用于制造诸如饮料容器的容器的方法和设备技术

一种用于制造容器(802)的方法，包括：-提供预成型件(705)，该预成型件大体呈管状并设有封闭端(709)、腔(707)以及与该腔(707)相通的开放端(710)；-相对于预成型件(705)定位至少一个限制装置(711，714)，以限定至少一个限制区并限制预成型件(705)在上述至少一个限制区中的扩张；-通过开放端(710)将预定体积的不可压缩流体(800)注射至预成型件(705)的腔(707)中，驱使预成型件(705)通过扩张而塑性地变形，该预成型件(705)在位于上述至少一个限制区之外的至少一个扩张区中自由地扩张；以及-用于制造饮料容器(802)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造容器的方法。更具体地，本专利技术涉及通过吹制成型法生产用于存储饮料的容器，其中通过注射不可压缩流体来完成这种吹制成型过程。本专利技术还涉及用于执行这种方法以产生如上所述的容器的设备以及通过上述方法制造的饮料容器。背景传统拉伸吹制成型过程从制造被称为“预成型件”的物体开始。预成型件呈使人想起试管的长型形状，并具有大体柱状的本体，该本体具有由一个封闭端和与腔相通的开放端限定的内部腔。预成型件的开放端还可设有外螺纹、肩部或边、或通常与密封装置或闭合装置一起作用的其他特征。最通常，通过注射成型使用塑性成型领域中已知的设备和技术来制造预成型件。预成型件的开放端的制造通常配置成基本在注射成型步骤中完成，从而预成型件的开放端与完成的容器的开口具有实质相同的配置。一旦制造了预成型件，则必须预热预成型件。通常使用烤箱、辐射加热器、热气射流或其他方法来完成预热过程。优选地，预成型件的位于开放端附近的部分未被预热，以维持已设置在该开放端处的螺纹等的形状和结构完整性。预成型件被加热，直到预成型件到达制造该预成型件的具体类型的塑料的玻璃态转化温度，预成型件在该温度软化并且变得可进行机械加工。此时，预成型件准备好进行成型。预成型件大体围绕在模具内，其中该模具基本由非常紧密地锁定起来的三个部分(底部和两个侧部)组成。模具组件通常设有开口，以使得预成型件的管状部分设置成位于模具内，并且预成型件的开放端(即，开口部分)设置在该模具外。开口部分未变形或以其他方式改变，并且在该过程的随后步骤中，预成型件的其余部分变形。模具的内侧被配置成为这样的容器的反像，其中预成型件最终将制造成该容器。一旦模具包围预成型件，则开始膨胀步骤。空气被用作工作流体，并且在非常高的压强下通过预成型件的开放端注射至预成型件中，致使软化的预成型件扩张，直到该预成型件符合由模具的内侧面限定的表面。可加热空气，以促进预成型件的变形。一旦预成型件已充分地膨胀至由模具腔限定的形状，则释放预成型件内部的压缩空气，然后现在完成了容器。从容器周围撤回模具部分，并从机器移除容器。此时，机器被重设为开始另一预成型件的成型周期。刚制造的容器通常将进行清洗、填充、密封以及包装以供分发。现有技术的过程在多个方面是不利的。最重要地，需要大量的能量来实施现有技术的过程。因为空气用作工作流体以适当地实施膨胀步骤，所以必须在极其高的压强供给空气以抵消空气的可压缩性。在多个操作中，这意味着空气必须压缩至约25巴的最小压强，从而需要大量能量并且生成大量的废热。通常，大部分废热消散至周围环境中。总而言之，这意味着根据现有技术中已知的技术，需要大量能量的连续源来成功地使塑料容器吹制成型。现有技术的过程在以下方面也是不利的：可实现的生产量由必须使用的成型设备的结构限制。现有技术的过程使用由数个部分组成的模具。这些部分最通常由固态铝块加工成，并且这些部分通常非常沉重且不灵便。当模具部分集合在预成型件周围时，模具部分必须有力地夹持起来，然后当膨胀步骤完成时释放模具部分并移走模具部分，以使得可移除容器并重复成型过程。这样减慢了吹制成型机的操作并增大了完成一个成型周期的时间(也叫做“循环时间”)，从而减小了所使用的每个吹制成型机的总输出。此外，该过程在以下方面是不利的：该过程需要容器外表面的完整模具。如上所述，这种模具通常必须从固态金属块加工而成，以实现使用在吹制成型机中所需的物理健壮度。作为模具，根据定义其还必须包括完成的容器的每个表面特征，并加工至非常高的表面光洁度，以避免模具中的任何缺陷转印至其所制造的容器的表面。模具部分还必须极其紧密地安装起来，以避免在扩张步骤中压强降低或模具部分之间塑料的任何泄漏(也叫做“溢料”)。吹制成型机中的这种高压、严格的公差和大生产运行可快速地使模具组件磨损至不能再用于形成容器的程度，从而需要再抛光或替换。因此，适当构造的模具需要数个大固态金属块，必须在极其严格的公差内并且以非常高质量的抛光来加工完成的容器的准确形状。这在以下方面也是不利的：这种精公差的加工对象通常需要机械工人相当大量的时间和专业技术，从而增大了实施该制造方法的代价。在现有技术中，已试图解决以上问题中的每一个。最显著地，第2006/0097417号美国申请描述了用于制造容器的方法，其中在高压强情况下通过使用流体(液体或气体)来使塑料预成型件膨胀。预成型件准许自由地扩张，从而生产呈泪珠状的容器。该过程在以下方面是不利的：通过不均匀地预热预成型件来实现对预成型件的变形或所制造的容器的形状的唯一控制。虽然可在容器的大概形状上实施一些控制，但是通过该方法制造的容器实质上仍然呈同样的泪珠状。超过该情况的任何形成容器的过程需要额外步骤，在该额外步骤中工具被压至容器中以使容器变形，该额外步骤在膨胀步骤之后但在填充步骤之前执行。