本發(fā)明涉及雙重吹塑耐熱和雙軸拉伸的塑料容器的技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及耐熱和雙軸拉伸的PET容器的技術(shù)領(lǐng)域,所述容器的基部能夠運(yùn)動以適應(yīng)在容器內(nèi)生成的真空力,并且容器的其它部分不會出現(xiàn)不合需要的變形。該耐熱容器能夠例如用于高溫裝填應(yīng)用,或者顯然地能夠通過實(shí)施巴氏消毒處理或蒸餾處理來進(jìn)行消毒。
背景技術(shù):
塑料容器特別是PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)容器現(xiàn)已廣泛用于存儲各種物品特別是食品、液體等。特別地,制造商和裝填商以及消費(fèi)者已經(jīng)認(rèn)識到PET容器是重量輕、廉價(jià)、能夠大批量制造并且能夠回收利用的容器。
通過使用低溫吹塑模具即處于環(huán)境溫度或更低溫度條件下的吹塑模具的常規(guī)ISBM技術(shù)(注射拉伸吹塑)制成的雙軸拉伸塑料容器特別是PET容器不耐熱并且能夠因受熱而易于變形。例如,雙軸拉伸容器在高于其塑料材料的Tg(玻璃轉(zhuǎn)化溫度)的溫度條件下(對于PET而言即為高于70℃的溫度條件下)易于變形。
然而,還存在多種需要用到耐熱塑料容器的應(yīng)用,例如高溫裝填應(yīng)用或者要接受消毒處理特別是巴氏消毒處理或蒸餾處理的容器。
在高溫裝填處理中,塑料容器填充有諸如液體這樣的物品,同時所述物品處于高溫條件下。例如對于諸如果汁這樣的液體而言,溫度通常介于68℃到96℃之間并且通常約為85℃。當(dāng)以這種方式包裝時,物品的高溫也在填充時為容器消毒。裝瓶工業(yè)是指這種高溫裝填的處理,并且設(shè)計(jì)成承受該處理的容器通常稱作高溫裝填容器。
在高溫裝填處理中,容器在進(jìn)行高溫裝填之后被加蓋并且允許大致在填充溫度的條件下駐留幾分鐘,然后在被轉(zhuǎn)移到貼標(biāo)簽、包裝和運(yùn)輸操作之前進(jìn)行主動冷卻。
當(dāng)容器中的產(chǎn)品是液體或半液體時,這種冷卻減小了容器內(nèi)部的產(chǎn)品的體積。這種產(chǎn)品收縮現(xiàn)象導(dǎo)致在容器內(nèi)形成真空。如果沒有加以控制或者以其他方式進(jìn)行適應(yīng),則這些真空壓力能夠?qū)е氯萜靼l(fā)生不合需要的變形,這會導(dǎo)致在美觀方面無法接受的容器或者不夠穩(wěn)定的容器。
通常,容器制造商通過加入可變形結(jié)構(gòu)來適應(yīng)真空壓力。
例如在以下專利文獻(xiàn):US5005716;US5503283;US6595380;US6896147;US6942116;和US7017763以及PCT申請WO2001/014759中描述了加入這樣的可變形結(jié)構(gòu)的塑料高溫裝填容器。在這些專利文獻(xiàn)中,可變形結(jié)構(gòu)位于容器的基部中,所述可變形結(jié)構(gòu)至少部分地補(bǔ)償在加蓋之后以及在冷卻高溫裝填產(chǎn)品期間發(fā)生的容積減小。更特別地,在PCT申請WO2011/014759中,能夠運(yùn)動的容器基部包括中央上推部分并且設(shè)計(jì)成向上移動以適應(yīng)內(nèi)部真空壓力。
例如在以下專利文獻(xiàn):歐洲專利申請EP1947016以及美國專利US5222615;US5762221;US6044996;US6662961;US6830158中也描述了塑料高溫裝填容器。在這些專利文獻(xiàn)中,可變形部分位于容器的肩部部分中,所述可變形結(jié)構(gòu)至少部分地補(bǔ)償在加蓋之后以及在冷卻高溫裝填產(chǎn)品期間發(fā)生的容積減小。
