專利名稱：包括中間減壓作業(yè)的容器制造方法及機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由塑料材料、如PET的坯件通過吹制或拉伸吹制而進(jìn)行的容器制造。
背景技術(shù)：
為了根據(jù)吹制技術(shù)制造容器，首先將坯件(預(yù)形件或從預(yù)形件已經(jīng)過初次吹制作 業(yè)的中間容器)加熱到高于坯件構(gòu)成材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度。然后使坯件進(jìn)入模型中，然后通過注入高壓(大于20巴，通常大于34巴)氣體 (一般為空氣)進(jìn)行坯件的吹制。拉伸吹制的技術(shù)在于，除了吹制，通過一個(gè)滑桿拉伸坯件， 以尤其減小容器的偏心，并使材料的分布盡可能地均勻。為了得到熱充填時(shí)耐熱的容器(這些容器稱為HR，Heat Resistant的縮寫)，可 以另外考慮加熱模型壁，吹制結(jié)束時(shí)，容器暫時(shí)保持與這樣加熱的壁接觸，這樣以熱的方式 增加容器的結(jié)晶度。一旦吹制結(jié)束，容器經(jīng)過除氣作業(yè)，該作業(yè)在于將容器放到自由空氣中，使其減 壓。為了使容器內(nèi)壁一側(cè)更好地冷卻，以更快固化，通常在除氣作業(yè)前進(jìn)行掃氣作業(yè)，該作 業(yè)在于在容器中引入壓力低于吹制壓力的氣體，同時(shí)使容器置于自由空氣中，以產(chǎn)生有利 于溫度更快降低的氣體(在大約15巴的壓力下)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。該制造技術(shù)(示于圖3的計(jì)時(shí)圖及圖5和7的曲線上的虛線)已達(dá)到成熟，其應(yīng) 用廣泛，尤其在裝瓶領(lǐng)域。但本發(fā)明人希望對(duì)其進(jìn)行完善。

發(fā)明內(nèi)容
為此，提出一種由塑料材料的坯件通過在模型中的吹制來制造容器的方法，該方 法包括-使坯件進(jìn)入模型的作業(yè)；-吹制作業(yè)，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件增壓；-掃氣作業(yè)，在吹制作業(yè)之后，通過輸入壓力低于吹制壓力的掃氣壓力下的氣體， 使容器局部增壓；-容器的至少部分的減壓作業(yè)，在吹制作業(yè)之后，并且在掃氣作業(yè)之前開始。


通過下面參照附圖進(jìn)行的描述，可以了解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中-圖1是容器制造機(jī)器的示意圖；-圖2是圖1機(jī)器內(nèi)的模制單元的局部剖視示意圖；-圖3是根據(jù)傳統(tǒng)方法制造容器所實(shí)施的作業(yè)順序的計(jì)時(shí)圖；-圖4是根據(jù)本發(fā)明方法的第一實(shí)施例的容器制造的作業(yè)順序的計(jì)時(shí)圖；-圖5是曲線圖，其中有兩條表示容器制造過程中的坯件內(nèi)的壓力變化的曲線實(shí) 線為根據(jù)本發(fā)明的方法，如圖4所示的方法，虛線為傳統(tǒng)方法；
4
-圖6是根據(jù)本發(fā)明方法的第二實(shí)施例的容器制造的作業(yè)順序的計(jì)時(shí)圖；-圖7是曲線圖，其中有兩條表示容器制造過程中的坯件內(nèi)的壓力變化的曲線實(shí) 線為根據(jù)本發(fā)明的方法，如圖6所示的方法，虛線為傳統(tǒng)方法。
具體實(shí)施例方式圖1示出由塑料材料、如PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的坯件3制造容器2的機(jī) 器1。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，坯件3是一些預(yù)形件，從它們直接得到最終的容器2，而不經(jīng)過 一個(gè)中間容器。每個(gè)預(yù)形件3包括頸部4 (在容器2的形成過程中不經(jīng)受變形)和柱形本 體5，本體的末端是半球冠形的底部6。機(jī)器1包括一個(gè)隧道型的爐7，預(yù)形件3在爐中列隊(duì)行進(jìn)，并加熱到高于其構(gòu)成材 料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度。在玻璃轉(zhuǎn)變溫度約為70°C的PET的情況下，加熱的溫度最好在 100°C 和 140°C之間。