專利名稱：通過選擇性激光加熱和自由吹塑形成容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用塑料材料如聚對苯ニ甲酸こニ醇脂(PET)粗坯(通常是預(yù)成型坯，盡管可能涉及中間容器)成形來制造容器，特別是如細頸瓶、小瓶。
背景技術(shù)：
容器的制造包括兩個主要步驟:加熱步驟，在其過程中，粗坯被暴露于紅外發(fā)射源的電磁輻射；隨后是成型步驟，在其過程中，加壓氣體被注入這樣被加熱的粗坯中，以賦予粗坯以最終的容器形狀。成型步驟通常在具有容器型腔的模具中進行。根據(jù)應(yīng)用，容器并不必然地具有回轉(zhuǎn)對稱形狀(多邊形或扁平形狀的容器的情形)，提出成型時材料分布的問題。在以Sidel(西德樂)名義提交的法國專利FR2 703 944 (和其同族美國專利US5 681 521)中描述過的一種解決方案在于:以非均勻的(或“選擇性的”)方式在預(yù)型件周沿上加熱預(yù)成型坯，使得消除局部增厚和獲得在任何部位都近似恒定的壁厚度。然而，這類選擇性加熱的應(yīng)用并不局限于獲得恒定的壁厚度。實際上，法國專利FR2 703 944參照其附圖12，描述了將預(yù)成型坯在環(huán)形部分上選擇性加熱到低于主體其余部分溫度的溫度，以產(chǎn)生較厚的周邊區(qū)域，其起便于抓持容器的機械加固件的作用。不過，如在該現(xiàn)有技術(shù)專利中所指出的，溫度低于主體溫度的環(huán)形部分的產(chǎn)生實際上不能簡單地獲得，這是由于熱輻射的非定向傳播和來自相鄰兩管的輻射的交迭(第23頁第25-30行)。與運動中的預(yù)成型坯的主體相対的反射和非反射區(qū)域引起加熱變化(第23頁第31-36行，圖 13)。然而試驗掲示，即便應(yīng)用專利FR2 703 944中所描述的技術(shù)，加熱在預(yù)成型坯周沿上的非均勻分布有效地允許在非回轉(zhuǎn)對稱的容器形成時獲得材料的均勻分布，但溫度低于主體其余部分的溫度的環(huán)形部分的產(chǎn)生仍不允許獲得能夠確實増加容器剛性的增厚部。實際上，預(yù)成型坯中的溫度變化是非常漸進性的，幅度上有限，以使得，即便使用反射器，也不能得到與在前述專利的圖12上所示的厚度變化同樣急劇的厚度變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在更為有效地采用對預(yù)成型坯(或更為一般性地粗坯)的選擇性加熱，以進行容器的制造。為此，本發(fā)明提出ー種利用熱塑性材料粗坯制造容器的制造方法，所述粗坯具有沿主軸線延伸的主體，所述制造方法包括:一選擇性加熱步驟，其中，所述粗坯的主體暴露于單色或準単色紅外輻射，輻射功率沿所述主體的主軸線進行調(diào)制，以便所述主體具有熱的環(huán)形區(qū)域和相比較而言更冷的環(huán)形區(qū)域的交替，所述熱的環(huán)形區(qū)域的溫度遠高于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，而所述更冷的環(huán)形區(qū)域的溫度接近所述玻璃轉(zhuǎn)化溫度；一成型步驟，其中，加壓流體被注入這樣加熱過的所述粗坯中，所述成型步驟以自由膨脹進行。通過該方法獲得的容器的結(jié)構(gòu)剛性大且形狀規(guī)則，即便成型以自由膨脹實施。擺脫模具，允許實現(xiàn)顯著經(jīng)濟節(jié)約。優(yōu)選地，在加熱步驟中，按照區(qū)域交替地將輻射功率調(diào)節(jié)到高值和低值。輻射功率甚至可被調(diào)制，以便粗坯主體的一些環(huán)形區(qū)域是不被照射的。實際上，輻射功率優(yōu)選地被調(diào)制以便熱的環(huán)形區(qū)域的峰值溫度顯著高于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，和以便冷的環(huán)形區(qū)域的谷值溫度接近材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。涉及到成型，可在完全不用導(dǎo)向面、或者布置有模底以在容器上形成環(huán)形底座的情形下實施所述成型。在成型時注入的流體的壓カ優(yōu)選地低于10巴；根據(jù)一具體實施方式