因此，本专利技术的一个目的为提供用于制造容器的过程，该过程不需要大量的能量、笨重且昂贵的成型工具或耗时的额外步骤来制造可用的容器。根据第一方面，本专利技术涉及用于制造容器的方法，该方法包括：提供预成型件，该预成型件大体呈管状并设有封闭端、腔以及与该腔相通的开放端；相对于预成型件定位至少一个限制装置，以约束在至少一个限制区中的扩张；以及通过开放端将预定体积的不可压缩流体注射至预成型件的腔中，驱使预成型件从而通过扩张塑性地变形，该预成型件在位于上述至少一个限制区之外的至少一个扩张区中自由地扩张。该方法与现有技术的方法相比是有利的，这是因为该方法与已知方法相比需要较少能量来实施。首先，在任何吹制成型过程中，工作流体(可压缩的或不可压缩的)必须达到足够的压强，以实现预成型件的扩张。在现有技术中，工作流体为气体，通常为空气。将空气压缩至足够的压强以使预成型件成型需要大量能量并且还生成大量废热。在本专利技术中，工作流体为不可压缩流体，与可压缩流体相比其需要较少能量来达到所需的压强。这可使用泵来完成，泵在本领域中是众所周知的、能够容易得到的并且容易适于大量的连续作业。此外，本专利技术在以下方面是有利的：本专利技术不需要像现有技术那样实施完整的多部分模具组件来限定其所制造的容器的最终形状。作为替代，由注射至预成型件中以使预成型件扩张的不可压缩流体的体积以及通过至少一个限制装置对预成型件的扩张的局部限制来限定容器的最后形状。...

【技术保护点】
一种用于制造容器的方法，包括以下步骤：‑提供预成型件(100，300，705)，所述预成型件(100，300，705)大体呈管状，并设有封闭端(104，302，709)、腔(107，307，707)以及与所述腔(107，307，707)相通的开放端(105，303，710)；‑相对于所述预成型件(100，300，705)定位至少一个限制装置(121,400,401,700,714)，以限定至少一个限制区并约束所述预成型件(100，300，705)在所述至少一个限制区中的扩张；以及‑通过所述开放端(105，303，710)将预定体积的不可压缩流体(113，500，800)注射至所述预成型件(100，300，705)的所述腔(107，307，707)中，驱使所述预成型件(100，300，705)通过扩张来塑性地变形，所述预成型件(100，300，705)在位于所述至少一个限制区之外的至少一个扩张区中自由地扩张。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.27 EP 12173754.81.一种用于制造容器的方法，包括以下步骤：
-提供预成型件(100，300，705)，所述预成型件(100，300，
705)大体呈管状，并设有封闭端(104，302，709)、腔(107，307，
707)以及与所述腔(107，307，707)相通的开放端(105，303，710)；
-相对于所述预成型件(100，300，705)定位至少一个限制装置
(121,400,401,700,714)，以限定至少一个限制区并约束所述预成型件
(100，300，705)在所述至少一个限制区中的扩张；以及
-通过所述开放端(105，303，710)将预定体积的不可压缩流体
(113，500，800)注射至所述预成型件(100，300，705)的所述腔
(107，307，707)中，驱使所述预成型件(100，300，705)通过扩
张来塑性地变形，所述预成型件(100，300，705)在位于所述至少一
个限制区之外的至少一个扩张区中自由地扩张。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在提供预成型件
(100)的步骤之后，所述方法包括沿所述预成型件(100)的纵向轴
线(110)拉伸所述预成型件(100)的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将在注射步骤
中注射至所述预成型件(300)中的所述预定体积的不可压缩流体(500)
被密封在所述容器(502)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，至少
一个限制装置为标签(401)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在注
射预定体积的不可压缩流体(500)的步骤之前，所述方法包括用于预
热所述预成型件(300)的至少一部分的额外步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述预成型件(300)被分
成多个区域(503-507)，每个所述区域(503-507)的预热被独立地控
制。
7.一种用于制造容器(200，502，802)的设备，包括：
-注射装置，用于通过开放端(105，303，710)将预定体积的不
可压缩流体(113，500，800)注射至预成型件(100，300，705)的
腔(107，307，707)中，所述预成型件(100，300，705)大体呈管
状并设有封闭端(104，302，709)和与所述腔(107，307，707...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪尧姆·肖万，克劳斯·哈特维格，戴米恩·卡嫩吉赛尔，
申请(专利权)人：帝斯克玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH