專利名稱：生產(chǎn)無(wú)菌包裝容器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由熱塑材料坯件生產(chǎn)內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的方法，該熱塑材料加熱到模制溫度，并借助壓差被迫壓靠在相鄰的模制表面上。本發(fā)明還涉及一種由熱塑材料的坯件制造內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的設(shè)備，該設(shè)備包括若干按順序布置的處理工位。
背景技術(shù)：
用于各種類型的飲料例如水和軟飲料的通常類型的包裝容器是吹模制造塑料瓶，它由熱塑材料形成，并通常由坯件，即所謂的預(yù)制坯或擠出型坯制成。這種類型的包裝容器可合理的高速制造。而且，該生產(chǎn)方法提供良好的衛(wèi)生，因?yàn)榇的Ｖ圃觳僮餍枰牧蠝囟忍嵘?，以致與吹制操作有關(guān)的預(yù)制坯或多或少無(wú)菌。而且在吹制操作之后和完成的包裝容器隨后的處理期間，為了使內(nèi)部保持無(wú)菌，必須使容器在生產(chǎn)出后馬上以防細(xì)菌的方式閉合。這或者可以臨時(shí)進(jìn)行以準(zhǔn)備后面的填充和密封包裝容器，或者在吹模制造操作之后，馬上用理想的內(nèi)容物填充容器之后進(jìn)行。
當(dāng)希望提供受保護(hù)的無(wú)菌包裝時(shí)，例如在為了包裝以前滅菌過(guò)的內(nèi)容物以保持較長(zhǎng)的保存壽命的情況下，需要包裝容器的內(nèi)部補(bǔ)充滅菌。這可借助其中一種公知和可接受的有效方法加以實(shí)施，該方法用于其它類型的包裝容器，例如利用化學(xué)制劑(過(guò)氧化氫)和/或熱或輻射滅菌來(lái)進(jìn)行滅菌。
借助例如化學(xué)滅菌對(duì)不同類型的預(yù)制包裝物進(jìn)行滅菌在本領(lǐng)域中以前已為人所知。在這種情況下，預(yù)制包裝容器用呈液體，蒸汽或氣體形式的化學(xué)滅菌劑對(duì)內(nèi)部進(jìn)行處理。在確保包裝容器的整個(gè)內(nèi)部與滅菌劑接觸的情況下，借助例如無(wú)菌熱空氣再一次排空該滅菌劑，其中通過(guò)氣流和提升溫度操作，確保了在完成的包裝容器內(nèi)的滅菌劑的殘留量達(dá)到最小。然而，完成的包裝物的滅菌具有一些缺點(diǎn)，因?yàn)?，一方面，由于較大體積的包裝容器，因而消耗了大量的滅菌劑，另一方面，在一些類型的包裝容器中，可能很難確保容器邊角處例如內(nèi)角等適當(dāng)?shù)臏缇Ｈコ郎缇鷦┫鄳?yīng)由包裝容器的體積和外形阻礙，而且不可避免的需要包裝容器加熱，在例如吹模制造塑料瓶中，這可導(dǎo)致其薄壁部分變薄弱或變形。最后，處理消耗時(shí)間，且很難在生產(chǎn)和填充工藝中合理的綜合。
這樣，在本領(lǐng)域中，需要提供一種有助于由坯件生產(chǎn)內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的方法，它無(wú)需考慮完成的包裝容器的外形，且沒(méi)有這種容器易破壞的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的-方法因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種利用熱塑材料的坯件吹模制造內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的方法，該方法有可能例如用公知類型的化學(xué)滅菌劑，在生產(chǎn)填充和密封好的預(yù)安裝包裝容器期間綜合進(jìn)行滅菌處理。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種能夠生產(chǎn)內(nèi)部無(wú)菌，吹模制造包裝容器的方法，從衛(wèi)生和滅菌的觀點(diǎn)來(lái)看，在用理想的內(nèi)容物填充和最終以滿意方式密封之前，該方法避免了無(wú)菌預(yù)制坯/包裝容器的獨(dú)立操作。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的方法，該方法不僅確保了最佳滅菌條件，而且避免了需要在滅菌的實(shí)際時(shí)刻和填充/密封操作之間無(wú)菌坯件/包裝容器的獨(dú)立操作，因此消除了已有技術(shù)的方法帶來(lái)的大部分上述缺點(diǎn)。
技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)上述和其它目的，本發(fā)明的所述方法的特征在于坯件首先加熱到高于氣態(tài)滅菌劑的露點(diǎn)的溫度，然后，使該氣態(tài)滅菌劑與坯件的內(nèi)部接觸一段時(shí)間，并將坯件帶入到升高的溫度中，該溫度適合由上述壓差所實(shí)現(xiàn)的模制。
根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例的特征在從屬權(quán)利要求2至10中提出。