，成型時注入的流體的壓カ大約為5巴。所使用的紅外輻射可以是激光輻射，其例如來自垂直腔面發(fā)射激光二極管(VCSEL:垂直腔面發(fā)射激光器)。


通過閱讀下文參照附圖進行的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將得到展示，附圖中::ー圖1是透視圖，局部地示出加熱單元，加熱單元包括被點狀紅外源鋪覆的壁，預(yù)成型坯行進過該壁前面；—圖2是圖1的加熱單元的正視圖；一圖3是圖2的加熱單元沿剖面II1-1II的橫向剖視圖；一圖4是簡圖，在中心示出被選擇性加熱的預(yù)成型坯，在左側(cè)示出表示源面對預(yù)成型坯輻照的強度的輪廓的線圖，在右側(cè)示出表示預(yù)成型坯的溫度變化的溫度圖；一圖5是剖視圖，以虛線示出預(yù)成型坯而以實線示出已成形的容器；小圖以放大比例示出容器壁的一些細部；一圖6是示出容器的一實施變型的剖視圖。
具體實施例方式在圖1到圖3上示意性地示出加熱行進的容器粗坯2的加熱單元I。粗坯2在此情形下是預(yù)成型坯，不過也可以涉及已經(jīng)受過臨時成形作業(yè)和用于經(jīng)受一個或多個后繼作業(yè)以獲得最終容器的中間容器。每個以熱塑性材料如聚對苯ニ甲酸こ醇酯(PET)制的預(yù)成型坯2，包括ー頸部3和一主體4，頸部3不經(jīng)受(或略微)經(jīng)受加熱，頸部形狀是最終的，主體4在與頸部3相対的方向上終止于一半球形基底5。在頸部3和主體4之間的接合處，預(yù)成型坯2具有環(huán)箍6，在多個制造容器的步驟，預(yù)成型坯2通過環(huán)箍6進行懸桂。但在加熱單元1中，預(yù)成型坯2固定于樞轉(zhuǎn)支架，樞轉(zhuǎn)支架稱為轉(zhuǎn)盤，帶動預(yù)成型坯2圍繞其主軸線A轉(zhuǎn)動，以將整個主體4置于加熱。在圖1到圖3上，示出頸部3向上的預(yù)成型坯2，不過這種表示是隨意的和示意性的，預(yù)成型坯2可以頸部3朝下地定向。加熱單元I具有輻射壁7，預(yù)成型坯2面對該輻射壁行進。該壁7被鋪覆有多個電磁輻射源8，所述多個電磁輻射源以同時単色(或偽單色)且朝預(yù)成型坯2定向的方式在紅外區(qū)域中進行發(fā)射。理論上，單色輻射源是發(fā)射單ー頻率正弦波的理想源。換句話說，其頻譜由譜寬為零的單ー譜線(Dirac (狄拉克))組成。實際上，這類源并不存在，實際的源最好是偽單色的，即其頻譜在譜寬較小卻非零的頻帶上延伸，所述頻帶定中心在輻射強度最大的主頻率上。在本說明書中，這類實際輻射源被稱為單色輻射源。此外，在本說明書中，將在離散頻譜上以偽單色模式進行發(fā)射的源定性為“偽単色源”，所述離散頻譜包括在不同的主頻率上定中心的多個窄頻帯。又稱多模源。實際上，這些源8是通過井置和疊置組織以形成一個矩陣9的紅外激光二極管。根據(jù)優(yōu)選的ー實施方式，矩陣9是ー垂直腔面發(fā)射激光二極管8矩陣(VCSEL)，每個ニ極管8例如發(fā)射ー激光束10，激光束10的額定單位功率為大約I瓦特，其波長位于短紅外和中紅外范圍內(nèi)，例如大約為I Pm。在預(yù)成型坯的范圍內(nèi)，ニ極管8可被視作點源，每個點源發(fā)射一定向輻射，即光束10的形式，光束10的頂部立體半角是封閉的，優(yōu)選在10°到60°之間。光束10可以是回轉(zhuǎn)對稱的(即具有圓形截面)，或不是回轉(zhuǎn)對稱的(例如具有橢圓形截面)。本專利申請的目的不在于詳細描述ニ極管8矩陣9的結(jié)構(gòu)。這就是為什么以ー板的形式簡化表示矩陣9的原因，ニ極管8則以點的形式呈現(xiàn)。加熱單元I被設(shè)計用以允許對由每個ニ極管8或由ニ極管組發(fā)射的輻射功率(又稱為強度)進行調(diào)制。