用于制造容器的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造容器的裝置，尤其是通過(guò)吹塑模制的方法制造容器的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于采用這種裝置來(lái)制造容器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通過(guò)吹塑模制來(lái)制造容器是眾所周知的，其中，通常被稱為“預(yù)成型件”的、大體呈管狀的塑性型坯布置在模具的空腔中，且通過(guò)將加壓流體注射至所述預(yù)成型件中而使該塑性型坯膨脹成空腔的形狀。該方法非常適用于快速地制造統(tǒng)一具有高質(zhì)量的容器。
[0003]該過(guò)程的常用變型是拉伸吹塑模制，其中，伸展桿插入預(yù)成型件內(nèi)并抵靠預(yù)成型件的內(nèi)表面推動(dòng)，從而使預(yù)成型件沿其縱軸線變形。這樣的具體有益效果在于，使得操作人員能夠更大程度地對(duì)預(yù)成型件的縱向變形進(jìn)行控制，從而使得能夠生產(chǎn)比僅通過(guò)簡(jiǎn)單的膨脹更大的容器形狀范圍。
[0004]典型的吹塑模制裝置包括模具，在模具中設(shè)置有待制造容器形式的模腔。預(yù)成型件以大體呈管狀的形式提供，其總體類似于試管，且至少部分地布置在模具內(nèi)，通常通過(guò)布置在模具上表面的孔中而插入模腔中。
[0005]在將預(yù)成型件插入模具之前，將預(yù)成型件從制造預(yù)成型件的溫度大體加熱至熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上。這會(huì)軟化預(yù)成型件，因而提高預(yù)成型件的變形傾向，從而促進(jìn)預(yù)成型件形成容器。
[0006]優(yōu)選地，預(yù)成型件的一小部分從模具突出，從而允許將注射頭附接至與預(yù)成型件的內(nèi)部空腔連通的預(yù)成型件的嘴部。預(yù)成型件的該嘴部通常設(shè)有螺紋、墊環(huán)或用于與諸如蓋的封閉設(shè)備相連接的其它此類器件，且在容器形成過(guò)程期間基本保持不變，而預(yù)成型件的其余部分則膨脹成容器。
[0007]為了完成預(yù)成型件的膨脹，將受壓流體注射至預(yù)成型件的空腔中，以使預(yù)成型件膨脹。雖然這種流體通常為諸如壓縮空氣的壓縮氣體，但眾所周知的是，可注射不可壓縮的注射液體來(lái)替代壓縮氣體。這提供了對(duì)模制過(guò)程的更大程度的控制，且在注射液體是將被包裝至該容器內(nèi)的情況下，結(jié)合了形成和填充步驟，從而在處理效率上實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)大的獲益。
[0008]雖然諸多此類吹塑模制過(guò)程應(yīng)用如上所述的模具，但最近變得公眾所知的是通過(guò)自由吹塑來(lái)形成容器。在自由吹塑過(guò)程中，預(yù)成型件在其開放端處固定于模制裝置中，但是在其他發(fā)明則由于預(yù)成型件在注射液體的壓力下膨脹而不受至模具的約束。在該過(guò)程的常用變型中，提供局部模具來(lái)限定容器的一部分，例如，提供淺的杯形板來(lái)限定容器的底部，同時(shí)允許預(yù)成型件在其表面的其他部分上自由地膨脹。
[0009]自由吹塑模制過(guò)程的優(yōu)勢(shì)在于，容器的尺寸是注射至容器中的液體的體積的函數(shù)，自由吹塑模制過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)還在于，其將提供模具的成本將至最低或消除了提供模具的成本。
[0010]自由吹塑模制過(guò)程并非沒(méi)有缺點(diǎn)。在制造容器期間，預(yù)成型件冷卻，這種冷卻隨著容器的膨脹而加速。具體地，注射液體將用作散熱器，從而將熱量從預(yù)成型件吸出。這就限制了可在預(yù)模制體冷卻至可發(fā)生膨脹而不在最終的容器中產(chǎn)生缺陷的溫度之下之前制造的容器的最大體積。
[0011]為了克服該缺點(diǎn)，必須補(bǔ)償形成過(guò)程期間的熱損失，這目前通過(guò)提供比其它方式所必需的預(yù)成型件更厚且更重的預(yù)成型件以補(bǔ)償對(duì)于注射液體的熱損失來(lái)實(shí)現(xiàn)。如此形成的容器的缺點(diǎn)在于相應(yīng)增加的厚度、重量和費(fèi)用。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種容器制造裝置，其提供用于加熱在自由吹塑模制過(guò)程中經(jīng)歷膨脹的預(yù)成型件的器件。本發(fā)明的另一目的在于提供應(yīng)用這種裝置的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]在本發(fā)明的第一方面，提供一種用于制造容器的裝置，其包括注射頭。注射頭配置成通過(guò)所述注射頭的噴嘴在注射液體源與大體呈管狀的預(yù)成型件的預(yù)形成空腔之間建立流體連通。所述注射頭的縱軸線基本豎直地定向并經(jīng)過(guò)所述噴嘴。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述裝置還包括布置成將紅外輻射發(fā)射至膨脹區(qū)中的多個(gè)紅外線發(fā)射元件。所述膨脹區(qū)布置成鄰近所述噴嘴并圍繞所述注射頭的所述縱軸線，所述膨脹區(qū)還配置成當(dāng)所述預(yù)形成空腔布置成與所述注射頭的所述噴嘴流體連通時(shí)容納所述預(yù)成型件。