機(jī)器1還包括安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)9上的多個(gè)模制單元8，轉(zhuǎn)臺(tái)位于爐7的出口，并且 間置一個(gè)傳送輪10，確保預(yù)形件3的加熱和模制作業(yè)的同步。每個(gè)模制單元8具有一個(gè)鋼或鋁合金制成的模型11，該模型包括兩個(gè)半模12、13 和一個(gè)模型底部14，它們一起限定用于接納來自爐7的預(yù)形件3的內(nèi)腔15。每個(gè)模制單元還包括_伸長桿16，沿模型11的主軸線X(通常為回轉(zhuǎn)軸線)相對(duì)模型滑動(dòng)安裝，并可在 一個(gè)高位(圖2)與一個(gè)低位之間滑動(dòng)，在高位，預(yù)形件3能夠進(jìn)入，在低位，預(yù)形件3的拉 伸結(jié)束后，桿16到達(dá)模型底部14，使預(yù)形件3的底部6貼靠模型底部；-殼體17，限定一個(gè)管18，桿16在管18中滑動(dòng)，在制造容器2時(shí)，殼體與預(yù)形件3 的頸部4配合。模制單元8還包括多個(gè)流體回路，通過殼體17通向管18中，即-中壓(5-16巴)的預(yù)吹制空氣回路19，該回路19包括預(yù)吹制空氣源20和將該 空氣源20連接到管18的管道21 (該管道可以至少部分地在殼體17中形成)，并且中間設(shè) 有一個(gè)第一電動(dòng)閥22，稱為預(yù)吹制電動(dòng)閥；-高壓(34-39巴)的吹制空氣回路23，包括吹制空氣源24和將空氣源24連接到 管18的管道25 (該管道可以至少部分地在殼體17中形成)，并且中間設(shè)有一個(gè)第二電動(dòng)閥 26，稱為吹制電動(dòng)閥；-掃氣回路27，包括中-高壓(15-20巴)的掃氣空氣源28和將空氣源28連接到 管18的管道29 (該管道可以至少部分地在殼體17中形成)，并且中間帶有一個(gè)第三電動(dòng)閥 30，稱為掃氣電動(dòng)閥；-除氣回路31，包括通向自由空氣的氣孔32和將管18連接到該氣孔32的管道 33，中間設(shè)有一個(gè)第四電動(dòng)閥34，稱為除氣電動(dòng)閥；-空氣回收回路35，包括將管18連接到預(yù)吹制回路19(更確切地說是連接到預(yù)吹 制空氣源20)的管道36，中間設(shè)有一個(gè)第五電動(dòng)閥37，稱為回收電動(dòng)閥，及一個(gè)減壓器38。 作為變型，空氣回收回路35可以使管18與用于其它應(yīng)用的一個(gè)壓縮空氣回路連接，如控制 缸(特別是機(jī)器1的伸長桿16的控制缸)的壓縮空氣的供給。電動(dòng)閥22、26、30、34、37和減壓器38與控制單元39電連接，控制單元操縱開啟和
5關(guān)閉(如下面將看到的，適當(dāng)考慮它們的響應(yīng)時(shí)間)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4-7描述從預(yù)形件3制造容器2的方法。圖4和6畫出表示該方法的 不同階段的計(jì)時(shí)圖，并示出控制預(yù)吹制、吹制、掃氣、除氣及圖6中的回收的電動(dòng)閥的狀態(tài) (0-開啟；F-關(guān)閉)。安裝在傳送器上的預(yù)形件3首先進(jìn)入爐7，在其中列隊(duì)被加熱(通常頸部4朝下)， 從爐7出來后，預(yù)形件3由傳送輪10的夾子抓住，并且在翻轉(zhuǎn)使頸部4向上后，進(jìn)入到預(yù)先 開啟的模型11中。在該位置，管18和伸長桿16都處于高位。一旦模型11關(guān)閉，管18和伸長桿16開始共同下降到模制腔15中，管18以密封 方式罩住模型11，而控制單元39在時(shí)刻、操縱預(yù)吹制電動(dòng)閥22的開啟，使預(yù)形件3的內(nèi) 部與預(yù)吹制空氣源20連通，使空氣以預(yù)吹制壓力進(jìn)入預(yù)形件3。在伸長桿16到達(dá)模型11的底部14后，控制單元39在時(shí)刻t2操縱預(yù)吹制電動(dòng)閥 22的關(guān)閉，并同時(shí)開啟吹制電動(dòng)閥26 (可能通過電動(dòng)閥22和26的響應(yīng)時(shí)間的一個(gè)提前量， 使得一個(gè)閥的關(guān)閉有效地對(duì)應(yīng)另一個(gè)閥的開啟)，使得預(yù)形件3的內(nèi)部與吹制空氣源24連 通，并且通過輸入高于預(yù)吹制壓力的吹制壓力的空氣，使預(yù)形件3增壓。