例如在以下專利文獻(xiàn):美國專利US5092475;US5141121;US5178289;US5303834;US5704504;US6585125;US6698606;US5392937;US5407086;US5598941;US5971184;US6554146;US6796450中也描述了塑料高溫裝填容器。在這些專利文獻(xiàn)中,可變形部分位于容器的主體的側(cè)壁中并且通常稱作真空面板,所述可變形結(jié)構(gòu)至少部分地補(bǔ)償在加蓋之后以及在冷卻高溫裝填產(chǎn)品期間發(fā)生的容積減小。在此情況下,能夠有利地增強(qiáng)容積補(bǔ)償。
對于具有高酸含量的物品而言,所述的高溫裝填處理是可接受的,但是所述高溫裝填處理通常不能適用于非高酸含量的物品。對于非高酸性的物品而言,巴氏消毒和蒸餾通常是優(yōu)選的消毒處理方法。
巴氏消毒和蒸餾都是在填充之后對容器的內(nèi)含物進(jìn)行烹煮或殺菌的處理方法。這兩種處理方法都包括將容器的內(nèi)含物加熱到特定溫度(通常高于約70℃)并達(dá)到特定時長(例如,20分鐘至60分鐘)。蒸餾與巴氏消毒的不同之處在于蒸餾使用更高的溫度來為容器消毒并且烹煮其內(nèi)含物。蒸餾通常還將升高的空氣壓力從外部施加給容器以抵消容器內(nèi)部的壓力。
容器制造商研發(fā)出不同的熱處理方法以為雙軸拉伸塑料容器特別是為雙軸拉伸PET容器賦予耐熱性。
通常稱作“熱定型”的第一種方法包括:抵靠模具吹塑塑料預(yù)制件例如PET預(yù)制件,所述模具被加熱到高于Tg的溫度并且更特別地高于目標(biāo)耐熱溫度值,以獲得更高結(jié)晶度的雙軸拉伸容器;并且將雙軸拉伸容器保持抵靠在加熱模具上達(dá)到一定的時長,以便消除因雙軸拉伸產(chǎn)生的殘余應(yīng)變。例如,對于PET容器而言,吹塑模具溫度大約在120℃到130℃之間,并且容器的熱定型保持時間通常為幾秒鐘。
常規(guī)熱定型PET容器通常具有能夠承受高達(dá)約100℃的最大溫度的耐熱性,并且不能用于包含要在遠(yuǎn)高于100℃的溫度條件下進(jìn)行熱處理的內(nèi)含物。
在工業(yè)中通常將為雙軸拉伸塑料容器賦予耐熱性的另一種熱處理稱作“雙重吹塑處理”或者“雙重吹塑熱定型處理”。當(dāng)利用這種處理方法模制塑料容器時,通過預(yù)熱爐輸送注塑預(yù)制件以在預(yù)制件內(nèi)形成期望的溫度特性分布。當(dāng)在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下,預(yù)制件離開預(yù)熱爐并且被轉(zhuǎn)移到初次加熱吹塑模具,其中,吹塑預(yù)制件以形成初次雙軸拉伸容器。該初次雙軸拉伸容器的容積通常大于成品容器的容積,并且例如將尺寸設(shè)置為比成品容器的容積大15%至25%。
在第一變型中,初次雙軸拉伸容器被轉(zhuǎn)移到熱處理爐。在該爐中,施加的熱量促使初次雙軸拉伸容器經(jīng)歷顯著程度的收縮,這樣顯著釋放容器中的取向應(yīng)力并且將允許再次吹塑該容器。
在第二變型中,通過將初次雙軸拉伸容器保持在經(jīng)加熱的初次吹塑模具中達(dá)到足夠的時長以獲得所需的收縮而在初次吹塑模具內(nèi)執(zhí)行該收縮步驟。
對于兩種變型而言,都是在通過熱處理執(zhí)行該收縮步驟之后,獲得更小容積的二次收縮容器。該二次收縮容器的容積略小于成品容器的容積。
二次收縮容器被轉(zhuǎn)移到二次加熱的吹塑模具內(nèi)部并在所述二次加熱的吹塑模具內(nèi)部被再次吹塑,以便形成雙軸拉伸和耐熱的成品塑料容器。然后從二次加熱的吹塑模具移除該雙軸拉伸和耐熱的塑料容器。
