生產(chǎn)填充有液體填充物的容器的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求1和17的前序部分的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，由熱塑性材料制成的預制件，例如由PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)制成的預制件，可通過吹塑法生產(chǎn)容器，預制件被運送至吹塑機內(nèi)部的各加工站(DE-0S 4340 291) ο通常，吹塑機包括用于回火或預加熱(熱處理)預制件的加熱裝置，以及具有至少一個吹塑站的吹塑裝置，在該區(qū)域預先回火了的預制件在兩個軸或多個軸上被擴展以形成容器。在作為壓力介質(zhì)的壓縮氣體(壓縮空氣)的幫助下進行擴展，壓縮氣體在成形壓力下被引入需要擴展的預制件中。文獻DE-OS 43 40 291中描述了這種擴展預制件的過程相關(guān)順序。
[0003]吹塑站的基本結(jié)構(gòu)在DE-OS 42 12 583中進行了描述。預制件可行的回火方法在DE-OS 23 52 926中進行了描述。
[0004]根據(jù)通常的進一步處理方式，由吹塑法生產(chǎn)的容器被送到之后的填充裝置，并接著在其內(nèi)填充提供的產(chǎn)品或填充物。因此使用單獨的吹塑機和單獨的填充機。還已知重新組合單獨的吹塑機和單獨的填充機以獲得機器聯(lián)合件，即獲得聯(lián)合的吹塑和填充裝置，吹塑和填充繼續(xù)在不同的機器部件中按時間順序依次被執(zhí)行。
[0005]此外，已經(jīng)暗示過，由熱處理過或預加熱過的預制件生產(chǎn)容器，特別是瓶狀容器，并同時利用液體填充物填充這些容器，液體填充物被輸送作為在成形和填充壓力下用于擴展預制件或用于使容器定形的液體壓力介質(zhì)，這樣各預制件在填充過程的同時轉(zhuǎn)變?yōu)槿萜?。在這種方法中，各容器的成形和填充同時進行，該方法可以被稱為容器的液壓轉(zhuǎn)變方法或液壓成形方法。
[0006]在通過填充物由預制件形成容器的過程中，即通過使用填充物作為液體壓力介質(zhì)，只需要一臺機器來成形和填充容器，但其復雜程度有所增加。利用這樣的裝置進行實驗的結(jié)果顯示，其生產(chǎn)的容器的質(zhì)量顯著低于傳統(tǒng)吹塑成形的容器的質(zhì)量。導致該結(jié)果的原因之一是常用吹塑過程中可用的眾多工藝參數(shù)要么在液壓成形容器的過程中不存在要么迄今為止不能采用。
[0007]液壓成形容器時有個特別的問題，在各成形和填充站或者組成上述站的模具中應(yīng)當避免任何污染，該模具與用于通過壓縮氣體吹制從經(jīng)過熱處理的預制件生產(chǎn)容器的吹塑機的吹塑模類似。特別是在填充物被完全或部分碳酸化的情況下，還存在由于填充物的浪費而污染各成形和填充站的風險，特別是當減小容器內(nèi)壓力時，即當將容器內(nèi)的壓力從較高的成形和填充壓力降低至環(huán)境壓力時。在釋放壓力過程中會發(fā)生這種填充物的浪費，特別是由于大量起泡導致，因此目前尚不能利用預制件和利用填充物作為壓力介質(zhì)(液壓轉(zhuǎn)變技術(shù))來同時成形和填充容器，特別是對含CO2的產(chǎn)品而言。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種在液壓轉(zhuǎn)變方法或在液壓成形容器過程中避免在各成形和填充站中存在任何污染風險的方法，即使采用含0)2的填充物也能避免污染，特別是在高吞吐量(每個單位時間內(nèi)成形和填充的容器數(shù)量)和/或引入各容器中的填充物具有高0)2含量的情況下。
[0009]該目標可以通過根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)填充有液體填充物的容器的方法來實現(xiàn)。用于生產(chǎn)填充有液體填充物的容器的裝置限定在本發(fā)明權(quán)利要求15中。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，填充物或填充物的部分或成分在至少兩個時間點或在各成形和填充階段的至少兩個不同工藝階段以不同二氧化碳含量和/或以不同溫度被輸送，其中在第一工藝階段中成形的容器從填充壓力P2被下降至壓力P 1并且填充物在第二工藝階段被供應(yīng)，之后容器被釋壓至大氣壓力Po。容器的成形實質(zhì)上發(fā)生在第一工藝階段，在該期間填充物被輸送至具有填充壓力P2的預制件。用于該階段的填充物是被除氣和/或未被碳酸化的填充物，尤其是水。然后容器被釋壓至一較低的壓力Pi。當采用被除氣的水時，容器可以被釋壓而不存在任何問題。容器中的內(nèi)容物不會起泡。
[0011]在第二工藝階段，填充物可以氣態(tài)、液態(tài)和/或固態(tài)被輸送。填充物可選地在該步驟被碳酸化。其可通過例如輸送強碳酸化的液體填充物來實現(xiàn)，其中壓力P1可以有利地為至少I巴，優(yōu)選在高于飽和壓力的I巴和2巴之間。飽和壓力取決于填充物的溫度。
