專(zhuān)利名稱(chēng)：制造熱塑性容器的模具,和裝備有該模具的吹塑或拉伸吹塑裝置的制作方法
制造熱塑性容器的模具，和裝備有該模具的吹塑或拉伸吹
塑裝置本發(fā)明涉及一種制造熱塑性材料的容器的模具，特別是諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 (PET)的熱塑性材料制成的瓶子，通過(guò)吹塑或拉伸吹塑一個(gè)坯體(例如，一個(gè)預(yù)成型坯)進(jìn) 行制造，所述模具的一面具有與模腔連通的開(kāi)孔。如今，坯體通過(guò)模具可制得容器是眾所周知的。因此已經(jīng)知道，將由熱塑性材料制 成的坯體和其主體加熱到不低于材料軟化溫度的溫度，可以用于吹塑或拉伸吹塑具有最終 形狀的容器，或者用于將再次進(jìn)行吹塑或拉伸吹塑的中間體容器。在下面的描述中，術(shù)語(yǔ) “坯體”用于表示預(yù)成型坯，或中間體容器，在所有實(shí)例中坯體具有一個(gè)頸部，該頸部具有一 個(gè)基本上在垂直于坯體縱向軸線的平面內(nèi)延伸的凸緣。一般地，熱塑性材料制成的預(yù)成型坯通過(guò)注射模塑進(jìn)行制造，其頸部具有成為最 終形狀的凸緣，即，一旦獲得最終的容器，則容器就具有了其形狀和準(zhǔn)確尺寸。這就是為什 么要避免加熱預(yù)成型體或中間體容器那部分以避免它變形的很重要的原因，否則將導(dǎo)致吹 塑容器不合格，致使經(jīng)濟(jì)損失。遺憾的是，某種成型過(guò)程，如文獻(xiàn)GB2050919、JP57012618，和US 2004/0202746中 記載的過(guò)程，它們需要熱的模具(由此加熱，或者至少保持在設(shè)定溫度)，使獲得的容器具 有特定的性能，能夠在接下來(lái)的過(guò)程中經(jīng)得住確定的熱作用，例如，沒(méi)有明顯的形變。這特 別適用在設(shè)計(jì)用于熱填充的容器(例如，用諸如茶，高溫消毒的水果汁等的液體)或者甚至 是要經(jīng)過(guò)高溫消毒其容納物過(guò)程的容器。當(dāng)模具被加熱時(shí)，坯體的頸部區(qū)域有可能會(huì)被加熱，在吹塑或拉伸吹塑操作時(shí)，坯 體的主體置于模腔里，其凸緣擱置在模具上。為了阻止坯體的頸部和凸緣被加熱，模具公知設(shè)有冷卻設(shè)施，例如在文獻(xiàn)JP 57084825中記述的。所述設(shè)施由圍繞在容器頸部的半圓環(huán)構(gòu)成，每一個(gè)半圓環(huán)被設(shè)置成其 溫度可通過(guò)合適的冷卻設(shè)施調(diào)節(jié)，所以頸部的整個(gè)區(qū)域，不僅僅是凸緣，都保持在一個(gè)足夠 低的可避免任何形變風(fēng)險(xiǎn)的溫度。更具體地說(shuō)，

圖1和2是顯示現(xiàn)有技術(shù)模具裝置的斷面的截面圖和透視圖，圖2中 的現(xiàn)有技術(shù)的裝置在已經(jīng)公開(kāi)的文獻(xiàn)W02008/009808中有記載。如圖1所示的模具裝置，包括由兩個(gè)半模2形成的模具1，裝配成二者可相互移動(dòng)。兩個(gè)半模2形成的空腔3呈現(xiàn)出最終容器的型腔(圖中未示出)。軸向模腔3由 對(duì)應(yīng)于容器主體的型腔4、對(duì)應(yīng)于所述容器肩部的型腔5和對(duì)應(yīng)于凸緣下部的型腔構(gòu)成，形 成連通所述空腔3與模具1外部的開(kāi)孔6。在各種圖中，模具1的底部未示出。在它的上表面，每一個(gè)半模2具有一個(gè)半圓環(huán)7。當(dāng)兩個(gè)半模2處于閉合的位置 時(shí)，半圓環(huán)7合作構(gòu)成一個(gè)圓環(huán)，特別地，該圓環(huán)用作為接納和抵靠坯體凸緣(未示出)的 表面。該接納和抵靠的表面起作用在容器的凸緣的座8。每個(gè)支撐半圓環(huán)7靠例如螺絲固 定在半模2上。半圓環(huán)7還形成了接納吹塑?chē)娮斓谋砻妫貏e是接納公開(kāi)文獻(xiàn)FR2 764 544中記 載的噴嘴。