與上述的常規(guī)單次吹塑熱定型處理相比,由雙重吹塑處理制造的雙軸拉伸容器通常具有能夠承受更高溫度的耐熱性。
上述已知雙重吹塑處理的一個缺陷是在已知的初次吹塑模具的常規(guī)設(shè)計(jì)的情況下,初次雙軸拉伸容器的收縮會導(dǎo)致容器基部收縮,這通常會過多地減小基部的橫向尺寸,這相應(yīng)地導(dǎo)致在二次吹塑步驟期間已收縮的二次容器的基部顯著拉伸。在二次吹塑步驟期間的基部的這種拉伸會引發(fā)成品容器基部中的顯著的殘余應(yīng)力,這因此仍然能夠在高溫裝填時引起成品容器的基部發(fā)生不利的剩余收縮。
當(dāng)容器具有能夠運(yùn)動的基部以適應(yīng)內(nèi)部真空壓力時,例如具有在上述PCT申請WO2011/014759中所描述的可變形容器基部時,成品容器的基部在高溫裝填時的這種剩余收縮會使所述能夠運(yùn)動的基部不利地變形,使得所述基部向上運(yùn)動到不利于基部的靈活性的程度,并且能夠?qū)е略摶繜o法操作或者能夠?qū)е麓撕髮τ谶m應(yīng)內(nèi)部真空壓力的效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的是獲得耐熱和雙軸拉伸的塑料容器,通過實(shí)施雙重吹塑處理來制造該塑料容器,并且該塑料容器包括能夠操作運(yùn)動的基部以適應(yīng)內(nèi)部真空壓力。
為了實(shí)現(xiàn)該目的,本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸的吹塑塑料容器。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于雙重吹塑耐熱塑料容器的方法。
根據(jù)本發(fā)明,并且與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明中的容器基部(即能夠變形以適應(yīng)內(nèi)部真空壓力的基部)在容器進(jìn)行高溫裝填時受收縮現(xiàn)象的影響較小,并且因此有利地保持非常好的靈活性以適應(yīng)內(nèi)部真空壓力。
附圖說明
在參照附圖閱讀以下對本發(fā)明的若干實(shí)施例的詳細(xì)說明之后,本發(fā)明的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚,這些詳細(xì)說明僅僅是作為非排他性和非限制性的示例給出,在附圖中:
圖1示出了通過雙重吹塑圖2的預(yù)制件獲得的雙軸拉伸吹塑和耐熱容器的示例。
圖2是寬嘴預(yù)制件的縱向截面圖。
圖3是本發(fā)明的初次吹塑模具的第一變型的縱向截面圖。
圖4是定位在圖3的初次吹塑模具中的、圖2的預(yù)制件的縱向截面圖。
圖5示出了通過在圖3的初次吹塑模具中雙軸拉伸吹塑圖2的預(yù)制件而獲得的初次容器的示例。
圖6示出了在圖5的初次雙軸拉伸吹塑容器收縮之后獲得的二次收縮容器的示例。
圖7至圖9是示出了后續(xù)模制步驟的二次吹塑模具的縱向截面圖。
圖10是圖1的成品容器的縱向截面圖,其中示出了成品容器的能夠運(yùn)動的基部的良好的靈活性。
圖11是本發(fā)明的初次吹塑模具的第二變型的縱向截面圖。
圖12示出了在初次容器收縮之后獲得的二次收縮容器的示例,通過在圖11的初次吹塑模具中雙軸拉伸吹塑圖2的預(yù)制件而獲得所述初次容器。
圖13是本發(fā)明的初次吹塑模具的第三變型的縱向截面圖。
圖14示出了在初次容器收縮之后獲得的二次收縮容器的示例,通過在圖13的初次吹塑模具中雙軸拉伸吹塑圖2的預(yù)制件而獲得所述初次容器。