在此情形下，矩陣9被細分為疊置的多個區(qū)域9A、9B、……、91，每個區(qū)域集合多行功率相同且同時被調(diào)制的ニ極管8。這類調(diào)制可通過電子方式實施，例如在一監(jiān)控器上觀察到每個區(qū)域9A、9B、……、91的ニ極管8的功率。該監(jiān)控器可以是觸摸式的，對于每個區(qū)域顯示一光標，滑動光標則引起將由區(qū)域9A、9B、……、91的ニ極管8發(fā)射的輻射的功率調(diào)制到一數(shù)值，該數(shù)值在預(yù)定最小值Pu、(例如零)和例如對應(yīng)ニ極管8額定功率的最大值之間。在圖2上示出將矩陣9細分為高度相等的疊置區(qū)域9A、9B、……、91的一特定情形，這些區(qū)域在該圖上通過在右側(cè)上可見的大括號來體現(xiàn)。在該圖上可以看見，預(yù)成型坯2的主體4的高度小于矩陣9的高度，矩陣9的高度實際上適于對各種不同高度的預(yù)成型坯2進行加熱。還在該圖上表示出工作區(qū)域9A、9B、……、91面對預(yù)成型坯2，其輻射能夠到達預(yù)成型坯；位于下方的區(qū)域被視為是非工作區(qū)域，即要么這些區(qū)域是完全熄滅的，要么在最小值Pu、不為零時，其功率默認被調(diào)節(jié)到該最小值。隨意地，出于可讀的目的，在圖1到圖3上示出低密度的ニ極管8，使得每個區(qū)域9A、9B、……、91僅僅包括三行ニ極管8。實際上，VCSEL板上的ニ極管密度顯著更高，每個區(qū)域9A、9B、……、91可包括遠多于三行的ニ極管8行數(shù)。 期望進行對每個預(yù)成型坯2的選擇性加熱，以獲得主體4的壁沿其主軸線A的溫度變化，更為確切的說，獲得熱的與冷的環(huán)形區(qū)域(或段部)4A、4B、……、41的交替。
為此，將區(qū)域9A、9B、……、91的功率交替地調(diào)節(jié)到一高值(等于最大值，或接近最大值，即具有10%或20%的減小)和ー低值(等于最小值，或接近最小值，即具有10%或20%的増加)，注意上部區(qū)域9A和下部區(qū)域91被調(diào)節(jié)到高值，上部區(qū)域9A與主體4的頸部下方區(qū)域面對，下部區(qū)域91與基底面對。將其ニ極管8的功率被調(diào)節(jié)到高值的區(qū)域及這些ニ極管8定性為“點亮的ニ極管”，將其ニ極管8的功率被調(diào)節(jié)到低值的區(qū)域及這些ニ極管8定性為“熄滅的ニ極管”。功率線圖在圖4的左側(cè)是可見的?？梢钥匆娫摼€圖呈鋸齒狀。這種調(diào)節(jié)也在圖3上示出，其中，示出通過點亮區(qū)域9A、9C、9E、9G、9I的ニ極管8發(fā)射的光束10，熄滅的ニ極管8被視為不發(fā)射任何輻射，或者發(fā)射的輻射過弱而不被考慮?？梢钥匆?，即便每個ニ極管所發(fā)射的、圍繞對應(yīng)于光束10立體角等分線的軸線X輻射(該角等分線垂直于矩陣9的內(nèi)表面和預(yù)成型坯2的主軸線A)的光束10輻散，主體4的段部4B、4D、4F、4H并不經(jīng)受矩陣9的直接輻射。將受到ニ極管8直接輻射的主體4段部4A、4C、4E、4G、4I定性為“照射段部”，將沒有受到ニ極管8直接輻射的、或者受到ニ極管8的邊緣性較弱輻射的主體4段部4B、4D、4F、4H定性為“未照射段部”，所述邊緣性較弱輻射不與該段部相面對，且其功率分布是聞斯分布。如果將與預(yù)成型坯2本身相關(guān)的光學(xué)效應(yīng)(衍射，散射，反射)視為是可忽略的，則未照射段部4B、4D、4F、4H的有效存在取決于多個可調(diào)節(jié)的參數(shù)，特別是:—光束10的立體角，一點亮區(qū)域9A、9C、9E、9G、9I的高度和熄滅區(qū)域9B、9D、9F、9H的高度(其對應(yīng)于點亮區(qū)域9A、9C、9E、9G、9I之間的間距)，—預(yù)成型坯2到矩陣9的距離，—與矩陣9相面對的反射器的可能存在。此外，與矩陣9相面對的反射器的可能存在，還可能對輻射沿預(yù)成型坯2的分布具有影響。