利用本發(fā)明的方法，通過(guò)在將坯件轉(zhuǎn)變成包裝容器成品之前進(jìn)行滅菌，由于坯件較小的體積和減少的內(nèi)表面積，因此，有可能減少滅菌劑的必需量，而且與包裝容器成品的外形無(wú)關(guān)。坯件或預(yù)制坯通常是柱狀外形，它具有圓封閉端，該形式非常適合有效和迅速的滅菌。而且，對(duì)坯件而不是完成的包裝容器的滅菌導(dǎo)致每個(gè)包裝容器用少量的滅菌劑，考慮到在完成的膨脹包裝容器中任何可能的剩余量，這也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。預(yù)制坯對(duì)加熱也不敏感，作為替代加熱操作具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗l(fā)出附加熱，從而便于以后加熱到模制溫度，結(jié)果，如果在模制或成形操作之后單獨(dú)進(jìn)行滅菌，處理的總時(shí)間保持較短。
在本領(lǐng)域中，還需要提供一種生產(chǎn)無(wú)菌包裝容器的設(shè)備，該設(shè)備包括有可能使快速和可靠的滅菌與適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)周期結(jié)合的裝置。最好該設(shè)備設(shè)計(jì)成再感染的危險(xiǎn)最小，與此同時(shí)，其設(shè)計(jì)和構(gòu)造簡(jiǎn)單，而且有助于快速和可靠的生產(chǎn)吹模制造的無(wú)菌、充滿和密封好的包裝容器。
本發(fā)明的目的-設(shè)備因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用熱塑材料的坯件制造內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的設(shè)備，該設(shè)備除了包括用來(lái)成形，填充和密封包裝容器的通常的工位外，還包括用來(lái)與適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)周期結(jié)合的滅菌處理的裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種設(shè)備，盡管其具有基本上傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造，但它包括用來(lái)對(duì)包裝容器坯件進(jìn)行滅菌處理的裝置。
本發(fā)明又一個(gè)目的是提供上述類型的裝置，該設(shè)備有助于在填充和密封好的無(wú)菌包裝容器的整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)連續(xù)保護(hù)處理包裝容器坯件。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供上述類型的設(shè)備，該設(shè)備的設(shè)計(jì)和構(gòu)造避免了需要單獨(dú)處理無(wú)菌包裝容器和/或坯件，因此消除了已有技術(shù)設(shè)備中再感染的固有的危險(xiǎn)。
方案根據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)上述和其它目的，本發(fā)明的所述設(shè)備的特征在于它包括至少兩個(gè)用來(lái)加熱坯件的工位，和一用來(lái)對(duì)坯件滅菌處理的中間工位。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的特征在從屬權(quán)利要求12至20中提出。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供利用吹模制造內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的設(shè)備，該設(shè)備不僅包括以前公知類型的順序布置的處理工位，而且包括用來(lái)對(duì)布置在兩個(gè)加熱工位之間的坯件滅菌的工位，它有可能提供一種緊湊和有效操作的機(jī)械，該機(jī)械確保填充和密封好的無(wú)菌包裝容器整體制造，而不是包裝容器或坯件脫離設(shè)備來(lái)制造，這樣確保了最佳結(jié)果。滅菌工位布置在用來(lái)將坯件加熱到滅菌溫度的第一加熱工位和用來(lái)將坯件加熱到模制或成形溫度的第二加熱工位之間，這樣可減小機(jī)械的總尺寸并增加其效率。
附圖的簡(jiǎn)要描述參考附圖，示意圖，下面詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該附圖僅表示對(duì)理解本發(fā)明不可缺少的那些細(xì)節(jié)。在附圖中

