CN1212650A - 热塑性材料容器的制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

为了在底(11)的拱形中部(10)大致与所要获得的容器底凹部(3)对应的精加工模(15a,15b,11)里吹制至少具有底凹部(3)的一个毛坯(4)而制造底中部(3)呈内凸弓形的容器(5)，例如瓶子,本发明提出,在所述中部(10)进入毛坯底的凹部时,使中部(10)与毛坯(4)相对旋转。

Description

热塑性材料容器的制造方法及设备

本发明涉及对由毛坯生产热塑性材料容器的制造方法及设备所进行的若干改进，所述热塑性材料容器、比如瓶子的底的中部呈内凸的弓形，所述毛坯本身的底中部也呈内凸的弓形，该制造方法至少包括：至少加热毛坯主体，以使热塑性材料达到软化温度的加热步骤；把毛坯放进用来制造出成品容器的精加工模里的步骤；以及对毛坯进行吹制的精加工步骤。所述精加工模尤其带有一中部呈拱形的模底，其形状与尺寸可使其插进毛坯底的凹部。在所述精加工步骤，所述模底的拱形中部插进毛坯底凹陷的中部。

现在已知道一些从毛坯生产出容器的制造方法与生产设备。采用所述制造方法与生产设备生产出的容器在使用中适合于承受住比较大的热应力或机械应力而不发生明显的变形。在这样的制造方法中，通过模吹或吹拔而将至少达到材料软化温度的热塑性材料预型坯铸造成一尺寸大于要生产的成品容器的尺寸的过渡容器；然后把该过渡容器进行热处理，以得到一热的主体收缩的毛坯，最后再对该毛坯造型，以制成成品容器。

这样的制造方法与生产设备例如可见于申请人的欧洲专利EP442836。

与以前的制造方法相比，该制造方法很有优势，使人满意，但事实证明，在热填充过程中，所生产出的容器底容易发生变形，从而使容器不稳定。于是，本申请人就研究容器底部的结构。结果表明，有着内凸弓形底的容器，换而言之，即有着“香槟酒瓶底”(因为容器底的形状令人想起香槟酒瓶的瓶底)的容器，非常结实，效果令人满意。

那时，本申请人已设想出各种各样的制造方法与生产设备，以使成品容器具有这种类型的底。事实表明，使用时具有最佳机械性能或热性能的容器是由至少具有成品容器底部的内凸的弓形中部的一个雏形的毛坯实现的。甚至在一些应用里还显示，毛坯底的形状与尺寸必须和要获得的成品容器的底的形状和尺寸相符。

因此，在申请人提交的法国专利申请9501507中，提出了一种由底部形状与尺寸与成品容器的形状和尺寸相符的毛坯，生产出具有独特的香槟酒瓶底的容器的制造方法与生产设备。

然而，与分别在不同的模子里制成的过渡容器和成品容器相反，毛坯是在外部空气中对过渡容器猛烈加热，以使热塑性材料在预型坯转变成过渡容器时产生的应力消除后形成的。结果是，毛坯就象一主体略微变形或膨胀的容器，但其底部区域的形状与尺寸仍取决于所实施的制造方法，即，或者是成品容器底的形状与尺寸，或是成品容器底的中部的一个雏形。

但是，鉴于毛坯主体形状的相对不定性，比较经常发生的情况是，当把毛坯放进精加工模里时，底部区域的对称轴会偏离并/或相对于精加工模的轴线倾斜。事实上，把毛坯放入精加工模里是借助于(容器口)颈部以技术上已知的方式实现的，所述颈部是在把预型坯转变成容器的各步骤里，唯一不会发生任何变形的一部分。

由此导致，当毛坯底与模底的拱形中部接触时，毛坯底未准确对准中心，这种情况有时导致在精加工时，毛坯底固定在模底拱形中部上偏移和/或偏离轴线的位置，使得成品容器的形状无法令人满意。

因此，本发明的目的在于，提出可把毛坯的弓形中部准确定位于模底拱形部分的一种制造方法和一种生产设备，以此来克服所述缺点。

本发明的目的通过实施说明书前序部分提出的制造方法而得以达到，所述方法的特征在于，为在毛坯底与模底拱形中部接触时，便于毛坯底相对于模底拱形中部的定位，在毛坯放进模子之后，所述部分彼此准确定位之前，使模底的拱形部分和毛坯中部进行相对的旋转运动。