本領(lǐng)域技術(shù)人員因此可調(diào)整這些因素，以獲得所期望的照射段部4A、4C、4E、4G、4I和未照射段部4B、4D、4F、4H的交替。在圖3上的示例中，點亮的ニ極管8的立體角大約為22° ;(點亮或熄滅)區(qū)域9A-9I的高度與預(yù)成型坯2到矩陣9的距離使得:在主體上出現(xiàn)照射段部4A、4C、4E、4G、4I和未照射段部4B、4D、4F、4H的交替。吸收板11 (或反射板)在環(huán)箍6處水平地布置在輻射壁7和預(yù)成型坯2之間的空隙中，以防止頸部4受到紅外輻射?？紤]到點亮的ニ極管8的光束10的幅散，光束交迭和合井，以對于每個點亮區(qū)域9A、9C、9E、9G、9I行形成ー個多重光束，多重光束的功率分布是高斯分布類型的:中心最大而逐漸減小到邊部上。這就是為什么由預(yù)成型坯2有效接收到的輻射功率并不確切地對應(yīng)在圖4左側(cè)示出的線表的輻射功率、而是具有在以下最大值和最小值之間連續(xù)變化的原因:一所述最大值位于照射段部4A、4C、4E、4G、4I的中心點，所述中心點與對應(yīng)的點亮區(qū)域9A、9C、9E、9G、9I的中線正對，和一所述最小值位于未照射段部4B、4D、4F、4H的中心點，這些中心點與對應(yīng)的熄滅區(qū)域9B、9D、9F、9H的中線正對。
與位于左側(cè)的功率線圖相對，在圖4的預(yù)成型坯2上示出灰色的未照射段部4B、4D、4F、4H和白色的照射段部4A、4C、4E、4G、41。如在附圖上可視的，照射段部和未照射段部沿著主體4的主軸線A交替。通過閱讀前面的闡述，可以理解該附圖是示意性的。實際上，照射段部和未照射段部的交替也不是這樣分明的，這是因為由預(yù)成型坯2接收到的輻射的變化是連續(xù)的。在圖4右側(cè)的線圖上，與預(yù)成型坯相對，一溫度圖示出如暴露于在圖左側(cè)上的線圖的紅外輻射的主體4的壁的溫度變化。該線圖表示由預(yù)成型坯2有效吸收的輻射功率?？梢杂^察到，溫度圖具有基本正弦形的輪廓，對應(yīng)照射段部4A、4C、4E、4G、4I中心的峰值12(即最大值)和對應(yīng)未照射段部4B、4D、4F、4H中心的谷值13 (即最小值)交替。根據(jù)所選定的ニ極管類型(即根據(jù)ニ極管8的額定功率和光束10的立體角)，對點亮區(qū)域9A、9C、9E、9G、9I的功率調(diào)節(jié)和對預(yù)成型坯2到矩陣9的距離調(diào)節(jié)被選擇成:對應(yīng)峰值12的溫度遠高于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(在PET的情形下大約為80°C)，對應(yīng)谷值13的溫度大于玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg，但接近該玻璃轉(zhuǎn)化溫度。表述“遠高干”意味著峰值12溫度比玻璃轉(zhuǎn)化溫度大至少20% ;術(shù)語“接近”意味著谷值13溫度比玻璃轉(zhuǎn)化溫度大不超過10%。此外，頸部3沒有被照射(或極輕微地被照射，這是由于通過板進行了隔離)，頸部中壁的溫度較低，即接近周圍環(huán)境溫度。因此，在加熱結(jié)束吋，預(yù)成型坯2的主體4具有熱段部(對應(yīng)照射段部4A、4C、4E、4G、4I)和相比較而言較冷的段部(對應(yīng)未照射段部4B、4D、4F、4H)的交替，熱段部的壁溫度(基本在熱段部的中線上測得)遠大于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，相比較而言較冷的段部的溫度(同樣基本在較冷段部的中線上測得)接近玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg。換句話說，主體4具有由于溫度遠高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度而變形性高的段部(熱段部)與由于溫度接近玻璃轉(zhuǎn)化溫度而變形性低的段部(冷段部)的交替。