[0012]優(yōu)選地，在第一工藝階段中采用被除氣的填充物以實現(xiàn)隨后的高CO2含量的填充物，因為氣體在液體中的溶解度是受限的。從填充物中除去載氣例如OjPN2使得能夠具有高CO2含量。此外，CO2氣體對溶解在填充物中的載氣分子的任何內(nèi)部吸收和結(jié)合將會導致釋放填充物的壓力時非常劇烈和快速的反應(yīng)。
[0013]從填充物中除去的溶解氣體或氣體部分越多，&0)3的分解越安靜，或者溶解的CO2或CO2的被溶解物質(zhì)在液體中的重組更穩(wěn)定。
[0014]所有已知的方法可以看作是除氣方法，其中可以選擇性地除去載氣以及所有包括0)2的氣體可以從填充物中被盡可能多地除去。
[0015]壓力指標P2和P丨在本申請中應(yīng)當被理解為壓力梯度。因此壓力可以按值P 2和P I在一定程度波動或緩慢地和連續(xù)地從值P1降至值P 2。
[0016]碳酸化也可以通過添加干冰形式的CO2來實現(xiàn)，例如以干冰球的形式結(jié)合到填充物中，例如引入或射入填充物，尤其是在填充物表面的區(qū)域中或者在容器底部的區(qū)域中。
[0017]在第二工藝階段糖漿也可被引入容器。所述填充物可以以這種方式調(diào)味，尤其是當在第一工藝階段使用了水時。采用糖漿意味著潛在粘度、含糖的溶液，其可溶解于水中。
[0018]為了保證盡可能好的產(chǎn)品質(zhì)量，在預制件在成形中轉(zhuǎn)變?yōu)槿萜髋莶⒔又D(zhuǎn)變?yōu)榫哂凶罱K輪廓和形狀的容器的過程中，各預制件優(yōu)選被導向，這樣可以確定其中心，通常位于預制件頂點區(qū)域，并且可以重現(xiàn)性地定位中心。由于在預制件轉(zhuǎn)變?yōu)榛驍U展為容器的過程中，預制件的材料在兩個軸方向上動作，因此這樣的定位非常重要，為此就需要在形成的容器的壁的內(nèi)部有目標并可預設(shè)定地進行材料分配。相反，如果容器的成形沒有被很好地控制，就會發(fā)生不期望的并且特別地不規(guī)則的材料分配。
[0019]在成形和填充階段，采用拉伸棒或拉伸桿進行導向?qū)⑹翘貏e高效的，而且填充物也可以例如至少部分地被輸送穿過拉伸桿?？蛇x地或作為其補充，填充物可以至少部分地輸送從旁經(jīng)過所述拉伸桿。
[0020]通過至少暫時地以恒定體積流動速率輸送填充物，可以規(guī)則地液壓成形容器。如果至少暫時地以變化的體積流動速率輸送填充物，那就有可能影響成形中的或易于定形的容器的壁內(nèi)側(cè)的材料分配。
[0021]通過在旋轉(zhuǎn)加工輪或轉(zhuǎn)子上成形、填充和封閉容器可以促使非常緊湊的結(jié)構(gòu)。
[0022]進一步的實施方式中要測量產(chǎn)生的拉伸力。通過根據(jù)測量的拉伸力控制填充物的體積流動速率，能夠?qū)崿F(xiàn)由拉伸桿施加僅僅小的拉伸力。
[0023]獨立于上述特征或除上述特征之外，根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選進一步通過以下方式改進，即，
[0024]在第二工藝階段，輸送具有更高二氧化碳含量的填充物或填充物部分，和/或
[0025]在第二工藝階段，填充物以氣態(tài)、液態(tài)和/或固態(tài)被輸送，和/或
[0026]具有高CO2含量的填充物或填充物部分或更精確的填充物的成分在被引入前被冷卻，并且第二工藝階段中具有高CO2含量的填充物或填充物部分的溫度低于第一工藝階段中填充物或填充物部分的溫度，和/或
[0027]第二工藝階段中二氧化碳含量比第一階段中二氧化碳含量在重量上高30%，優(yōu)選高50%到100%，和/或
[0028]第二工藝階段中填充物或填充物部分的溫度低于10°C，優(yōu)選為4°C到8°C，和/或
[0029]具有更高二氧化碳含量和/或更低溫度的填充物或填充物部分的壓力在成形過程中至少暫時性地高于填充物的至少一個其它部分或剩余部分的壓力，特別是高至少I巴，和/或
[0030]在液體流路的一部分上的壓力高于具有更高二氧化碳含量和/或更低溫度的填充物或填充物部分的壓力，優(yōu)選至少暫時地在成形過程中或在成形和填充階段，比填充物的至少一個其它部分或剩余部分的壓力高2巴到5巴，和/或
[0031]節(jié)流元件或橫截面變窄部設(shè)置在流進拉伸桿的填充物或填充物部分的流動路徑上，其中節(jié)流元件特別地設(shè)置成鄰近形成在拉伸桿上的至少一個填充物出口，和/或
[0032]填充物的一部分被導向從旁經(jīng)過拉伸桿，并且填充物的一部分被導向穿過拉伸桿，和/或
[0033]具有更高二氧化碳含量的填充物部分被冷卻，和/或
[0034]具有更高二氧化碳含量的填充物部分被輸送穿過拉伸桿，和/或
[0035]拉伸桿相對于填充物至少在某些區(qū)域隔熱，
[0036]前述特征可以分別單獨地或以任何組合形式被提供。
[0037]作為本發(fā)明的進一步改進，本發(fā)明中的裝置優(yōu)選以下述方式設(shè)置:
[0038]冷卻單元沿用于填充物各部分的管道或管道部分設(shè)置，在其下游，即填充物冷卻并流經(jīng)管道部分之后，二氧化碳被溶解，或者從碳酸化單元流向管道，
[0039]和/或，至少為具有高CO2含量的填充物或填充物部分導向的管道部分是隔熱的，特別是具有由特氟綸或含特氟綸材料構(gòu)成的隔熱材料，
[0040]