預(yù)形件3中的壓力迅速達(dá)到吹制壓力，但是預(yù)形件承受一個(gè)徑向膨脹，直到達(dá)到 模型11的壁，如圖2所示，模型設(shè)有加熱回路40，加熱回路包括流體(如油或水)流經(jīng)的管 道，流體保持高溫(即高于90°C左右)，溫度在90°C和160°C之間。一旦達(dá)到模型11的壁，預(yù)形件中的壓力保持恒定(等于吹制壓力)，吹制電動(dòng)閥 26在十分之幾秒的時(shí)間內(nèi)保持開啟，以使預(yù)形件3保持貼靠模型11的壁。這樣形成的容 器2在其外壁(與模型11的壁接觸)經(jīng)受加熱，這樣增加它的結(jié)晶度，因此使其在熱充填 時(shí)具有最好的抗收縮性(這類容器稱為HR，即耐熱)。根據(jù)圖4和5所示的第一實(shí)施例，控制單元39在時(shí)刻t3操縱吹制電動(dòng)閥26的關(guān) 閉，同時(shí)操縱除氣電動(dòng)閥34的開啟(可能通過電動(dòng)閥響應(yīng)時(shí)間的一個(gè)提前量)，使容器2的 內(nèi)部與通向自由空氣的氣孔32連通。這樣，容器2中的壓力從吹制壓力突然下降，直至達(dá)到接近預(yù)吹制壓力的值(圖 5)，并低于掃氣壓力。容器2的這種部分減壓伴隨著容器2中存在的空氣的突然膨脹和同時(shí)的溫度降 低，這保證了容器2內(nèi)壁一側(cè)的迅速冷卻。在0. 01秒到0. 30秒之間且最好為0. 05秒到0. 30秒之間的一個(gè)預(yù)定持續(xù)時(shí)間后， 控制單元39在時(shí)刻t4開啟掃氣電動(dòng)閥30 (除氣電動(dòng)閥34保持開啟)，以便把掃氣壓力的 空氣吹入容器，并且使空氣在容器中流動(dòng)，這有助于容器2內(nèi)壁的冷卻，同時(shí)使容器在一定 的壓力下保持與模型11的壁接觸。在預(yù)定的時(shí)刻t5，控制單元39操縱掃氣電動(dòng)閥30的關(guān)閉，除氣電動(dòng)閥34保持開 啟。因此殘余空氣完全通過氣孔32排出。一旦容器2中的壓力達(dá)到大氣壓，控制單元最終操縱除氣電動(dòng)閥34的關(guān)閉。隨后的作業(yè)根據(jù)傳統(tǒng)方式為從模型11取出容器2并裝載后面的預(yù)形件3。因此，可以通過以下的連續(xù)作業(yè)順序來概括根據(jù)第一實(shí)施例的容器制造trt2 預(yù)吹制t2-t3 吹制
t3"t4 減壓(至少部分)t4_t5:掃氣t5_t6:除氣已經(jīng)看到，該順序具有通過減壓作業(yè)加速容器2內(nèi)壁一側(cè)的冷卻的優(yōu)點(diǎn)，減壓作業(yè)可以使吹制后的容器2中存在的空氣迅速膨脹。根據(jù)圖6和7所示的第二實(shí)施例，控制單元在時(shí)刻t3關(guān)閉吹制電動(dòng)閥26，同時(shí)操 縱回收電動(dòng)閥37的開啟(可能通過電動(dòng)閥響應(yīng)時(shí)間的一個(gè)提前量)，以便通過減壓器38使 容器2的內(nèi)部與預(yù)吹制空氣回路19連通，因此至少部分地使預(yù)形件3減壓。這樣，容器2內(nèi)的壓力從吹制壓力突然下降，直至達(dá)到預(yù)先判定的足以進(jìn)行壓縮 空氣的回收和再循環(huán)的平臺(tái)值。在0. 01秒到0. 20秒之間且最好為0. 05秒到0. 20秒之間的一個(gè)預(yù)定持續(xù)時(shí)間后， 控制單元39在時(shí)刻t' 4操縱回收電動(dòng)閥37的關(guān)閉，及掃氣電動(dòng)閥30和除氣電動(dòng)閥34的 同時(shí)開啟，以便把掃氣壓力的空氣吹入容器2，并且使空氣在容器中流動(dòng)，以加速容器2內(nèi) 壁的冷卻。在時(shí)刻t' 5，控制單元39關(guān)閉掃氣電動(dòng)閥30，除氣電動(dòng)閥34保持開啟。這樣殘 余的空氣完全通過氣孔32排出。一旦容器2中的壓力達(dá)到大氣壓，控制單元在時(shí)刻t' 6最終關(guān)閉除氣電動(dòng)閥34。隨后的作業(yè)根據(jù)傳統(tǒng)方式為從模型11取出容器2，并裝載后面的預(yù)形件3。因此，可以通過以下的連續(xù)作業(yè)順序來概括根據(jù)第二實(shí)施例的容器制造、_、預(yù)吹制t2-t3 吹制t3"t' 4:減壓 / 回收t' 4-t' 5 掃氣t' 5-t' 6:除氣借助減壓/回收作業(yè)，該順序使得可以循環(huán)使用一部分來自吹制的空氣，尤其是 作為預(yù)吹制空氣，通過減壓/回收作業(yè)，吹制結(jié)束時(shí)容器2中存在的空氣通過回收電動(dòng)閥37 被回收到預(yù)吹制空氣回路20中。其結(jié)果是降低壓力空氣的消耗，一部分預(yù)吹制空氣(及可能的機(jī)器1運(yùn)行所需的 其它應(yīng)用中使用的壓縮空氣)來源于制造時(shí)容納在容器中的壓力空氣的再循環(huán)。