當(dāng)容器14的成形以自由膨脹實現(xiàn)、即容器的成形不是在配有帶容器型腔的側(cè)壁的模具內(nèi)執(zhí)行時，這樣加熱過的預(yù)成型坯2顯示出令人驚奇的結(jié)果。實際上，吹塑可以是:一完全自由的(圖5)，即無論在容器14的主體4還是基底5處，都不存在成形時材料可貼靠的任何側(cè)導(dǎo)向面或下導(dǎo)向面，或一局部自由的，S卩，盡管沒有帶容器型腔的任何壁，但具有容器可局部地支靠在其上的表面，如:一圓柱形型板(calibre)，其保證對展開中的泡體的直徑進行限制和軸向引導(dǎo)，或甚至ー模底15，其被構(gòu)造成在容器的基底5上形成底座16 (例如環(huán)形的，如在圖6上所示)，底座用于保證在平坦面上放置的容器14的穩(wěn)定性。實際上，熱的預(yù)成型坯2簡單地被安裝在支架17上，預(yù)成型坯通過其環(huán)箍6懸掛在該支架上。繼而加壓流體(例如氣體如空氣，或甚至液體)通過噴嘴18被注入預(yù)成型坯2中，噴嘴18覆蓋頸部3，密封地緊貼在支架上。在合適壓カ的流體的注入則引起容器14的吹塑成型?？梢钥匆姡撟罱K容器14具有環(huán)形球狀區(qū)域19和環(huán)形彎拱狀區(qū)域20的交替，環(huán)形球狀區(qū)域19 (在下文中被稱為球狀部)的凹面朝向容器14內(nèi)部，環(huán)形彎拱狀區(qū)域20 (或縮窄區(qū)域，在下文中被稱為腰帶部)的凹面朝外，其全徑小于球狀部19的全徑。因此可以注意到，容器14的壁的彎曲面在球狀部19和腰帯部20之間反過來。
在圖5上、更為確切地在右側(cè)的細部圖上可以看見:—腰帶部20的壁厚度大于球狀部19的壁厚度，一腰帯部20的軸向延長部分或高度hi遠小于球狀部的軸向延長部分或高度h2，至少為I到3 (在附圖上的容器14的下部分中)、甚至I到5 (在容器14的上部分中)的比率；一球狀部19的壁厚度基本是恒定的；一相反地，腰帯部20的壁厚度是變化的，腰帯部20在徑向截面中呈新月形狀，在垂直于主體4的軸線A的中平面P中具有最大厚度e ；一在腰帶部20的中平面P處的容器14的壁厚度等于或大于在球狀部19處的壁厚度的兩倍；一腰帯部20全都具有基本相等的全徑Dl ；一同樣地，除頸部外，球狀部具有基本相等的全徑D2，全徑D2大于腰帯部的全徑。球狀部19對應(yīng)于具有高變形性的預(yù)成型坯的熱段部4A、4C、4E、4G、4I ;腰帶部20對應(yīng)于低變形性的冷段部4B、4D、4F、4H。在吹塑時可以觀察到，冷段部4B、4D、4F、4H (它們變成腰帶部20)以軸向引導(dǎo)件的方式作用，用以使泡體(bulle)展開，通過在由頸部3注入的流體的壓力作用下的預(yù)成型坯2變形，泡體逐漸將其形狀賦予最終容器14。實際上，隨著泡體展開，腰帯部20保持其姿態(tài)，即腰帶部保持在垂直于預(yù)成型坯2的主體4的主軸線A的平面中，同時隨著將它們逐漸分隔的球狀部19的展開，彼此軸向地分開。冷段部4B、4D、4F、4H是可足夠變形的，以在中等壓カ(低于10巴，甚至大約5巴)下適當(dāng)?shù)貜较蚶?，如在圖5和圖6上所示，可以觀察到，在腰帯部20處的預(yù)成型坯2直徑的增加是足夠大的。相反地，考慮到冷段部的接近玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg的材料溫度，冷段部4B、4D、4F、4H不是足以進行顯著軸向拉伸的可變形的。因此，軸向拉伸較小，低于50% (即容器的腰帯部20的高度小于預(yù)成型坯2的冷段部4B、4D、4F、4H高度的1.5倍)。可以觀察到，在腰帯部20處的容器14的壁厚度基本等于(實際上剛小于)預(yù)成型坯2的壁厚度。最后，最終容器的腰帶部20的材料基本是沿徑向方向的單向定向的，而球狀部19的材料是同時徑向地和軸向地雙定向的。腰帶部20的直徑Dl和球狀部的直徑D2之間的比率D1/D2在3/5 (特別是在容器14的上部分中、在頸部處)到4/5 (特別是在容器14的下部分中)之間。如已看見的，吹塑可以是完全自由的(圖5)，容器14于是具有呈球冠形狀的基底21，這是由于基底的展開不受任何壁限制。