圖1是本發(fā)明的設(shè)備使用的根據(jù)本發(fā)明的方法簡(jiǎn)化成實(shí)際使用的類型的坯件的截面圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一部分的局部截面圖，圖中左側(cè)表示處于坯件加熱位置的設(shè)備，而右側(cè)表示在坯件吹模制造后的設(shè)備；圖3表示本發(fā)明的設(shè)備中若干處理工位如何順序地一個(gè)在另一個(gè)之后布置的示意截面圖；和圖4是圖3的加壓工位的示意性頂平面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述作為一種本質(zhì)上公知的生產(chǎn)工藝，本發(fā)明的方法和設(shè)備用來(lái)對(duì)吹模制造包裝容器的內(nèi)部實(shí)施合理和有效的滅菌，以便該包裝容器適合存儲(chǔ)具有長(zhǎng)保存期限的產(chǎn)品。對(duì)于不同吹模制造方式的包裝容器，在這種情況下，其開(kāi)端通常是坯件1，該坯件1可以是圖1所示的類型，即所謂的預(yù)制坯，或者可以是例如擠出型坯或類似物。在現(xiàn)在的情況下，坯件1是預(yù)制坯的型式，并且由熱塑多層材料制造，該熱塑多層材料例如可基本上由外層和內(nèi)層聚酯組成，在外層和內(nèi)層聚酯之間可布置阻隔層，例如EVOH，并帶有本質(zhì)上公知類型的周圍粘合層。其它類型的坯件1自然有可能采用，但對(duì)于生產(chǎn)無(wú)菌包裝物來(lái)說(shuō)，重要的是坯件包括一些類型的阻隔層。從圖1顯然可知，圖示的坯件1具有底2和上部擴(kuò)口或“翻卷”頸部3，所述底2可以是平面形或圓頂形。坯件1具有較薄的壁，從滅菌和模制的觀點(diǎn)來(lái)看，如果坯件在其整個(gè)表面上具有基本相同的壁厚，那么這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。由于特別擴(kuò)口，頸部3具有較大的厚度，這很重要，因?yàn)樗_保了頸部輪廓分明，從而使坯件適合在本發(fā)明的設(shè)備中緊配合，這一點(diǎn)在下面將更詳細(xì)的描述。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的截面。生產(chǎn)無(wú)菌吹模制造包裝容器的設(shè)備或機(jī)械包括兩個(gè)主要部分，即定子4和轉(zhuǎn)子5。由其名字可知，轉(zhuǎn)子5最好是環(huán)形和可旋轉(zhuǎn)的(圖4中為順時(shí)針旋轉(zhuǎn))，但盡管在優(yōu)選實(shí)施例中，不排除轉(zhuǎn)子5(定子4亦如此)還可以是其它結(jié)構(gòu)，例如成具有許多板的鏈條或傳送帶形式的“轉(zhuǎn)子”，和沿該傳送帶的一個(gè)兩個(gè)直線部分布置的直線定子。從圖2和4中顯然可知，轉(zhuǎn)子5和定子4如何相對(duì)布置。定子和其下方的轉(zhuǎn)子之間的間隙有利于轉(zhuǎn)子5不產(chǎn)生任何不良摩擦的情況下旋轉(zhuǎn)，而且，在該間隙中，存在許多管道6以供應(yīng)過(guò)壓下的無(wú)菌空氣，因此，定子和轉(zhuǎn)子之間的空間具有正過(guò)壓，以避免細(xì)菌從外部滲透進(jìn)入。這將在下面作進(jìn)一步的解釋。在定子4的相對(duì)(下)側(cè)上，轉(zhuǎn)子5還包括若干夾緊部件7，該夾緊部件基本上是環(huán)形的，且在其下端包括用來(lái)容納頸部3的內(nèi)凹槽，和用來(lái)密封抵靠熱鉗8和半模9的外密封表面，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
在圖3所示的定子和轉(zhuǎn)子的分解示意圖中，顯然可見(jiàn)許多不同的工位(A-H)如何沿定子順序布置，以及逐步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子5如何布置成當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)不同的夾緊部件位于每個(gè)相應(yīng)工位之下。圖4中也指出的定子的不同的工位從圖3的左側(cè)向右數(shù)，分別為橫進(jìn)給工位A，第一加熱工位B，滅菌工位C，第二加熱工位D，吹模制造工位E，填充工位F，密封工位G和排出工位H。這些工位形成相互不連續(xù)但開(kāi)口向下朝向轉(zhuǎn)子5的腔，然而，正無(wú)菌空氣流(如前所述)確保外界空氣和細(xì)菌無(wú)法滲透進(jìn)入不同工位的腔內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的圖示實(shí)施例中，逐步旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子5包括八個(gè)均勻分布的孔11，它帶有用于坯件/包裝容器1的夾緊部件7，結(jié)果，定子4的八個(gè)工位相應(yīng)的均勻分布，并與轉(zhuǎn)子的中心保持與夾緊裝置7相同的距離。