權(quán)利要求
由塑料材料的坯件(3)通過在模型(11)中的吹制的容器(2)制造方法，該方法包括-使坯件(3)進(jìn)入模型(11)的作業(yè)；-吹制作業(yè)，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件(3)增壓；-掃氣作業(yè)，在吹制作業(yè)之后，通過輸入低于吹制壓力的掃氣壓力下的氣體，使容器(2)局部增壓；該方法的特征在于，它還包括容器的至少部分的減壓作業(yè)，直到低于掃氣壓力的一個(gè)壓力值，該減壓作業(yè)在吹制作業(yè)之后，且在掃氣作業(yè)之前開始。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，減壓作業(yè)保持到掃氣作業(yè)之后。
3.由塑料材料的坯件(3)通過在模型(11)中的吹制的容器(2)制造方法，該方法包括_使坯件⑶進(jìn)入模型(11)的作業(yè)；-吹制作業(yè)，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件(3)增壓；-掃氣作業(yè)，在吹制作業(yè)之后，通過輸入低于吹制壓力的掃氣壓力下的氣體，使容器 (2)局部增壓； -除氣作業(yè)；該方法的特征在于，它還包括容器的部分減壓作業(yè)，在吹制作業(yè)之后且在掃氣作業(yè)之
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，減壓伴隨著排出氣體的至少部分的回收。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，它包括預(yù)吹制作業(yè)，通過輸入低于吹制壓力 的預(yù)吹制壓力下的氣體，使坯件(3)增壓，并且至少一部分減壓時(shí)回收的氣體被回收作為 預(yù)吹制氣體。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述減壓作業(yè)通過使容器的內(nèi)部與 自由空氣連通來進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，掃氣作業(yè)在減壓作業(yè)開始后的 0.01-0. 30秒之間開始。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，掃氣作業(yè)在減壓作業(yè)開始后的0.05-0. 30秒 之間開始。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，吹制壓力大于或等于20巴。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，掃氣壓力在15和20巴之間。
11.如權(quán)利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，為了制造耐熱的容器(2)，模型 (11)保持高溫。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，模型(11)保持在90°C和160°C之間的溫度。
13.由塑料材料的坯件(3)制造容器(2)的容器制造機(jī)器，該機(jī)器包括 -模型(11)，其上裝有管(18)；-預(yù)吹制空氣回路(19)，包括預(yù)吹制空氣源(20)和將空氣源(20)連接到管(18)的管 道(21)；-吹制空氣回路(23)，包括吹制空氣源(24)和將空氣源(24)連接到管(18)的管道(25)；_空氣回收回路(35)，包括將管(18)連接到吹制空氣回路(23)的管道(36)，中間設(shè)有 閥(37)和減壓器(38)。
全文摘要
由塑料坯件(3)通過在模型(11)中的吹制來制造容器(2)的方法，包括使坯件(3)進(jìn)入模型(11)的作業(yè)；吹制作業(yè)，通過輸入吹制壓力下的氣體使坯件(3)增壓；吹制作業(yè)后的掃氣作業(yè)，通過輸入低于吹制壓力的掃氣壓力下的氣體，使容器(2)局部增壓；容器的至少部分的減壓作業(yè)，直至低于掃氣壓力的壓力值，該減壓作業(yè)在吹制作業(yè)之后且在掃氣作業(yè)之前。
文檔編號(hào)B29C49/78GK101808802SQ200880108481
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月24日
發(fā)明者M·德里安, P·普羅泰 申請(qǐng)人:西德爾合作公司