事实上，毛坯底与模底之间的相对旋转运动有利于材料在模子中部的滑移，从而实现准确定位。

根据另一特征，最好通过至少模底拱形中部的旋转来产生相对旋转运动。或者，尽管这实现起来更困难，相对运动可通过使毛坯相对于模子旋转而产生。

本发明的目的还在于实现该制造方法的一种设备，其特征在于所述设备包括若干用以使毛坯和模底产生相对旋转的装置。

在一最佳实施例中，用以在毛坯和模底中部之间产生相对旋转的装置由带动所述中部的一旋转式气动机构成。该解决办法特别适合，因为容器生产设备包括若干以吹制容器和移动该设备的各部件为目的的受压流体分配装置。尤其是，模底一般可沿根据模子轴线确定的方向移动，这至少可方便毛坯的安装，并方便容器的脱模；在其它情况下，在精加工步骤，模底沿同一轴移动，如同申请人在法国专利申请9501507中所描述的那样，以补偿一般出现在精加工吹制开始时的轻微的收缩，使得模底可和毛坯底相接触。模底的移动通过若干气动装置而得以实现，因此，比较容易有选择地分流部分用于移动模底的流体以驱动旋转式气动机。

本发明的其它特征和优点将在下文参照附图所作的说明中更加清晰地体现出来，附图中：

-图1与图2各自简略地示出从一预型坯变成过渡容器，再把该过渡容器作热处理以形成一毛坯，最后再吹制成成品容器的一种容器制造方法的可能的各步骤。

-图3A至3C与4A至4C简略地示出实施本发明制造方法的设备的两种方案。

图1与图2示出了已知的通过在精加工步骤吹制毛坯而制造出凹底容器的若干步骤。

最初预型坯1经过相应的热处理，以软化构成它的热塑性材料后，放进第一模子(图中未示出)里，被吹制或先拉伸后吹制，以得到一过渡容器2，该过渡容器底部有一向容器2内突起的凹部3。

然后对过渡容器2进行消除在吹制(或拉伸吹制)时产生的应力的热处理，使过渡容器横向、纵向收缩，以形成热的主体收缩的毛坯4。

前述各步骤，比如是在本说明书开始部分提到的欧洲专利EP0442836中所指出的一般条件下进行的。但属于本领域技术人员的所有常识的其它解决办法也可以被采用和/或组合使用和/或改进，以达到所寻求的效果。

然后使毛坯4经适当的热处理以使它可在一精加工模里被加工，以生产出成品容器5。

以技术上已知的方式，最好，成品容器的颈部6在形状和尺寸上和预型坯的颈部相符。在各变形步骤，它的尺寸不发生变化。

最后，提请注意的是，可对毛坯4和毛坯颈部6施加特殊的热处理，以与用传统吹制法获得的成品容器相比，明显增加成品容器5的结晶率。

因此，本发明尤其适合于生产在使用中能承受剧烈的热应力或机械应力的容器。

图1与图2的不同之处在于，在图1所示的情况中，毛坯4的底和成品容器5的底明显不同，而在图2所示的情况中，毛坯底和成品容器的底完全相符。事实上，各步骤由图2示出的制造方法是已在法国专利申请9501507中公开的技术，其中，该技术在于实现带有在以下形成毛坯4与精加工吹制步骤里不再发生变形的底部区域7的过渡容器。

相反，同样已知的是，图1所示出的制造方法意味着，对毛坯进行的热处理，可使底在最后吹制时发生变化，以使其形成最终形状。

如前所述，在消除应力以把过渡容器2转变成毛坯4的步骤中得到的毛坯4，其底凹部3的对称轴8经常轴向偏离并/或者相对于颈部对称轴9倾斜，所述对称轴9即为整个成品容器5的对称轴。

然而，如前所述，在精加工步骤所使用的模底部有一可进入毛坯底凹部里的拱形部分，以使该凹部避免不受控制的变形。为此，模底可沿轴向活动，并在精加工步骤接触到毛坯底。根据精加工步骤的复杂性，模底可在合模时立即接触到毛坯，或者，如申请人在公开号为2714631的法国专利申请中所描述的，模底可在精加工吹制时接触到毛坯底。