這樣，轉(zhuǎn)子5的每次經(jīng)過(guò)一圈的八分之一的逐步旋轉(zhuǎn)使一個(gè)相關(guān)的坯件/包裝容器從一個(gè)工位移動(dòng)一步到下一個(gè)工位。正好在轉(zhuǎn)子5的夾緊裝置7下方設(shè)置熱鉗8，該熱鉗8與轉(zhuǎn)子連接，并與其同步旋轉(zhuǎn)。然而，熱鉗8可在上轉(zhuǎn)子平面10和下轉(zhuǎn)子平面12之間移動(dòng)，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。當(dāng)熱鉗8布置在上轉(zhuǎn)子平面10內(nèi)時(shí)，它們可在關(guān)和開(kāi)位置之間進(jìn)一步移動(dòng)。表示在橫進(jìn)給工位A的開(kāi)位置有可能將一個(gè)坯件1移動(dòng)到熱鉗8之間的正確位置，與此同時(shí)，關(guān)位置有可能使熱鉗緊緊頂靠整個(gè)坯件1的外部，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)的描述。熱鉗8還包括電阻元件(未表示)，該電阻元件有助于使熱鉗8加熱到一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟龋詈檬谴蠹s100度。當(dāng)熱鉗布置在下轉(zhuǎn)子平面12上時(shí)，它們布置在轉(zhuǎn)子5下的一定距離處，但仍與其旋轉(zhuǎn)同步。自從吹模制造工位E起，熱鉗8設(shè)置在下轉(zhuǎn)子平面12內(nèi)，其中布置兩個(gè)半模9。類似熱鉗8，半模9在一個(gè)開(kāi)位置和一個(gè)關(guān)位置(分別如圖3和4所示)之間移動(dòng)。在關(guān)位置，半模9圍繞坯件1，因此這可吹模制造至完全頂靠半模9的內(nèi)輪廓。類似熱鉗8，借助機(jī)械裝置(未表示)，例如杠桿，凸輪或不同型式的原動(dòng)力，半模9可在不同位置之間移動(dòng)。而且，半模9最好包括冷卻劑通道，借助該冷卻劑通道，半模9的工作溫度保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃?，最好是室溫或略小于該溫?10-20℃)。
從圖3中顯然可知，在定子5中提供若干裝置，它們用于供應(yīng)無(wú)菌空氣，滅菌藥劑，成分和類似物。更精確的說(shuō)，第一加熱工位B包括熱空氣的輸送管13，該管基本上垂直的向下朝著轉(zhuǎn)子5中的孔延伸，且坯件1固定在夾緊部件7內(nèi)。輸送管13的相對(duì)端向外伸展穿過(guò)工位B的壁，并與加熱過(guò)的無(wú)菌壓縮空氣的源(未表示)連通。提供的這種設(shè)備是本質(zhì)上公知類型，例如絕對(duì)過(guò)濾器和能夠?qū)⒖諝饧訜岬阶詈么蠹s100度的溫度的電加熱裝置。這些構(gòu)造是公知類型，因此在本文中不可能需要任何詳細(xì)的描述。類似的構(gòu)造設(shè)置在第二加熱工位D內(nèi)，在此另一個(gè)相同的輸送管13相應(yīng)的供給加熱到100度或更高的無(wú)菌空氣。
在位置居于兩個(gè)加熱工位B和D之間的滅菌工位C內(nèi)，存在滅菌藥劑的輸送管14，類似熱空氣的輸送管13，該輸送管基本上垂直穿過(guò)工位延伸，并引向位于夾緊部件7內(nèi)的坯件1。輸送管14的相對(duì)端穿過(guò)定子壁向外延伸，并與適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)滅菌藥劑，例如呈氣體或蒸汽形式的過(guò)氧化氫的源連通，該過(guò)氧化氫的溫度大約70度。對(duì)于H2O2，其溫度無(wú)論如何應(yīng)大于露點(diǎn)溫度，即膏腴約60度。用來(lái)將滅菌藥劑的適當(dāng)?shù)幕旌衔镏苽浜图訜岬嚼硐氲臏囟鹊难b置在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)也是公知的，因此在本文中不必要進(jìn)一步詳細(xì)描述。
在吹模制造工位E，定子包括吹氣噴嘴15，該吹氣噴嘴15垂直穿過(guò)工位延伸，并設(shè)計(jì)成它可密封的抵靠坯件1的上端或頸部3，該坯件1固定在夾緊部件7內(nèi)。這樣，噴嘴15可在垂直方向并在與轉(zhuǎn)子5保持一段距離的一個(gè)上部位置和一個(gè)下部位置之間移動(dòng)，在該下部位置它被迫頂住頸部3，因此通過(guò)噴嘴15吸入的空氣可在加熱過(guò)的坯件1內(nèi)產(chǎn)生理想的過(guò)壓，以迫使坯件1呈現(xiàn)由兩個(gè)半模9限定的形狀。噴嘴15以傳統(tǒng)方式與用于吸入的空氣的壓縮機(jī)連接。
在填充工位F，設(shè)有垂直布置的加注管。在填充某些產(chǎn)品類型中(例如，具有明顯的起泡趨勢(shì)的液體)，管可以本質(zhì)上公知方式上下移動(dòng)，因此，當(dāng)已制好的包裝容器布置在填充工位時(shí)，它可移動(dòng)到下填充位置(圖3中未表示)，其中加注管16的嘴口布置在包裝容器底部上的一定距離處。在填充操作期間，加注管16逐漸向上移動(dòng)到圖3所示的不工作位置，該不工作位置在轉(zhuǎn)子5的上表面上方一定距離處。