[0015]有利之處在于，在使用該裝置期間，被導(dǎo)入膨脹區(qū)中的紅外輻射會(huì)加熱被設(shè)置在膨脹區(qū)中的預(yù)成型件。具體地，膨脹區(qū)鄰近注射頭的噴嘴設(shè)置意味著，當(dāng)將注射頭定位成與預(yù)成型件流體連通以將預(yù)成型件形成為容器時(shí)，預(yù)成型件被定位在膨脹區(qū)內(nèi)并會(huì)通過(guò)紅外線發(fā)射元件發(fā)射至膨脹區(qū)中的紅外輻射進(jìn)行加熱。因而，可補(bǔ)償預(yù)成型件中對(duì)于注射液體的熱損失，從而避免需要提供重預(yù)成型件來(lái)提供所需熱量。與本領(lǐng)域公知的裝置相比，這樣構(gòu)思的容器制造裝置會(huì)制造更便宜且具有更統(tǒng)一的高質(zhì)量的容器。
[0016]在可能的實(shí)施方式中，紅外線發(fā)射元件具有大體豎直定向的縱軸線。所述紅外線發(fā)射元件布置成以大體相等的間距、以基本符合彎曲輪廓的布局圍繞注射頭的縱軸線。
[0017]優(yōu)選地，彎曲輪廓大體為圓形。
[0018]有利之處在于，沿著彎曲輪廓圍繞膨脹區(qū)布置成的、豎直定向的紅外線元件陣列會(huì)輻射，從而在注射頭的縱軸線處產(chǎn)生在每個(gè)方向上都均勻的輻射。當(dāng)彎曲輪廓大體為圓形時(shí)，該輻射圍繞預(yù)成型件的縱軸線也是均勻的。這促進(jìn)布置在該膨脹區(qū)的預(yù)成型件對(duì)稱地變形成具有均勻圓形橫截面的容器。從而，使得通過(guò)如此配置的裝置制造的容器更均勻。
[0019]在另一可能的實(shí)施方式中，紅外線發(fā)射元件具有大體水平定向的縱軸線，并被分組成多個(gè)陣列，其中，每個(gè)元件與各自陣列中的每個(gè)其它元件大體平行。所述陣列以大體相等的間距圍繞所述注射頭的縱軸線進(jìn)行布置。
[0020]可選地，每個(gè)紅外線發(fā)射元件都以基本符合彎曲輪廓的布局進(jìn)行布置。
[0021]具體地，彎曲輪廓大體是一段圓弧。
[0022]可替代地，每個(gè)陣列的紅外線發(fā)射元件都布置成基本共面。
[0023]以這些布局中的一個(gè)來(lái)布置紅外線發(fā)射元件的有益之處在于，紅外線發(fā)射元件的配置將沿著縱軸線控制膨脹區(qū)的紅外線輻射的強(qiáng)度。從而，可以調(diào)整對(duì)布置在膨脹區(qū)中的預(yù)成型件的輻射，由此實(shí)現(xiàn)在沿預(yù)成型件的長(zhǎng)度的某些區(qū)域中的熱量比其它區(qū)域的熱量更多，從而在由預(yù)成型件制造容器期間實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)成型件膨脹的更多控制?？商娲?，可調(diào)整輻射以確保平均和一致的輻射，從而確保預(yù)成型件的平均和一致的加熱。由此，使該裝置更有能力且更適合，并且增大該裝置可制造的容器形式的范圍。
[0024]優(yōu)選地，紅外線發(fā)射元件布置成使得垂直于每個(gè)元件的縱軸線的線既在所述元件的中點(diǎn)處與所述元件相交，又與所述注射頭的縱軸線相交。
[0025]有利之處在于:這樣配置的裝置的紅外線發(fā)射元件會(huì)關(guān)于注射頭的縱軸線對(duì)稱地定位；紅外線發(fā)射元件的兩端會(huì)距離所述縱軸線等距。布置在這樣配置的裝置的膨脹區(qū)中的預(yù)成型件會(huì)接收橫向?qū)ΨQ的紅外線輻射，從而提高該裝置的操作的一致性和均勻性。
[0026]在實(shí)際的實(shí)施方式中，紅外線發(fā)射元件是紅外發(fā)光二極管。
[0027]有利之處在于，紅外發(fā)光二極管緊湊且高效；使用紅外發(fā)光二極管既提高了該裝置可配置的靈活性，又提高了該裝置的操作效率。
[0028]可替代地，紅外線發(fā)射元件是鎢絲白熾燈。
[0029]有利之處在于，鎢絲白熾燈便宜，并且相對(duì)于由其它類型的紅外線發(fā)射元件發(fā)射的紅外輻射，鎢絲白熾燈發(fā)射強(qiáng)度非常高的紅外輻射。這會(huì)提高使用鎢絲白熾燈的容器制造機(jī)器的能力，同時(shí)使其成本降至最低。
[0030]優(yōu)選地，提供布置在預(yù)成型件與紅外線發(fā)射元件之間的至少一個(gè)防護(hù)件