如果，如图1与图2所示，毛坯4底的轴线8与穿过颈部的轴线9彼此岔开，有时，拱形部分就不会恰好嵌进凹部3里，这样制造出的瓶的形状就不规则了。

根据本发明，如图3A至3C与4A至4C所示，在毛坯4与模底11的拱形中部10之间产生相对的旋转。

第一种方案，图中没有示出，而且比较难以实现，即，使毛坯相对于模子旋转。该解决办法只有如果在一合模，模底就接触到毛坯底时，才可考虑。实际上，合模后，精加工吹制一开始，则毛坯肩部和毛坯主体就膨胀起来，从而接触到型腔壁，从那时起，如果使用的是使毛坯旋转的方案，则必须在毛坯肩部或毛坯主体的一部分接触到型腔壁前，立即使旋转停止，否则，成品容器的质量不会高。

此外，其它技术上的约束使得最好采用图3A至3C与图4A至4C所示的方案，该方案中，模底11的拱形中部10可以旋转。

在图3A至3C与图4A至4C所示的实施例里，模底11可沿精加工模轴线轴向活动，分为至少两部分：可绕与模子的轴和要获得的容器的轴重合在一起的底部轴线12旋转的拱形中部10，及支撑旋转中部10的周围部分13。

最好，周围部分仅靠轴向平移运动被推动。

在图3A至3C中，拱形中部10靠一固定在构成模底11的周围部分的滑块上的动力装置，如一电动机，被带动旋转。此外，技术上已知，模子，除去模底11外，还包括确定成品容器5的容器体与肩部的形状和尺寸的两个合模15a、15b。

图4A至4C示出了实现本发明的方法的设备的一最佳实施例。为带动拱形中部10旋转，该实施例使用了一气动机16。这样的气动机的结构在各种应用中已众所周知，所以将不再在图中详细标示。这种气动机包括一被受压流体如空气驱动的驱动用涡轮，涡轮的旋转运动通过齿轮或类似装置传送给中部10，所述齿轮或类似装置的实现对本领域技术人员来说是轻而易举的。

最好，用来驱动气动机16旋转的受压流体是，例如，用来驱动柱塞17的压缩空气，所述柱塞与模底11连在一起，以使所述模底纵向移动，从而接触到毛坯4的底部。

事实上，模底11与柱塞17以已知的技术手段连成一体，该柱塞以活动的方式与基座19里的室18相协同。所述基座19本身可沿型腔的纵向轴线在一高位与一低位之间活动。在所述高位，基座19被两合模15a、15b的下部紧紧夹住，从而形成型腔。在低位时，可使容器脱模。

当基座处于图4A至4C所示的高位时，可借助于在容器吹制装置里循环的受压流体如压缩空气使柱塞17移动。

如此由柱塞和室构成的举升机构具有双重作用。两通道20、21穿过基座通到柱塞17的室18的相应两壁。

第一通道20可使模底11与毛坯底相接触；第二通道21可使模底与毛坯底分离开并下降。

为在流体作用下驱动气动机16，以在精加工过程中使模底11与毛坯4的底相接触，模底11被一通道22穿透，该通道一端通往涡轮，另一端与室18连通通道20的那侧相连，从所述通道20可输入流体以使举升机构17沿使模底靠近毛坯底的方向移动。

这样，当举升机构被启动以使模底靠近毛坯底时，气动机就自动运转起来。

为使模底纵向移动，图3A至3C所示的改型可采用与图4A至4C所示的改型相似的结构，只是不一定要装通道22，因为动力装置不是气动的，而是电的。

此外，图3A至3C还示出了这种情况：模底11不是一合模就靠近毛坯4的底，而是在精加工吹制过程中逐渐靠近后者。

事实上，有时在精加工步骤中-这在已提及的法国专利申请2714631中已描述和说明过-会发生这样的意外情况：由于毛坯肩部和毛坯主体膨胀，接触到型腔夹壁15a、15b，通过弹性拖曳使底部上升，从而使毛坯高度减小。