吹塑還可以是局部地自由的(圖6)，容器14的基底21通過模底15成形，模底15布置在預(yù)成型坯2的軸線A中，在吹塑結(jié)束時材料會緊貼到模底上。在本示例中，模底15具有鼓起的中心部分22 (例如呈球冠形)，以在容器基底21上形成向容器14內(nèi)部凸出的凹狀拱形體23，拱形體的周沿形成環(huán)形底座16，通過該環(huán)形底座，容器14可穩(wěn)定地靠置在平坦面如桌子上。在下文中概括上述方法的公認優(yōu)點和其效果。首先，通過定向單色輻射源(如激光器)的紅外輻射對預(yù)成型坯2的選擇性加熱足夠精確，以獲得清楚界定的冷熱交替的冷段部和熱段部之間的顯著溫度變化，這與如在溫度變化是極漸進的前述法國專利FR2 703 944中所描述的常見加熱是相反的。如已看見的，甚至可以完全不照射預(yù)成型坯2的某些段部，這些段部盡管在照射段部附近通過熱傳導(dǎo)變熱，但僅僅熱到剛剛大于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg的受控溫度。這些冷段部4B、4D、4F、4H的低變形性，與預(yù)成型坯2上的冷段部4B、4D、4F、4H和熱段部4A、4C、4E、4G、4I的交替相結(jié)合，允許在自由吹塑時，保證對膨脹中的泡體的精確軸向引導(dǎo)，而沒有顯著的偏斜。這不是普通的自由吹塑中的情形，普通的自由吹塑如在法國專利FR2 848 906 (Sidel)中所描述的，在其中，經(jīng)常注意到泡體偏斜到軸線外，這導(dǎo)致產(chǎn)生形狀不受控制的容器(最為常見的是呈豆形的整體形狀)。第二，自由吹塑并不以損害容器14的結(jié)構(gòu)剛度來進行。因此，上文所描述的、在圖5和圖6上所示的容器14的剛度是非凡的。這源于:一首先，容器14的多環(huán)節(jié)形狀，其球狀部19和腰帯部20相交替；一在腰帯部20處的材料增厚，其對變形(特別是橢圓化)的耐抗性非常高；一球狀部19的幾何形狀，其不受約束的展開產(chǎn)生自然穩(wěn)定的和堅固的球形形狀(特別是沿軸向方向)。試驗顯示:引起容器14變形(特別是橢圓化)所需的擠壓カ遠高于手持容器14以正常使用(操作，儲存，拔塞，倒空)的通常力。這樣獲得的容器14相對于通過如在前述法國專利FR2 848 906中所描述的普通自由吹塑所獲得的容器，構(gòu)成重大進步，在普通的自由吹塑中，容器的機械穩(wěn)定性非常弱，哪怕最小力的握持都會引起壁的凹陷。第三，如試驗所掲示的，借助于選擇性加熱的精度，整個容器制造エ序具有優(yōu)良的可重復(fù)性，在來自同一エ序(對輻射和吹塑壓カ的調(diào)節(jié)相同)的兩個容器14之間會存在的可能差異是肉眼難以察覺的。因而，與用模具實施的吹塑相比，感覺不到任何的質(zhì)量損失，所述方法因此是可大規(guī)模エ業(yè)生產(chǎn)的。第四，考慮到模具的成本和其設(shè)計、其安裝和其維護所花費的時間，沒有模具則允許實現(xiàn)顯著的經(jīng)濟節(jié)約。該優(yōu)點在上文所述的已知的自由吹塑中顯得是潛在的，而所用方法所固有的容器外觀缺陷，使其限于容器外觀不是極重要的一些市場。相反地，利用上文所述的方法，所獲得的容器具有的外觀即便還可以進行完善，但在全球任何地方、包括容器外觀是極重要的市場上都是可接受的。第五，如已看到的，成型能以中等壓カ(低于10巴，甚至大約5巴)實施，這遠低于當(dāng)成型在模具中實施時所要求的高壓(大于20巴，否則，容器挨靠模具壁的形狀成形不是完整的)。由此顯著節(jié)約了能量，吹塑能夠利用必要時可降到7巴的普通氣動供應(yīng)裝置來實施，而普通的成型要求專門的氣動線路，其耗能且需要嚴格的安全措施。
權(quán)利要求