在密封工位G，充滿的包裝設(shè)有密封于膠片17，借助公知和通常采用的設(shè)備來(lái)用干膠片密封包裝容器例如瓶。
排出工位H包括用來(lái)將已填充和密封的包裝容器釋放和輸送離開(kāi)的裝置(未表示)。然而，這種裝置在本領(lǐng)域中是公知的，而且這里不必要任何詳細(xì)的描述。
基本上，根據(jù)本發(fā)明的方法基于公知類型的吹模制造工藝，即加熱和吹模制造坯件，例如預(yù)制坯，隨后填充和密封這樣制造的包裝容器。在早期希望制造用于無(wú)菌內(nèi)容物的吹模制造包裝容器時(shí)，本質(zhì)上公知的生產(chǎn)周期不連續(xù)，且在吹模制造操作之后和填充與密封之間進(jìn)行吹模制造包裝容器的獨(dú)立滅菌。如上所述，本領(lǐng)域中以前所公知的是為生產(chǎn)無(wú)細(xì)菌的包裝容器僅依靠塑料材料的模制溫度。根據(jù)本發(fā)明的方法，生產(chǎn)周期中采用滿意的最好是化學(xué)滅菌，以這種方式這可以以基本上不改變的速度和不改變的可靠度實(shí)施，這與沒(méi)有獨(dú)立滅菌處理耗時(shí)相同，未密封的包裝容器需要進(jìn)行這種滅菌處理。
在根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)無(wú)菌，添滿和密封的吹模制造塑料包裝中，熱塑塑料例如聚酯/EVOH的化合物的坯件1供給定子4的橫進(jìn)給工位A內(nèi)的轉(zhuǎn)子5。坯件1借助輸送裝置(未表示)穿過(guò)轉(zhuǎn)子5和夾緊部件7中的孔下降到坯件2的上頸部3與夾緊部件7的內(nèi)下部接合，并與其密封對(duì)接。在坯件1插入轉(zhuǎn)子5期間，轉(zhuǎn)子的熱鉗8在該位置處于圖3所示的開(kāi)位置，因此坯件1可插入而不會(huì)與熱鉗8接觸。一旦坯件1已經(jīng)布置在正確位置，在轉(zhuǎn)子5同時(shí)旋轉(zhuǎn)一步(一圈的八分之一)，即到達(dá)第一加熱工位B期間，熱鉗8閉合。通過(guò)與坯件1的整個(gè)外部抵靠，加熱到大約100度的溫度的熱鉗8逐漸將坯件加熱到高于室溫的溫度。由于坯件1基本上具有均勻的壁厚，加熱均勻的進(jìn)行，這是隨后獲得滿意的滅菌結(jié)果的先決條件。
由于轉(zhuǎn)子的逐步旋轉(zhuǎn)，當(dāng)這樣插入轉(zhuǎn)子5內(nèi)的坯件1引入到第一加熱工位B內(nèi)的圖示位置時(shí)，經(jīng)過(guò)管13輸送加熱過(guò)的滅菌氣體/空氣的裝置(未表示)受到驅(qū)動(dòng)，這確?？諝饨?jīng)過(guò)夾緊部件7內(nèi)的孔，并到達(dá)坯件1的內(nèi)部?？諝獾臏囟茸詈么蠹s100度，結(jié)果空氣吸入坯件1內(nèi)，它將確保坯件1內(nèi)的原始室溫的空氣由加熱過(guò)的空氣代替，因此，坯件1的連續(xù)加熱既從內(nèi)部也從外部進(jìn)行。
在已經(jīng)布置在第一加熱工位B內(nèi)約3秒后，然后坯件1通過(guò)轉(zhuǎn)子5逐步旋轉(zhuǎn)到滅菌工位C來(lái)移動(dòng)，在滅菌工位C，坯件剛好布置在用于滅菌藥劑的輸送管14的嘴口下。借助過(guò)氧化氫(H2O2)滅菌采用氣相滅菌，當(dāng)它從輸送管14流出時(shí)，過(guò)氧化氫的溫度大約70度，或者，在任何情況下，溫度高于露點(diǎn)溫度60度。為了避免在坯件1的內(nèi)部的過(guò)氧化氫的冷凝，因此坯件加熱直到其內(nèi)部溫度高于60度，這很重要。理想的，溫度應(yīng)在60和65度之間，但不超過(guò)約70度。由于這是相關(guān)材料(聚酯)的燒結(jié)溫度，在該溫度下滅菌劑材料的吸收很有限。如果加熱繼續(xù)進(jìn)行直到暴露到過(guò)氧化氫中的材料的溫度高于燒結(jié)溫度，該材料吸收過(guò)氧化氫的能力引人注目的增加，這導(dǎo)致在完成的包裝容器內(nèi)剩下的殘留過(guò)氧化氫劇烈增加的危險(xiǎn)，因?yàn)槲氩牧蟽?nèi)的滅菌劑不能很容易的由熱空氣和升高溫度去掉。實(shí)際上，周圍機(jī)械部件也加熱到高于露點(diǎn)溫度的溫度，這還防止在這些表面上冷凝。在其它類型的塑料材料中，當(dāng)然相應(yīng)的溫度適合，但通常最大內(nèi)表面溫度可大約80度。
