对薄壁容器内部加压的方法以及用此方法获取的压力容器技术

本发明专利技术的主题涉及一种对用于盛装无气液体的薄壁容器施加压力的方法，其特征在于连续地进行下列工序：－制造薄壁式容器，其中生成有剩余应力；－将所述无气液体在较低温度下充装入该容器；－充装后将所述容器密封；并且－加热所述容器壁面而不升高所述液体温度，使其达到所述剩余应力的释放温度点，从而在所述容器的内部产生压力。本发明专利技术同样包括用这种方法获取的容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对薄壁式容器内部加压的方法，使其具有较强的机械强度。本发 明还包括用上述加压方法获取的具有较强机械强度的容器。
技术介绍
在例如W0-03/033361，EP-1468930和EP-1527999的专利申请中已经介绍了这类薄壁式容器。这些容器的诱人之处在于小于2升的小巧容积，因为超过这个容积，由于材料量 与容积相关，按照这些专利教导所完成的产品就相对沉重。在小容积的情况下，无论采用什么方式来制造这类薄壁式容器，容器的刚性都是 不足的。这种刚性不足使容器在开启之前不能有完美的闭合，尤其是这种刚性的不足很难 甚至不可能将装满的容器叠放在一起，尤其当它们已经被装成货盘且将货盘相互堆垛在一 起时。另外，这样的薄壁式容器的刚性还存在另一个问题，由于这些容器被限定在环境 温度下使用，当这些容器被置放在温度较低的环境中时，会产生一种引起容器变形的塌陷 现象。并且，当薄壁式容器在低温环境中充装无气液体诸如矿泉水、油、果汁、奶时，必须 要采用无菌工作设备。然而，为了满足刚性的需求，人们会想到对这些薄壁式容器内部加压，主要采用已 经广泛地应用在工业生产上的被称作液态氮滴液的方法。这种方式就是在将容器密封之前，在装满了选定好的液体的容器顶部空间里滴入 一滴液态氮。该滴液态氮在密封之后立即转换成气态。顶部空间体积的增大导致了容器内部压 力的上升，也就强化了该容器的刚性。然而这种改善的压力相对微弱，在十分之一巴左右。而且，这种利用液态氮滴液的方法还存在一定的问题。首先，很难调整所引入的体积，最终压力取决于引入量、工作条件及密封时间。其次，该液态氮滴液的注入装置必须与生产线一体化，因此它们必须适应在无菌 环境中工作，这是一项很重要的限制条件，需要清洗、消毒和维护工序。一个额外的工作台 带来一个额外的故障源，会使生产线停止工作，对该生产线的维护工作既困难又费时，因为 必须把整个系统置于无菌的条件下进行恢复工作。另外，人们发现具有极低的负值温度的液态氮滴入常温的液体中时，氮液滴的下 落常常会在容器的边缘上生成飞溅物。容器内液体诸如矿泉水、果汁、油的 飞溅物在密封后的存贮期内有可能变质，即在 产品尚未上市，也就是未消费之前即导致发霉，这是令人不满意的地方。
技术实现思路
制造薄壁式容器经常使用的材料是PET即聚对苯二甲酸乙二醇酯，它们以其透 明、重量轻和有多种可能的结构形式而著称。同样PET对封装的液体有良好的存储性。本专利技术推荐一种对薄壁式容器内部加压的方法，该容器在较低温度下充装无气液 体，以期在开启容器前改善上述容器的刚性，这种方法克服了前面所述的各种问题。 具体实施例方式根据本专利技术，薄壁式容器的制造采用已知的对预制件进行吹塑的方法。该容器具有所需要并依照设计的容积。而且它还保留着制造剩余应力。实际上，尤其是在使用PET材料的情况下，预制件 一旦被吹制后，容器会在模具中迅速降温。降温会使获得的外形以及与形状变化相关的应 力固定下来。实际上在吹制过程中，应力作用在纵向和径向的两个方向，因此这种方式制造的 容器被称作PET双向容器。由于容器的凝固温度低于玻璃化转变温度，这样确保容器保持有良好的外形。在目前情况下，按照一种非限定性的实施方式获得的薄壁式容器的材料重量/壁 面面积的比率在150g/m2至250g/m2之间，尤其是在150g/m2至200g/m2之间。根据本专利技术，一种对用于盛装无气液体的薄壁式容器加压的方法在于连续地进行 下列工序-制造薄壁式容器，其中生成有剩余应力；-用所述无气液体在较低温度下充装入薄壁式容器；-充装后将所述容器密封；并且-加热所述容器壁面而不升高所述液体的温度，使其达到所示剩余应力的释放温 度点，从而在所述容器的内部产生压力。