为避免壁被过度拉伸，可提高模底。

这样，图3A示出了精加工模刚刚合上后的步骤：毛坯4长度最大，模底处于低位。

图3B夸张地示出了开始吹制后的毛坯4的形状。

毛坯收缩，其底上升；模底11带着旋转中的拱形中部上升。

图3C示出了成品容器与在该步骤结束时模底所处的位置。

图4A至4C示出了刚刚合模后使模底11与毛坯4的底接触的情况。

图4A中，模底11还没有开始上升，但其中部10正在旋转。为此，受压流体Ps被注进通道20里。然后模底11开始上升，来到图4B所示的位置。

另外，图4A至4C示出了毛坯底部形状并不完全符合成品容器5的底部形状的情况，图4B示出了所述成品容器，除其底部还没有完全定型外，其形状已基本确定。最后，图4C示出了成品容器5及容器5和模子各部分(壁15a、15b和底11)所处的相对位置。

模底拱形中部10的旋转可使底部准确定位，从而制成令人满意的最终容器5。

当然，本发明并不局限于在此作了详细描述的实施例，而包括其所有变型。

Claims (17)

1．由毛坯制造热塑性材料容器(5)例如瓶子的方法，所述容器底中部(3)呈内凸的弓形(香槟酒瓶底)，所述毛坯(4)本身的底中部(3)也呈内凸的弓形，该方法至少包括：至少加热毛坯主体，以使热塑性材料达到软化温度的加热步骤；把毛坯放进用来制造出成品容器的精加工模(11；15a,15b)里的步骤，所述精加工模尤其带有一中部(10)呈拱形的模底(11)，其形状与尺寸可使其插进毛坯底凹部；及吹制毛坯的精加工步骤，在此步骤，模底的拱形中部(10)插进毛坯底中部(3)的凹部里，其特征在于，为在毛坯底与模底拱形中部接触时，便于毛坯底相对于模底拱形中部的定位，在毛坯放进模子后，所述部分彼此准确定位之前，使至少模底的拱形部分和毛坯中部产生相对的旋转运动。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，毛坯底凹部(3)的形状与尺寸和成品容器的底的形状和尺寸相符，所述底在精加工步骤不发生变化。

3．根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在毛坯加热步骤，毛坯底的温度没有达到材料软化的温度。

4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，毛坯(4)的底是成品容器底的一个雏形；其特征还在于，在加热步骤加热毛坯底，以使材料达到其软化的温度，并且毛坯底在精加工步骤被改变，以得到成品容器的底。

5．根据权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，模底的拱形中部(10)的形状与尺寸分别和成品容器底部凹处(3)的形状和尺寸大致相符。

6．根据权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于，在精加工步骤，模底(11)在模子里沿轴向移动，以实现相对于毛坯底的定位，在此移动过程中，使模底中部和毛坯底中部产生相对旋转。

7．根据权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于，在精加工步骤，在吹制过程中，毛坯的长度发生明显的变化，在此过程中，模底靠近毛坯底以与之接触，同时，在该变化过程中，是模底中部与毛坯中部产生相对旋转。

8．根据权利要求1至7中任何一项所述的方法，其特征在于，相对旋转是通过使毛坯(4)在模子里转动而产生的。

9．根据权利要求1至7中任何一项所述的方法，其特征在于，相对旋转是通过使模底的拱形中部(10)相对于模子其它部分转动而产生的。

10．实施权利要求1至9中任何一项所述方法的设备，其特征在于，它包括用以在模底的拱形中部和毛坯底之间产生相对旋转的若干装置(14；16)。

11．根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述装置使毛坯在模子里旋转。

12．根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述装置(14；16)使模底的拱形中部(10)产生旋转。

13．根据权利要求12所述的设备，其特征在于，使模底的拱形中部(10)旋转的装置由与其连接的一动力装置(14；16)构成。

14．根据权利要求13所述的设备，其特征在于，动力装置为一电动机(14)。

15．根据权利要求13所述的设备，其特征在于，动力装置为由所述设备内流通的流体(Ps)驱动的气动机(16)。

16．根据权利要求15所述的设备，其特征在于，流体是在最后吹制步骤用来吹制容器的流体，其特征还在于，它包括若干装置，例如分流通道(22)，以使一部分用于吹制容器的流体流向动力装置。

17．根据权利要求15所述的设备，其特征在于，在合模和/或精加工拉伸时，在气动装置作用下，模底可沿轴向移动，并且，动力装置由用于移动模底的流体的一部分来驱动。

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