在坯件布置在滅菌工位C內(nèi)期間，在滅菌劑繼續(xù)吸入坯件1內(nèi)之后，坯件再一次逐步移動(dòng)到隨后的第二加熱工位D，其中坯件剛好布置在用于無(wú)菌熱空氣的輸送管13的嘴口下。在工位C和D之間移動(dòng)期間，由于熱從圍繞坯件的熱鉗8傳輸，坯件的溫度進(jìn)一步增加，熱鉗仍保持在大約100度的或略高的溫度。當(dāng)坯件已經(jīng)布置在工位D內(nèi)的正確位置時(shí)，開(kāi)始供應(yīng)至少100度溫度的無(wú)菌熱空氣，這不僅需要?dú)埩舻臏缇鷦┘訜岷屯L(fēng)，而且坯件的材料溫度上升到適合吹模制造的溫度，即超過(guò)80度的溫度，最好在90度和110度之間，這取決于所述坯件材料的類型。大于100度的溫度導(dǎo)致包裝容器具有較差的機(jī)械強(qiáng)度，在這種情況下，與模制或成形操作有關(guān)的塑料材料沒(méi)有明顯的方位。最好，經(jīng)過(guò)輸送管13供送的無(wú)菌空氣的溫度這樣調(diào)節(jié)，因此只產(chǎn)生有限的溫度上升，通過(guò)與熱鉗8和早期供應(yīng)的空氣接觸，坯件1已經(jīng)具有該溫度。該溫度還證實(shí)可以滿意的方式和合理的空氣速度和空氣體積去除殘留的滅菌劑。
在滅菌劑已經(jīng)這樣從坯件中去除，且坯件的溫度已經(jīng)上升到適合吹模制造的追求溫度之后，轉(zhuǎn)子5又移動(dòng)一步，因此，現(xiàn)在已軟化的坯件1剛好布置在吹氣噴嘴15下方，與此同時(shí)，該吹氣噴嘴從其上部位置移動(dòng)到其下部位置。在下部位置或工作位置，噴嘴15的前端向下延伸到夾緊部件7內(nèi)，并密封地抵靠坯件1的頸部3。在從工位D輸送到E期間，兩個(gè)熱鉗8也移動(dòng)到開(kāi)位置并從上轉(zhuǎn)子平面10離開(kāi)和移動(dòng)到下轉(zhuǎn)子平面12，這給布置在工位E的兩個(gè)半模9讓出空位，因此在它們完全包圍坯件1的同時(shí)，這些可與夾緊部件7的外部密封抵靠。由半模9形成的模腔的體積大于坯件1，與此同時(shí)，顯示一種構(gòu)造，它對(duì)應(yīng)于完成的包裝容器的理想的外部形式。在半模9的上部區(qū)域，例如小直徑部分可設(shè)置螺紋成型壁表面，與此同時(shí)，半模9的下部區(qū)域可設(shè)有突出部分，以便在瓶的底部?jī)?nèi)形成向內(nèi)彎曲的部分。
隨著半模9位于圖3所示的位置(以及圖2的右側(cè))，吹模制造工具(未表示)受致動(dòng)，并以理想的壓力向噴嘴15供送吹模制造空氣?？諝獾臏囟茸詈么蠹s20度，與此相對(duì)照的是在傳統(tǒng)的吹模制造的情況下，空氣借助絕對(duì)過(guò)濾器在到達(dá)噴嘴之前接受過(guò)濾，與吹模制造結(jié)合，這確保細(xì)菌或其它污染物不能到達(dá)坯件1的內(nèi)部。以傳統(tǒng)的方式，供送的空氣使加熱到軟化或塑性化溫度的坯件1膨脹，因此坯件被迫頂靠半模的模腔，并獲得如此確定的外形。由于半模9冷卻到室溫或略低于室溫的溫度，坯件1與半模9接觸將自動(dòng)導(dǎo)致坯件的壁溫度冷卻，從而迅速使瓶穩(wěn)定的形成理想的形狀。因此，半模9再一次打開(kāi)并與吹制瓶分開(kāi)，因此，通過(guò)轉(zhuǎn)子5重新開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，瓶可又移動(dòng)一步，即到達(dá)填充工位F。
當(dāng)吹制瓶已經(jīng)到達(dá)填充工位F時(shí)，加注管16立即布置在瓶中心軸之上并與其一致。在進(jìn)行填充之前，加注管16(假定它是可移動(dòng)型)以本質(zhì)上公知的方式經(jīng)過(guò)瓶頸向下移動(dòng)，因此，當(dāng)開(kāi)始供送內(nèi)容物時(shí)，加注管16的嘴口位于瓶底上方并與其距離較小。計(jì)量型填充操作，即例如借助活塞泵供送內(nèi)容物，該活塞泵的行程體積對(duì)應(yīng)于理想的含量體積。在填充周期中，加注管16逐漸向上移動(dòng)，直到在完成填充后，它再一次達(dá)到工位F所示的位置。
轉(zhuǎn)子5重新開(kāi)始移動(dòng)一步，從而使填充好的包裝容器移動(dòng)到密封工位G，其中仍由夾緊部件7保持的頸部3設(shè)有不透液密封干膠片，該密封干膠片為適當(dāng)?shù)乃芰喜牧匣蛘呤抢玟X箔和熱塑材料的混合物。利用例如在申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/SE97/01831的PCT申請(qǐng)中所示的公知技術(shù)，該申請(qǐng)?zhí)峁┳鳛閰⒖夹畔?，可改進(jìn)和應(yīng)用預(yù)先滅菌的干膠片。在轉(zhuǎn)子5最后移動(dòng)又一步之后，現(xiàn)已填充和密封好的無(wú)菌包裝容器到達(dá)排出工位H，其中包裝容器最好以傳送帶(未表示)的一些形式布置，以便使包裝容器的頸部3離開(kāi)夾緊部件7，并使包裝容器從本發(fā)明的設(shè)備上移去，因此以傳統(tǒng)方式在此之后設(shè)置螺紋蓋，并且例如包裝成多件包裝，以便輸送到消費(fèi)者出口。從轉(zhuǎn)子5排出的包裝容器可借助流出系統(tǒng)(未表示)進(jìn)行，或者借助位于定子4內(nèi)的管道6和在定子4和轉(zhuǎn)子5之間的空間內(nèi)的過(guò)壓的無(wú)菌空氣，在轉(zhuǎn)子5從排出工位移動(dòng)到橫進(jìn)給工位A期間，它可確保細(xì)菌或污染物無(wú)法滲透進(jìn)入。在橫進(jìn)給工位A，新的坯件1再一次送入，并執(zhí)行上述逐步的循環(huán)。