一般地，如在圖2中更清楚地記載的，直接在每一個(gè)半模2中提供多個(gè)流道9，通 過(guò)這些流道冷卻液體(一般為制冷水)可以循環(huán)，以這樣的形式來(lái)保證每一個(gè)支撐半圓環(huán) 7(圖2中未示出)處于不會(huì)導(dǎo)致凸緣和坯體的頸部變形的溫度。這些冷卻流道9形成一個(gè) 外觀為W形的回路。因此，可觀察到基于冷卻流道9這種W形的設(shè)置，半模2的開(kāi)孔6的半圓形周緣，直 接在坯體凸緣下方的部分抵靠著該周緣，半圓形周緣沒(méi)有被所述冷卻流道9均勻地冷卻； 所述冷卻流道離開(kāi)所述開(kāi)孔6有不同的距離。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，冷卻流道9在半模2中直接形成。因而它們必須通過(guò)鉆孔形 成，這就使得流道的形成很困難，并且限制了流道的設(shè)置，因?yàn)橹挥行纬删€性的冷卻流道才 有可能，所以需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)W形的冷卻回路。清洗過(guò)程中也很難進(jìn)入流道。因此在模具1 的XX軸的周?chē)O(shè)置冷卻設(shè)施是非常有利的，該裝置可以輕松地保持和清洗，也能將模具的 部分設(shè)計(jì)成與坯體的凸緣連接，以能夠更均勻地冷卻。本發(fā)明的目的是解決上述各種各樣的問(wèn)題。因此，在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制造熱塑性材料的容器的模具，通過(guò)吹塑或 拉伸吹塑一個(gè)含凸緣的頸部的坯體進(jìn)行制造，該模具具有至少一個(gè)軸向的模腔，模腔具有 向外部的開(kāi)孔，并具有多個(gè)引導(dǎo)加熱和冷卻流體的回路，以及用于將在所述開(kāi)孔的凸緣區(qū) 域與所述容器肩部的型腔對(duì)應(yīng)的區(qū)域絕熱的絕熱設(shè)施，所述冷卻套環(huán)區(qū)域的冷卻回路在蓋 的厚度上被刻蝕，該蓋覆蓋了所述絕熱設(shè)施，所述回路在所述蓋的表面上被刻蝕，其面向所 述絕緣設(shè)施，該絕緣設(shè)施用作所述冷卻回路的封閉和密封壁。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)施，模具具有蓋，其形成模腔開(kāi)孔的入口，該入口以座 的形式布置以接納坯體的凸緣。并且，根據(jù)本發(fā)明，在蓋和對(duì)應(yīng)于肩部的型腔區(qū)之間插入的密封裝置為絕熱片的 形式，該絕熱片定位在徑向外殼內(nèi)，外殼設(shè)置在凸緣的座和對(duì)應(yīng)于所述容器肩部的型腔區(qū) 域之間。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)施，絕緣片與蓋位于同一側(cè)，在其外周設(shè)有凹槽，以接納圍 繞著冷卻回路的密封圈。另外，根據(jù)本發(fā)明，冷卻回路具有配合模腔的開(kāi)孔入口的形狀的部分。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)施，絕緣片在與蓋同一側(cè)有一個(gè)平面的第一表面，在與模 具肩部的型腔的同一側(cè)有一個(gè)第二表面，所述第二表面設(shè)有適于接納熱絕緣片材料填充物 的凹槽。另外，根據(jù)本發(fā)明，絕緣片至少形成了圓環(huán)的一部分，該圓環(huán)具有與孔尺寸基本上 互補(bǔ)的中心孔。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)施，蓋設(shè)有接納所有或者一部分絕緣片的凹槽。另外，根據(jù)本發(fā)明，模具本身也可設(shè)有接納所有或者一部分絕緣片的凹槽。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)施，模具由至少兩個(gè)可分離的半模組成，并且每一個(gè)半模 裝有各自的蓋部分，所以每一個(gè)半模包括至少一個(gè)冷卻凸緣的冷卻回路。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制造由熱塑性材料坯體制成的容器吹塑或拉伸吹塑裝置， 該裝置設(shè)置在模具的模腔內(nèi)，該模具具有與所述空腔連通的開(kāi)孔，該開(kāi)孔嵌在接納所述每 個(gè)坯體凸緣的座的邊上，每一個(gè)坯體具有一個(gè)頸部，在吹塑位置中，該頸部從所述開(kāi)孔中露出，此時(shí)坯體接合在所述模腔中，所述模具根據(jù)任一前述設(shè)備設(shè)置。