[发明专利]用于包装液体食品的方法和设备

说明书

本申请是申请日为2009年07月02日、名称为“用于包装液体食品的方法和设备”的专利申请No.200980126278.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及制造由聚合物材料、尤其是聚酯制成的容器的领域。更特别地，本发明涉及制造容纳液体、优选水并且尤其是矿泉水的聚酯瓶、优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶的领域。

背景技术

多年来，市场上通常见到的PET瓶是利用压缩空气通过对PET预成型件进行吹塑或拉伸吹塑制造而成的。

预成型件通常具有在其一端封闭而在其相对端开口的圆柱形管的形状。预成型件的开口端对应于容器的颈部。在由预成型件制造容器的常规过程期间，预成型件被滑动到连续输送链的圆柱形支架上，该连续输送链从而将该预成型件传输通过基本由在各侧由辐射加热装置限定边界的直线部分形成的烤炉，以便为随后的拉伸吹塑步骤调节塑料的温度。

热的预成型件然后被取下并被传输到吹塑机的模具中。例如由移送臂执行的传输运动与吹塑机的运动协调一致，该吹塑机通常以旋转式传送带的形式进行生产，该旋转式传送带围绕其竖直轴线连续旋转并且在其周边承载一系列的相同模具。因此，在模具被打开并且先前形成的容器被移除之后，预成型件被立即放置在该模具中。

该预成型件被预先加热，以便以高于玻璃化转变温度(大约100℃)的温度位于模具中，以使其能够通过拉伸吹塑而成形。在加热步骤结束时预成型件的温度稍高于吹塑机的模具内所需的温度，以便考虑到经过在加热点与吹塑点之间存在的距离发生的冷却。由于同时存在数个模具，这种吹塑机可以大约每小时数万单位、即大约每个模具每小时1000到2000个瓶的非常高的速率生产容器。

拉伸吹塑通过以下操作进行：使用金属杆进行拉伸并且喷射压强为3到40巴(3×10⁵Pa到4×10⁶Pa)的空气。该空气通过喷嘴被喷射，喷嘴的端部被引入预成型件的头部的开口中。

通过喷射加压空气制造的瓶具有令人比较满意的寿命。但是，PET的内在性能和特性、尤其是在被拉伸期间会结晶的独特性意味着可通过修改容器制造过程来获得更好的结果。特别地，已知高结晶度意味着更好的机械强度。

本发明使得可以在正常运输、分配和消费期间延长容器的平均寿命。还可通过优化生产步骤并且最小化生产线内损失使工业生产过程加速。

本发明优选一般应用于聚酯类别，并且尤其应用于PET。

发明内容

因此，鉴于上文提出的情况，申请人提出一种将预定体积的饮料输送到由加热的预成型件形成的热塑性容器中的方法，该预成型件例如大致为圆柱形并且被定位在模具中，该方法包括将至少一些饮料喷射到预成型件的凹部中以便促进该预成型件在模具内部膨胀的喷射步骤，该模具限定容器的形状，在给定时段期间进行的拉伸杆的纵向位移确保所述加热的预成型件纵向拉长，所述拉伸杆在该给定时段结束时固定不动，并且在所述给定时段结束时在所述凹部中存在体积大于所述预定体积的50％的一定体积的饮料。

此方法使得可以提高获得的容器的品质。一般地，当拉伸停止时瓶填充活塞已经到达其总行程的一半以上的条件是用于防止瓶在模具中爆裂的必要条件。

根据一个有利特征，在所述给定时段结束时在凹部中存在体积大于该预定体积的75％的一定体积的饮料。

与通过常规的拉伸吹塑方法使用气态流体来使容器膨胀而获得的容器相比，使用此方法获得的容器具有更好的特性。实际上，已发现，对于给定重量以及给定类型的材料，它们具有较长的寿命。通过根据本发明的方法获得的容器的结晶度、即结晶相的质量与聚合物的质量的比值可尤其高得多。

根据一个实施例，位移和喷射由计算机辅助制造设备控制。

可替换地或者任选地相组合地，位移和喷射由凸轮控制。

根据一个有利特征，在所述预先加热步骤期间，使得预成型件的温度在50℃和130℃之间，或甚至在75℃和100℃之间。

优选地，在所述位移期间达到的拉伸杆的速度在0.5和3.0m/s之间，或甚至在1和2.5m/s之间。

根据优选特征，在喷射步骤期间，一定体积的饮料具有在1℃和120℃之间的温度，或甚至在10℃和90℃之间的温度。

优选地，在喷射步骤开始和结束之间测量的预成型件的纵向拉伸比在2和5之间，或者在2.5和4之间。

此外，根据一个实施例，在喷射步骤开始和结束之间测量的预成型件的径向拉伸比在2和7之间，或甚至在3和4.5之间。