环。

事实上，经由控制中心9并且当生产线30根据在吹制单元5中进行的一些步骤的第一循环、以该机器的第一速率C1运行时，将:

-一方面将所述速率减小到小于第一速率C1的一个速率C2；

-另一方面在脱气期间或脱气之后，相对于第一循环增加延时Tt，使得因此一些步骤的第二循环在时间上相对于第一循环延长，认为给出的循环至少包括吹制步骤和形成的容器2的内部脱气步骤，如已指出的那样。

图4和5示意出，对于比较的两个循环C1和C2，在实例中每次都是预吹制步骤44、接着是吹制步骤46(这里为清楚说明已分开)、然后是脱气步骤48。

应考虑的是，相同的模制/吹制循环的步骤的持续时间的对于它们的开始和它们的结束而言每一个都分别由用于当吹制和脱气步骤时使用的流体的保留管的阀的打开和封闭时刻所限定，所述阀如排气到自由空气的脱气阀28、扫气阀40以及吹制(可能的预吹制)阀42。

如果脱气包括对容器2的内部的扫气，将在该扫气之后增加延时Tt，使得其对于所有容器优化的持续时间保持不变。

事实上，延时Tt将有利地干预，而形成的容器2的内部处于大气压力下。可以选择保持打开阀28更长时间，或者关闭阀并让所述延时Tt消逝。

在这方面，已经确定当第二循环C2(以较低速率)时该延时可以持续100ms至300ms，这对应于：

-脱气时间相对于当第一循环C1时的脱气时间的延长；

-或者用于在打开模型之前在该脱气步骤之后的时间间隔。

因此，当步骤的第二循环时的延时可以对应脱气时间相对于步骤的第一循环时的脱气时间的延长，例如上述持续时间，或者用于在打开模型之前在步骤的第二循环的该脱气步骤之后的这种时间间隔。

在任何情况下，在降低速率的第二循环C2时，吹制(可具有预吹制)步骤的持续时间将有利地与吹制循环步骤C1的持续时间相同，其将在任何情况下稳定吹制模型6中的容器的压力和压力保持时间，因此避免型腔的体积和印模变化。

图4和5还示出，在实例的吹制机器上，对于所述第二循环C2的除了脱气步骤48之外的每一个步骤，保持了与在以第一速率(更高)运行的步骤的第一循环C1时用于这些相同步骤的每一个步骤的时间相同的时间。

因此也保持了在一个循环的脱气步骤48结束和接续的循环的预吹制步骤44开始之间的中间“死时间”50。

因此，自然地在图5中该缓冲间隔52在循环C2时出现，该缓冲间隔涉及根据本发明的在脱气步骤48结束和“死时间”50开始之间的延时，因此在死时间期间相关模型中的压力可以在环境下建立。

Claims (9)

1.一种用于由塑料材料制的坯件(3)形成容器(2)的方法，所述方法包括步骤循环，步骤循环至少包含在坯件中进行吹制以便使坯件形成容器的吹制步骤(46)、然后使形成的容器内部脱气的脱气步骤(48)，其特征在于：

-根据以第一速率的第一步骤循环(C1)进行吹制步骤和脱气步骤，然后

-在以小于第一速率的第二速率进行吹制步骤和脱气步骤的后面的第二步骤循环(C2)时，在与第一步骤循环相同的时刻开始吹制步骤和脱气步骤，并且在第二步骤循环的脱气步骤(48)期间或者之后，相对于第一步骤循环增加延时(Tt)，使得第二步骤循环相对于第一步骤循环在时间上延长。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在延时期间，形成的容器(2)的内部处于大气压力下。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在第二步骤循环期间，在吹制步骤(46)中保持与第一步骤循环的吹制步骤(46)的持续时间相同的持续时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，一个所述步骤循环包括：

-将预先加热的坯件(3)放置在某些单个的而自由的模型中并且封闭这些模型(6，60a，60b)的步骤，

-然后吹制预加热的坯件以获得容器(2)的吹制步骤，

-然后使获得的容器(2)脱气的脱气步骤，

-然后打开脱气的容器的模型并将所述容器从模型中取出的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，每个吹制步骤(46)包含预吹制步骤(44)，在吹制步骤期间以第二压力在坯件(3)中进行吹制，在预吹制步骤期间以小于第二压力的第一压力在坯件(3)中进行吹制并且使第二步骤循环的预吹制步骤保持与第一步骤循环的预吹制步骤相同的持续时间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

-脱气步骤(48)包括以在所述吹制时在坯件中使用的吹制压力和大气压力之间的一个中间压力对容器(2)的内部进行的扫气，以及

-在所述扫气之后增加所述延时(Tt)。

7.根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，在实施整个方法的吹制单元上，并且在第二步骤循环时，除了使形成的容器(2)在内部脱气的脱气步骤以外，对于第二步骤循环(C2)的其它每个步骤，保持与在以第一速率的第一步骤循环(C1)时用于这些相同步骤中的每一个步骤的时间相同的时间。

8.一种用于根据第一步骤循环然后第二步骤循环生产填充并封口容器(2)的方法，所述方法包括：

-根据每一个步骤循环，利用根据前述权利要求中任一项所述的方法，由塑料材料制的坯件形成容器的形成步骤，

-填充形成的容器的填充步骤，

-封口被填充的容器的封口步骤，

-和/或对形成的容器贴标签的贴标签步骤，其中：

-在第一步骤循环和第二步骤循环期间，这些封口步骤、填充步骤和/或贴标签步骤连续运行。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，第一步骤循环(C1)的第一速率对应最大允许速率。

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