接下來(lái)，本發(fā)明將參照附圖通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)進(jìn)行描述，給出該實(shí)例僅僅是一種說(shuō) 明而并非限制本發(fā)明的范圍，在附圖中-圖1是現(xiàn)有技術(shù)模具裝置斷片的剖視立體圖；-圖2是現(xiàn)有技術(shù)模具裝置斷片的立體圖，示出了冷卻坯體頸部的冷卻裝置，在文 獻(xiàn)W02008/009808中有描述；-圖3是本發(fā)明配置有用于冷卻坯體頸部的冷卻裝置的模具的斷片透視圖；-圖4是具有冷卻蓋的俯視圖，所述蓋中有冷卻流體循環(huán)流道，如虛線所示；-圖5是圖4在5-5上的剖面圖，示出了本發(fā)明冷卻坯體頸部的裝置；-圖6是本發(fā)明冷卻蓋的底部透視圖；-圖7是具有絕緣片的模具的斷片分解透視圖，該絕緣片置于模具上表面和具有 冷卻回路的蓋之間；-圖8是絕緣片底部的圖；如圖3中更具體示出的，本發(fā)明涉及制造熱塑性材料的容器的模具1，通過(guò)吹塑或 拉伸吹塑一個(gè)坯體(一般是一個(gè)預(yù)成型坯或者一個(gè)預(yù)吹塑的預(yù)成型坯)進(jìn)行制造，所述模 具1的一面上具有與模腔3連通的開(kāi)孔6。與現(xiàn)有技術(shù)模具1的元件相同的元件，用相同的附圖標(biāo)記表示。本發(fā)明更特別地但非排他地可應(yīng)用于在加熱狀態(tài)下吹塑或拉伸吹塑的模具坯體 的模具，也就是說(shuō)，在模具中內(nèi)提供一個(gè)加熱回路的模具，以加熱模腔3的內(nèi)周。通常，具有開(kāi)孔6的模具1的表面是指所述模具1的上表面(于是吹塑或者拉伸 吹塑操作在模具頂部進(jìn)行)。然而，本發(fā)明的普遍原理也適用于任何具有與模腔連通的開(kāi)口 的模具的表面。如圖4所示，模具1具有冷卻流體循環(huán)回路11 (冷卻流體優(yōu)選為制冷水)。優(yōu)選地，冷卻回路11不是在模具1中鉆孔，如在圖2示出的現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻流 道9。本發(fā)明具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，能使冷卻回路11由切削加工而成，而不是由鉆孔加工 而成?；芈?1具有區(qū)域12，該區(qū)域具有基本上與模腔3連通的模具1的開(kāi)孔6相配合的 形狀，并且借助于回路11的這個(gè)部分，所述開(kāi)孔6的外周和坯體的凸緣基本上一起被均勻 地冷卻。因此回路11具有一個(gè)大致上與四季豆相似的形狀，其至少一部分位于與開(kāi)孔6保 持一段不變的距離。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻回路3至少部分地形成在固定在模具1表面 14的蓋13或帽的一部分內(nèi)。蓋13設(shè)有座8，座上可支撐坯體的凸緣。凸緣因而通過(guò)蓋13中循環(huán)的冷卻流體冷卻。本發(fā)明特別適用于由至少兩個(gè)可分離半模2組成的模具1，每一個(gè)半模2都設(shè)有冷 卻蓋13的一部分(一般地，該部分由冷卻半蓋13構(gòu)成)，所以每一個(gè)半蓋2設(shè)有至少一個(gè) 冷卻回路11，該冷卻回路部分地對(duì)著半模2的表面14。在蓋13的厚度上，該回路11刻蝕 成四季豆的形狀，置于模具1的內(nèi)表面上。
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蓋13可冷卻凸緣和坯體的在吹塑或者拉伸吹塑操作時(shí)必不能變形的頸部那部 分，同時(shí)設(shè)置在模腔3中坯體的該部分可以在熱的時(shí)候吹塑或拉伸吹塑。為了改進(jìn)對(duì)坯體凸緣的冷卻和提供首先是模具1的加熱，即空腔3的內(nèi)周，和其次 是坯體凸緣的冷卻之間的熱分離，蓋13可與模具1的表面14合作來(lái)限定一個(gè)徑向的凹槽， 該凹槽可定位片15，優(yōu)選為絕緣類(lèi)的(即，由本身為已知的絕熱材料類(lèi)制成)，該片15插入 到所述模具1的表面14和冷卻回路11至少一部分之間，并作為兩者之間的接口界面。