專利名稱：對薄壁容器內(nèi)部加壓的方法以及用此方法獲取的壓力容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對薄壁式容器內(nèi)部加壓的方法，使其具有較強的機械強度。本發(fā) 明還包括用上述加壓方法獲取的具有較強機械強度的容器。
背景技術(shù)：
在例如W0-03/033361，EP-1468930和EP-1527999的專利申請中已經(jīng)介紹了這類
薄壁式容器。這些容器的誘人之處在于小于2升的小巧容積，因為超過這個容積，由于材料量 與容積相關(guān)，按照這些專利教導(dǎo)所完成的產(chǎn)品就相對沉重。在小容積的情況下，無論采用什么方式來制造這類薄壁式容器，容器的剛性都是 不足的。這種剛性不足使容器在開啟之前不能有完美的閉合，尤其是這種剛性的不足很難 甚至不可能將裝滿的容器疊放在一起，尤其當(dāng)它們已經(jīng)被裝成貨盤且將貨盤相互堆垛在一 起時。另外，這樣的薄壁式容器的剛性還存在另一個問題，由于這些容器被限定在環(huán)境 溫度下使用，當(dāng)這些容器被置放在溫度較低的環(huán)境中時，會產(chǎn)生一種引起容器變形的塌陷 現(xiàn)象。并且，當(dāng)薄壁式容器在低溫環(huán)境中充裝無氣液體諸如礦泉水、油、果汁、奶時，必須 要采用無菌工作設(shè)備。然而，為了滿足剛性的需求，人們會想到對這些薄壁式容器內(nèi)部加壓，主要采用已 經(jīng)廣泛地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)上的被稱作液態(tài)氮滴液的方法。這種方式就是在將容器密封之前，在裝滿了選定好的液體的容器頂部空間里滴入 一滴液態(tài)氮。該滴液態(tài)氮在密封之后立即轉(zhuǎn)換成氣態(tài)。頂部空間體積的增大導(dǎo)致了容器內(nèi)部壓 力的上升，也就強化了該容器的剛性。然而這種改善的壓力相對微弱，在十分之一巴左右。而且，這種利用液態(tài)氮滴液的方法還存在一定的問題。首先，很難調(diào)整所引入的體積，最終壓力取決于引入量、工作條件及密封時間。其次，該液態(tài)氮滴液的注入裝置必須與生產(chǎn)線一體化，因此它們必須適應(yīng)在無菌 環(huán)境中工作，這是一項很重要的限制條件，需要清洗、消毒和維護工序。一個額外的工作臺 帶來一個額外的故障源，會使生產(chǎn)線停止工作，對該生產(chǎn)線的維護工作既困難又費時，因為 必須把整個系統(tǒng)置于無菌的條件下進行恢復(fù)工作。另外，人們發(fā)現(xiàn)具有極低的負(fù)值溫度的液態(tài)氮滴入常溫的液體中時，氮液滴的下 落常常會在容器的邊緣上生成飛濺物。容器內(nèi)液體諸如礦泉水、果汁、油的 飛濺物在密封后的存貯期內(nèi)有可能變質(zhì)，即在 產(chǎn)品尚未上市，也就是未消費之前即導(dǎo)致發(fā)霉，這是令人不滿意的地方。

發(fā)明內(nèi)容
制造薄壁式容器經(jīng)常使用的材料是PET即聚對苯二甲酸乙二醇酯，它們以其透 明、重量輕和有多種可能的結(jié)構(gòu)形式而著稱。同樣PET對封裝的液體有良好的存儲性。本發(fā)明推薦一種對薄壁式容器內(nèi)部加壓的方法，該容器在較低溫度下充裝無氣液 體，以期在開啟容器前改善上述容器的剛性，這種方法克服了前面所述的各種問題。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明，薄壁式容器的制造采用已知的對預(yù)制件進行吹塑的方法。該容器具有所需要并依照設(shè)計的容積。而且它還保留著制造剩余應(yīng)力。實際上，尤其是在使用PET材料的情況下，預(yù)制件 一旦被吹制后，容器會在模具中迅速降溫。降溫會使獲得的外形以及與形狀變化相關(guān)的應(yīng) 力固定下來。實際上在吹制過程中，應(yīng)力作用在縱向和徑向的兩個方向，因此這種方式制造的 容器被稱作PET雙向容器。由于容器的凝固溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，這樣確保容器保持有良好的外形。在目前情況下，按照一種非限定性的實施方式獲得的薄壁式容器的材料重量/壁 面面積的比率在150g/m2至250g/m2之間，尤其是在150g/m2至200g/m2之間。根據(jù)本發(fā)明，一種對用于盛裝無氣液體的薄壁式容器加壓的方法在于連續(xù)地進行 下列工序-制造薄壁式容器，其中生成有剩余應(yīng)力；-用所述無氣液體在較低溫度下充裝入薄壁式容器；-充裝后將所述容器密封；并且-加熱所述容器壁面而不升高所述液體的溫度，使其達到所示剩余應(yīng)力的釋放溫 度點，從而在所述容器的內(nèi)部產(chǎn)生壓力。這個被稱作對壁面加溫的最后工序旨在僅僅對薄壁式壁面在其厚度范圍內(nèi)加溫。 這樣提供的熱量引起了應(yīng)力的釋放，其中這些應(yīng)力通過在容器制造的變形后的突然冷卻而 被固定下來了。對于一個用PET吹塑的容器來說，剩余應(yīng)力是雙向的。因此容器有恢復(fù)原始形狀， 也就是預(yù)制件形狀的趨勢。由于有這種縮小容積的趨勢，容器的內(nèi)部被增壓，且因為液體不可壓縮，因此頂部 空間被壓縮，直至壁面施加的壓力與內(nèi)部壓力達到平衡為止。這樣生成的內(nèi)部壓力在十分之幾巴左右，但是這個壓力已經(jīng)完全足夠可靠地改善 已經(jīng)充裝且密封的容器在第一次開封前的剛性。這種加溫可以通過在短時間內(nèi)對容器的四周噴射熱空氣的方法來實現(xiàn)。這樣能夠 達到引起材料中的應(yīng)力得以釋放的溫度點，該溫度點眾人所知，也被稱作玻璃化轉(zhuǎn)變溫度