1.用熱塑性材料的粗坯(2)制造容器(14)的制造方法，所述粗坯具有沿主軸線(A)延伸的主體(4)，其特征在于，所述制造方法包括: 一選擇性加熱步驟，其中，所述粗坯(2)的主體(4)暴露于單色或準単色紅外輻射，輻射功率沿所述主體(4)的主軸線(A)進行調(diào)制，以便所述主體具有溫度遠高于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(!'8)的熱的環(huán)形區(qū)域(4ム、4(:、4￡、46、41)、和溫度接近所述玻璃轉(zhuǎn)化溫度(1'8)的較冷的環(huán)形區(qū)域(4B、4D、4F、4H)的交替； 一成型步驟，其中，加壓流體被注入這樣加熱過的所述粗坯(2)中，所述成型步驟以自由膨脹進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述加熱步驟中，按區(qū)域(9A、9B、……、91)交替地調(diào)節(jié)所述輻射功率到高值和低值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述輻射功率被調(diào)制成，所述粗坯(2)的主體(4)的一些環(huán)形區(qū)域(4B、4D、4F、4H)未受到照射。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的制造方法，其特征在于，所述輻射功率被調(diào)制成，所述熱的環(huán)形區(qū)域(4A、4C、4E、4G、4I)的峰值(12)溫度遠高于所述材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)，和所述冷的環(huán)形區(qū)域(4B、4D、4F、4H)的谷值(13)溫度接近所述材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)0
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的制造方法，其特征在于，完全不用導(dǎo)向面來實施所述成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的制造方法，其特征在于，布置模底(15)以在所述容器(14)上形成底座(16)，來實施所述成型。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的制造方法，其特征在于，在所述成型時注入的流體的壓カ低于10巴。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述成型時注入的流體的壓カ大約為5巴。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的制造方法，其特征在干，所述紅外輻射是激光輻射。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述激光輻射來自于垂直腔面發(fā)射激光二極管(VCSEL)。
全文摘要
利用熱塑性材料粗坯(2)制造容器(14)的制造方法，粗坯具有沿主軸線(A)延伸的主體(4)，所述制造方法包括選擇性加熱步驟，其中，粗坯(2)的主體(4)暴露于單色或準單色紅外輻射，輻射功率沿所述主體(4)的主軸線(A)進行調(diào)制，以便所述主體具有熱的環(huán)形區(qū)域(4A、4C、4E、4G、4I)和較冷的環(huán)形區(qū)域(4B、4D、4F、4H)的交替，所述熱的環(huán)形區(qū)域的溫度遠高于材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)，而所述冷的環(huán)形區(qū)域的溫度接近所述玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)；成型步驟，其中，加壓流體被注入這樣加熱過的所述粗坯(2)中，所述成型步驟以自由膨脹進行。
文檔編號B29C35/08GK103097110SQ201180042663
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者C·貝勒克, M·德里安, G·弗約萊, I·馬約 申請人:西德爾合作公司