一般地，絕緣片15至少形成含中心開(kāi)孔16的圓環(huán)的一部分，該中心孔的尺寸基本 上互補(bǔ)于模具1的開(kāi)孔6。更具體地說(shuō)，在圖7和8所示的實(shí)施例中，絕緣片15為至少一個(gè) 半圓形狀的半圓環(huán)，并適用于與冷卻半蓋13合作和將其自身固定到冷卻半蓋13，該冷卻半 蓋13設(shè)置在模具1的每個(gè)半模2上。片15具有第一表面17，其基本上是平面的(見(jiàn)圖7)，并對(duì)著蓋13，以及第二表面 18 (見(jiàn)圖8)設(shè)有凹槽19，其限定了對(duì)著模具1側(cè)面14側(cè)上的空的容積。每一個(gè)凹槽19襯 有絕緣材料以加強(qiáng)片15的絕緣作用。另外，片15的第一表面17設(shè)有至少一個(gè)圍繞其周邊的凹槽20 (見(jiàn)圖7)，在該凹 槽里設(shè)置一個(gè)密封圈。因此，在蓋13和所述片15的第一表面17之間形成一個(gè)全密封的連 接，其構(gòu)成關(guān)閉和密封冷卻回路11的圍壁。蓋13設(shè)有凹槽21，該凹槽的形狀基本上與片15的形狀互補(bǔ)(見(jiàn)圖6)，從而使得 其至少可相對(duì)于蓋13將片15固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，該片與所述凹槽21全部或部分相配合。同樣地，模具1的表面14設(shè)有凹槽22，在該凹槽里安置有絕緣片15，也與所述凹 槽全部或部分相配合。這兩個(gè)凹槽21和22形成接納所述絕緣片15的徑向外殼，該絕緣片可切斷座8的 區(qū)域和肩部型腔5的區(qū)域之間的熱橋接。一般地，冷卻回路11具有一個(gè)冷卻流體循環(huán)區(qū)域，在該區(qū)域中，冷卻流體部分地 與片15和/或可能地與模具1的表面14接觸。如在圖6和7中更具體地示出，蓋13設(shè)有冷卻流體入口流道23和冷卻流體出口 流道24，這些流道與類(lèi)型本身已知的流體連接管25 (見(jiàn)圖3)連接。入口流道23向冷卻回路11開(kāi)口，以凹槽的形式，在蓋的厚度方向切割，該蓋也設(shè) 置成可接納片15，所以，當(dāng)所述片15置于蓋13上時(shí)，回路11被所述片15的第一表面17關(guān) 閉。蓋13設(shè)有中心孔6，該中心孔設(shè)有一個(gè)縮回臺(tái)階(setback)用以形成座8，在座上 支撐坯體的凸緣。在蓋13中的冷卻回路11位于蓋13中心孔6的邊緣，以便盡可能良好地并且均勻 地冷卻支撐所述蓋13的座8的凸緣區(qū)域。回路11因此有一部分延伸接近蓋13中的開(kāi)口，該部分對(duì)應(yīng)著其形狀基本上配合 開(kāi)孔6形狀的那部分，開(kāi)孔6在所述蓋和所述模具1中。回路11中冷卻流體進(jìn)去的路徑基本上是沿著絕緣片15的內(nèi)邊緣，而冷卻流體回 去的路徑基本上是沿著絕緣片15的外邊緣。為了將蓋13更穩(wěn)固地固定在模具1的表面14上，蓋13具有一個(gè)環(huán)形的圍繞外周 的側(cè)板26，和多個(gè)將其固定到模具1表面14的孔27，例如靠螺絲固定，該表面也設(shè)有螺紋孔28。更通常地，在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種制造由熱塑性材料坯體制成的容器的 吹塑或拉伸吹塑裝置，每一個(gè)坯體位于模具1的空腔3中，如上文所述，所述坯體的頸部露 出表面14，它通過(guò)一個(gè)環(huán)形凸緣支撐在表面上，此時(shí)坯體接合于所述模具1的所述空腔3 中。吹塑裝置可包括一個(gè)鐘形的吹塑?chē)娮?，該噴嘴用于吹塑加壓流體到放置在模具的 模腔3中的坯體，噴嘴具有恰當(dāng)?shù)溺娦蔚亩瞬?，為的是在吹塑時(shí)密封地罩住露出模具的坯 體的頸部，并且特別如圖中實(shí)施例所示，為的是使末端密封地支撐在蓋13上。
權(quán)利要求