點ο在極短的時間內(nèi)提供的熱能應(yīng)該很強。這樣，導(dǎo)熱性能較差的PET材料吸收熱空氣帶來的熱能，這將引起應(yīng)力的快速釋 放并避免熱量向液體的傳輸，或者至少使傳輸?shù)臒崃客耆梢院雎圆挥嫛?br> 事實上，在對充裝的液態(tài)物質(zhì)進行加溫且溫度上升的情況下，眾所周知，冷卻時會 引起頂端空間體積的減小，導(dǎo)致瓶內(nèi)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。事實上，內(nèi)部壓力降低時容器的容積被 固定，因為隨著溫度降到低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度點，應(yīng)力釋放同樣被固定。根據(jù)本發(fā)明方法所做的內(nèi)部加壓也可以補償較弱的但是可能存在的壓力降低，這種降低與部分液體的損耗有關(guān)，原因是壁面的透氣性，因為它們非常薄。容器內(nèi)部的加壓還可以在開封之前補償封裝環(huán)境溫度與存貯溫度之間的溫度降 低所造成的塌陷。這樣，本方法具有較低的成本，降低的故障風(fēng)險，因為是自動調(diào)節(jié)因此還具有令人 滿意的可再生性，非常適用于工業(yè)化應(yīng)用。尤其，在無菌生產(chǎn)線之外進行由加熱實施的強化處理工序具有極大的好處。這種方式制造的薄壁式容器具有這樣的壁面厚度，即材料重量/面積之比在 150g/m2至250g/m2之間，尤其是在150g/m2至200g/m2之間。由于它們剛性大大增強，因此 可以承受較大的負(fù)荷，尤其是這樣的容器可以被裝成貨盤，貨盤本身可以碼垛存放。值得注意的是從衛(wèi)生的角度來看，瓶裝液體存放期間的質(zhì)量保證無可爭議，因為 加溫操作是在無菌環(huán)境下的裝瓶生產(chǎn)線之外進行的，并且實施在一個密閉的容器上。甚至還消除了一個可能的污染源，因為已經(jīng)把對容器內(nèi)部加壓的工作臺撤出了無 菌工作區(qū)域。已經(jīng)闡明了一種優(yōu)選的加溫實施方式，就是利用熱空氣，同樣還可以采用紅外線 進行加溫。相關(guān)的制造材料同樣是PET，因為它是目前使用最多的材料。但是任何適合制作容 器的，并能從形狀變化中生成剩余應(yīng)力的材料都是與本發(fā)明相關(guān)的材料。
權(quán)利要求
一種對用于盛裝無氣液體的薄壁容器施加壓力的方法，其特征在于連續(xù)地進行下列工序-制造薄壁式容器，其中生成有剩余應(yīng)力；-將所述無氣液體在較低溫度下充裝入該容器；-充裝后將所述容器密封；并且-加熱所述容器壁面而不升高所述液體溫度，使其達到所示剩余應(yīng)力的釋放溫度點，從而在所述容器的內(nèi)部產(chǎn)生壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對容器加壓的方法，其特征在于所述薄壁式容器的制作包 括吹塑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對容器加壓的方法，其特征在于對密封的所述容器的 加熱通過吹熱風(fēng)的方法進行。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的對容器加壓的方法，其特征在于對所述容器 的充裝在無菌環(huán)境中進行。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的對容器加壓的方法，其特征在于所述薄壁式 容器所具有的材料重量/面積之比在150g/m2至250g/m2之間，尤其是在 150g/m2至200g/ m2之間。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的對容器加壓的方法，其特征在于所述容器的 材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯或PET。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的對容器加壓的方法，其特征在于所述無氣液 體是礦泉水、油、果汁和奶。
8.由上述權(quán)利要求中任意一項所述的方式獲得的薄壁式容器，其特征在于該容器包 括十分之幾巴的內(nèi)部超壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容器，其特征在于其材料重量/面積之比在150g/m2至 250g/m2 之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容器，其特征在于它的材料重量/面積之比在150g/m2至 200g/m2 之間。
全文摘要
本發(fā)明的主題涉及一種對用于盛裝無氣液體的薄壁容器施加壓力的方法，其特征在于連續(xù)地進行下列工序-制造薄壁式容器，其中生成有剩余應(yīng)力；-將所述無氣液體在較低溫度下充裝入該容器；-充裝后將所述容器密封；并且-加熱所述容器壁面而不升高所述液體溫度，使其達到所述剩余應(yīng)力的釋放溫度點，從而在所述容器的內(nèi)部產(chǎn)生壓力。本發(fā)明同樣包括用這種方法獲取的容器。
文檔編號B65B53/06GK101842216SQ200880111758
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者讓-特里斯坦·烏特曼 申請人:泰克瑟Hr簡易股份有限公司