这个被称作对壁面加温的最后工序旨在仅仅对薄壁式壁面在其厚度范围内加温。 这样提供的热量引起了应力的释放，其中这些应力通过在容器制造的变形后的突然冷却而 被固定下来了。对于一个用PET吹塑的容器来说，剩余应力是双向的。因此容器有恢复原始形状， 也就是预制件形状的趋势。由于有这种缩小容积的趋势，容器的内部被增压，且因为液体不可压缩，因此顶部 空间被压缩，直至壁面施加的压力与内部压力达到平衡为止。这样生成的内部压力在十分之几巴左右，但是这个压力已经完全足够可靠地改善 已经充装且密封的容器在第一次开封前的刚性。这种加温可以通过在短时间内对容器的四周喷射热空气的方法来实现。这样能够 达到引起材料中的应力得以释放的温度点，该温度点众人所知，也被称作玻璃化转变温度点ο在极短的时间内提供的热能应该很强。这样，导热性能较差的PET材料吸收热空气带来的热能，这将引起应力的快速释 放并避免热量向液体的传输，或者至少使传输的热量完全可以忽略不计。事实上，在对充装的液态物质进行加温且温度上升的情况下，众所周知，冷却时会 引起顶端空间体积的减小，导致瓶内出现塌陷现象。事实上，内部压力降低时容器的容积被 固定，因为随着温度降到低于玻璃化转变温度点，应力释放同样被固定。根据本专利技术方法所做的内部加压也可以补偿较弱的但是可能存在的压力降低，这种降低与部分液体的损耗有关，原因是壁面的透气性，因为它们非常薄。容器内部的加压还可以在开封之前补偿封装环境温度与存贮温度之间的温度降 低所造成的塌陷。这样，本方法具有较低的成本，降低的故障风险，因为是自动调节因此还具有令人 满意的可再生性，非常适用于工业化应用。尤其，在无菌生产线之外进行由加热实施的强化处理工序具有极大的好处。这种方式制造的薄壁式容器具有这样的壁面厚度，即材料重量/面积之比在 150g/m2至250g/m2之间，尤其是在150g/m2至200g/m2之间。由于它们刚性大大增强，因此 可以承受较大的负荷，尤其是这样的容器可以被装成货盘，货盘本身可以码垛存放。值得注意的是从卫生的角度来看，瓶装液体存放期间的质量保证无可争议，因为 加温操作是在无菌环境下的装瓶生产线之外进行的，并且实施在一个密闭的容器上。甚至还消除了一个可能的污染源，因为已经把对容器内部加压的工作台撤出了无 菌工作区域。已经阐明了一种优选的加温实施方式，就是利用热空气，同样还可以采用红外线 进行加温。相关的制造材料同样是PET，因为它是目前使用最多的材料。但是任何适合制作容 器的，并能从形状变化中生成剩余应力的材料都是与本专利技术相关的材料。权利要求一种对用于盛装无气液体的薄壁容器施加压力的方法，其特征在于连续地进行下列工序-制造薄壁式容器，其中生成有剩余应力；-将所述无气液体在较低温度下充装入该容器；-充装后将所述容器密封；并且-加热所述容器壁面而不升高所述液体温度，使其达到所示剩余应力的释放温度点，从而在所述容器的内部产生压力。2.根据权利要求1所述的对容器加压的方法，其特征在于所述薄壁式容器的制作包 括吹塑。3.根据权利要求1或2所述的对容器加压的方法，其特征在于对密封的所述容器的 加热通过吹热风的方法进行。4.根据上述权利要求中任意一项所述的对容器加压的方法，其特征在于对所述容器 的充装在无菌环境中进行。5.根据上述权利要求中任意一项所述的对容器加压的方法，其特征在于所述薄壁式 容器所具有的材料重量/面积之比在150g/m2至250g/m2之间，尤其是在 150g/m2至20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对用于盛装无气液体的薄壁容器施加压力的方法，其特征在于：连续地进行下列工序：－制造薄壁式容器，其中生成有剩余应力；－将所述无气液体在较低温度下充装入该容器；－充装后将所述容器密封；并且－加热所述容器壁面而不升高所述液体温度，使其达到所示剩余应力的释放温度点，从而在所述容器的内部产生压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让特里斯坦乌特曼，
申请(专利权)人：泰克瑟HR简易股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]