一種制造熱塑性材料制成的容器的模具，通過(guò)吹塑或拉伸吹塑具有頸部的坯體，頸部設(shè)有凸緣，該模具具有至少一個(gè)軸向的模腔(3)，該模腔具有向外部的開(kāi)孔(6)，和多個(gè)引導(dǎo)加熱和冷卻流體的回路，模腔還具有將所述開(kāi)孔(6)上的凸緣區(qū)域同與所述容器肩部型腔對(duì)應(yīng)的區(qū)域熱絕緣開(kāi)的熱絕緣設(shè)施；所述模具特征在于，在模具中用于冷卻套環(huán)區(qū)域的冷卻回路(11)在蓋(13)的厚度上被刻蝕，蓋(13)覆蓋了所述熱絕緣設(shè)施，所述回路在所述蓋(13)的表面上被刻蝕，其面向所述絕緣設(shè)施，該絕緣設(shè)施用作所述冷卻回路(11)的封閉和密封壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其特征在于，包括一個(gè)蓋(13)，該蓋(13)形成了模腔(3) 的開(kāi)孔(6)的入口，該入口以座⑶的形式布置以接納坯體的凸緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的模具，其特征在于，包括一個(gè)密封設(shè)施，該密封設(shè)施以熱絕緣片 (15)的形式徑向設(shè)置在凸緣的座(8)和與所述容器肩部的型腔(5)相對(duì)應(yīng)的區(qū)域之間的外 殼內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的模具，其特征在于，在與蓋(13)同一側(cè)上，絕緣片(15)設(shè)有圍繞 其外周形成的凹槽(20)，以接納圍繞著冷卻回路(11)的密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的模具，其特征在于，冷卻回路(11)具有其形狀匹配于模腔(3)的 開(kāi)孔(6)入口形狀的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的模具，其特征在于，絕緣片(15)在與蓋(13)的同一側(cè)上具有平面 的第一平面(17)，在與模具肩部的型腔(5)的同一側(cè)上具有第二表面(18)，所述第二表面 設(shè)有適于接納熱絕緣片材料內(nèi)襯物的凹槽(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的模具，其特征在于，絕緣片(15)至少形成了圓環(huán)的一部分，該圓環(huán) 具有尺寸上基本與孔(6)互補(bǔ)的中心孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的模具，其特征在于，蓋(13)設(shè)有接納絕緣片(15)的凹槽(21)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的模具，其特征在于，在其接納絕緣片(15)的表面(14)內(nèi)，模具設(shè) 有凹槽(22)，其形成了絕緣片(15)的外殼的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的模具，其特征在于，模具由至少兩個(gè)可分離的半模組成，并且 每一個(gè)半模裝有各自的蓋部分(13)，所以每一個(gè)半模包括至少一個(gè)冷卻凸緣的冷卻回路 (11)。
11.一種制造由熱塑性材料坯體制成的容器的吹塑或拉伸吹塑裝置，坯體設(shè)置在模具 ⑴的模腔⑶內(nèi)，該模具具有與所述空腔⑶連通的開(kāi)孔(6)，該開(kāi)孔(6)嵌在接納每個(gè) 所述坯體凸緣的座(8)的邊上，每一個(gè)坯體具有一個(gè)頸部，在吹塑位置中，該頸部從所述開(kāi) 孔(6)中露出，此時(shí)坯體的主體接合在所述模腔(3)中，所述裝置的特征在于，所述模具(1)根據(jù)任一前述權(quán)利要求設(shè)置。
全文摘要
一種通過(guò)吹塑或拉伸吹塑坯體制造熱塑性材料的容器的模具，該模具具有位于模腔(3)開(kāi)口處接納所述坯體凸緣的座(8)，以及冷卻所述凸緣的冷卻設(shè)施，在所述冷卻設(shè)施和模具的模腔(3)肩部的型腔(5)之間，所述模具具有阻斷熱傳遞的絕熱設(shè)施。冷卻凸緣的冷卻回路在蓋(13)中被刻蝕，蓋(13)環(huán)繞模具空腔(3)的開(kāi)口安裝，該刻蝕部分密封地?cái)R置于作為絕熱體的絕緣片(15)上。
文檔編號(hào)B29C49/64GK101952105SQ200880126902
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者尼庫(kù)拉斯·盧梭, 米切爾·諾圖雷 申請(qǐng)人:西德?tīng)柟?br>