在圖示的實(shí)施例中，包裝容器制成具有至多約1升的體積，從把坯件1引入到橫進(jìn)給工位A內(nèi)開(kāi)始直到無(wú)菌填充和密封好的包裝容器在排出工位H排出為止耗時(shí)約24秒。在每個(gè)工位內(nèi)處理時(shí)間大約2.5秒，對(duì)于每個(gè)所述操作階段來(lái)講這個(gè)時(shí)間是足夠的。很容易認(rèn)識(shí)到滅菌操作與加熱周期綜合在一起有助于合理化，從純粹物理術(shù)語(yǔ)上講，這不僅使制造更簡(jiǎn)單和更可靠，而且減小了設(shè)備的尺寸，這實(shí)際上帶來(lái)了一些優(yōu)點(diǎn)。從上述公開(kāi)內(nèi)容顯然可知本發(fā)明的方法如何不間斷的例如快速處理或輸送，以便滅菌，填充和密封包裝容器，為達(dá)到高的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以確保包裝容器及其內(nèi)容物實(shí)際上保持無(wú)菌，這還提供了極好的先決條件。綜合滅菌工藝還節(jié)約能源，并且實(shí)際上證明減少使用的滅菌劑的用量，因?yàn)樵跍缇鷷r(shí)，預(yù)制坯的體積和壁表面積顯著小于完成的包裝容器的總體積和壁表面積。因此還降低了包裝容器內(nèi)的滅菌劑的殘留量的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的所述優(yōu)選實(shí)施例實(shí)際上可以不同方式變化，例如化學(xué)滅菌劑例如借助紅外線加熱或紫外光以熱或輻射滅菌的方式補(bǔ)充。所示的吹制塑料瓶假定為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，但根據(jù)本發(fā)明的布置，實(shí)際上還有可能吹模制造其它類型的塑料瓶，例如正方形橫截面，或者設(shè)有整體突出的手柄塑料瓶。這種類型的更復(fù)雜的包裝容器外形對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施的滅菌結(jié)果沒(méi)有負(fù)面影響，因?yàn)樵谌魏吻闆r下滅菌發(fā)生在吹模制造操作之前，與此同時(shí)坯件顯示其柱形不復(fù)雜的外形。
應(yīng)注意到，盡管按不同的程序步驟的順序描述了制造過(guò)程，一些步驟當(dāng)然可以或多或少綜合或合并到一起，例如在工位B和D以及工位C內(nèi)的加熱步驟，因?yàn)樵谡麄€(gè)期間(即從橫進(jìn)給工位A直到并包括第二加熱工位D)，坯件1與熱鉗8連續(xù)接觸。然而，在滅菌工位C內(nèi)，經(jīng)計(jì)算供應(yīng)的熱，以保持坯件的理想的溫度限制。
權(quán)利要求
1．一種由熱塑材料坯件生產(chǎn)內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的方法，該熱塑材料加熱到模制溫度，并借助壓差被迫壓靠在一相鄰的模制表面上，其特征在于坯件(1)首先加熱到高于氣態(tài)滅菌劑的露點(diǎn)的溫度，然后，使該氣態(tài)滅菌劑與坯件的內(nèi)部接觸一段時(shí)間；并且將坯件帶入到升高的溫度中，該溫度適合由上述壓差所實(shí)現(xiàn)的模制。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于坯件(1)借助接觸加熱裝置(8)被從外部加熱，該接觸加熱裝置在整個(gè)加熱和滅菌周期中圍繞坯件。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在滅菌階段之前和之后，使坯件(1)的內(nèi)部與加熱過(guò)的氣體接觸。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該氣體是無(wú)菌空氣。
5．如權(quán)利要求3至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于氣體的溫度高于氣態(tài)滅菌劑的露點(diǎn)溫度。
6．如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于氣態(tài)滅菌劑是過(guò)氧化氫。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于滅菌劑的溫度高于其露點(diǎn)溫度。
8．如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在滅菌階段之前，坯件被加熱到60至80度的內(nèi)表面溫度。
9．如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在滅菌階段之后，坯件(1)被加熱到90至110度的溫度。
10．如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于它按順序包括·一預(yù)加熱階段，其中坯件被加熱到一個(gè)內(nèi)表面溫度，該溫度超出相關(guān)的氣態(tài)滅菌劑的露點(diǎn)溫度，但小于熱塑材料的燒結(jié)溫度，·一滅菌階段，其中滅菌劑以氣相被引入坯件，·一終加熱階段，其中坯件被加熱到超出坯件的燒結(jié)溫度的溫度，且無(wú)菌熱空氣被引入到坯件內(nèi)以去除滅菌劑，和·一吹模制造階段，其中處于過(guò)壓的無(wú)菌空氣被吸入坯件，使得其膨脹并與周圍的模抵靠，該模的溫度保持低于熱塑材料的燒結(jié)溫度。
11．一種由熱塑材料坯件(1)生產(chǎn)內(nèi)部無(wú)菌包裝容器的設(shè)備，所述設(shè)備包括若干順序布置的處理工位(A-H)，其特征在于它包括至少兩個(gè)工位(B，D)以加熱坯件(1)，以及一中間工位(C)用來(lái)對(duì)坯件進(jìn)行滅菌處理。
12．如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括一定子(4)和一轉(zhuǎn)子(5)，所述定子包括·一用來(lái)橫向進(jìn)給坯件的工位(A)，·一用來(lái)第一次加熱坯件的工位(B)，·一用來(lái)對(duì)坯件進(jìn)行滅菌處理的工位(C)，·一用來(lái)第二次加熱坯件的工位(D)，·一用來(lái)將坯件轉(zhuǎn)變成包裝容器的工位(E)，·一用來(lái)將內(nèi)容物填充進(jìn)包裝容器的工位(F)，·一用來(lái)密封包裝容器的工位(G)，和·一用來(lái)排出填充和密封好的包裝容器的工位(H)。
13．如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于加熱工位(B，D)包括用于熱空氣的輸送管(13)。
14．如權(quán)利要求12至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于滅菌工位(C)包括一用于氣態(tài)化學(xué)滅菌劑的輸送管(14)。
15．如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于轉(zhuǎn)子(5)具有熱鉗(8)以便加熱坯件(1)，在加熱工位(B，D)和中間的滅菌工位(C)所述顎與坯件的外部接觸。
16．如權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于轉(zhuǎn)子(5)具有半模(9)，當(dāng)半模(9)位于模制工位(E)內(nèi)時(shí)，它布置成圍繞坯件(1)。
17．如權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于熱鉗(8)可在一上轉(zhuǎn)子平面和一下轉(zhuǎn)子平面(10，12)之間移動(dòng)。
18．如權(quán)利要求16至17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于半模(9)包括冷卻裝置。
19．如權(quán)利要求11至18中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于轉(zhuǎn)子(5)具有夾緊部件(7)，以便與坯件(1)的管端機(jī)械地緊密連接。
20．如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于在轉(zhuǎn)子(5)的夾緊部件(7)之間的分布對(duì)應(yīng)于定子(4)的工位(A-H)之間的分布，轉(zhuǎn)子設(shè)置成逐步地一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)分布步長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由熱塑材料坯件或預(yù)制坯生產(chǎn)無(wú)菌包裝容器的方法和設(shè)備,在不同的處理工位(A－H)之間的逐步移動(dòng)期間,借助成氣態(tài)形式的化學(xué)滅菌劑,該坯件或預(yù)制坯第一次加熱到適合后來(lái)的滅菌的溫度。隨后的附加加熱階段給予坯件理想的模制溫度,然后,在移動(dòng)到吹模制造工位之后,借助圍繞坯件的半模(9),坯件吹模制造成理想的外形。之后,坯件移動(dòng)到填充工位(E),其中它添滿理想的內(nèi)容物,以便在最后用干膠片(17)密封,并排出本發(fā)明的設(shè)備。
文檔編號(hào)A61L2/20GK1295525SQ9980458
公開(kāi)日2001年5月16日 申請(qǐng)日期1999年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月7日
發(fā)明者H·南廷, L·馬滕松, A·安德松 申請(qǐng)人:利樂(lè)拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司