圖15是由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸的吹塑塑料容器的示例的仰視圖。
圖16是由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸的吹塑塑料容器的另一個示例的仰視圖。
圖17是由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸的吹塑塑料容器的基部的局部縱向截面圖,所述基部對于吸收真空的靈活性欠佳。
具體實(shí)施方式
在下文詳細(xì)討論本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。盡管討論了具體的示范性實(shí)施例,但應(yīng)當(dāng)理解的是,給出這些示范性實(shí)施例僅僅是用于進(jìn)行闡釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到,能夠在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下使用其它的容器設(shè)計(jì)或者容器尺寸。
現(xiàn)參照附圖,圖1示出了寬嘴耐熱雙軸拉伸的塑料容器1的示例,通過雙重吹塑圖2的寬嘴預(yù)制件P獲得該塑料容器1。
能夠通過公知的注模成型技術(shù)制造圖2的預(yù)制件P。
圖1的容器1具有:雙軸拉伸吹塑中空本體10,其限定了中心豎直軸線A;和柱狀頸部末端件(finish)11,其包括頂部灌注開口11a和頸部支撐環(huán)11b。雙軸拉伸吹塑中空本體10包括豎直側(cè)壁100,形成容器的基部的橫向底壁101橫向于豎直側(cè)壁100延伸。
側(cè)壁100包括環(huán)形增強(qiáng)肋100a。
底壁101設(shè)計(jì)成能夠向內(nèi)運(yùn)動,以便在進(jìn)行高溫裝填時吸收容器1內(nèi)部的真空壓力。
在本發(fā)明的范圍內(nèi),塑料容器1和預(yù)制件P能夠由任何熱塑性材料制成,熱塑性材料可以通過使用注射拉伸吹塑技術(shù)進(jìn)行處理。用于本發(fā)明的優(yōu)選熱塑性材料是聚酯特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、其均聚物或共聚物、以及其混合物。適于在本發(fā)明中使用的其它材料是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和聚乳酸(PLA)、聚呋喃酸乙二醋(PEF)、其均聚物或共聚物、以及其混合物。
盡管在附圖中示出的預(yù)制件P和容器1是單層,但是本發(fā)明并不局限于單層預(yù)制件和單層容器,而是也涵蓋多層預(yù)制件和多層容器。
在本發(fā)明的范圍內(nèi),容器1的雙軸拉伸吹塑中空本體10能夠具有任意形狀和任意尺寸。中空本體10能夠是柱狀或者在橫截面(即,垂直于中心豎直軸線A的平面)中能夠具有其他的形狀,包括顯而易見的橢圓形和任意的多邊形的形狀,其中包括顯而易見的方形、矩形、六邊形、八邊形。容器的中空本體10不必包括增強(qiáng)肋100a。
本發(fā)明也不局限于制造具有寬嘴的耐熱塑料容器,而是也涵蓋制造具有更小嘴部的耐熱塑料容器。
在圖1的特定示例中,容器本體10的中心軸線A也是柱狀頸部末端件11的中心軸線。在本發(fā)明的范圍內(nèi)的其它變型中,柱狀頸部末端件11的中心軸線不必與拉伸的吹塑中空本體10的豎直中心軸線A相同,而是能夠從所述豎直中心軸線A偏移。柱狀頸部末端件11的中心軸線也不必平行于拉伸的吹塑中空本體10的豎直中心軸線A,并且頸部末端件不必是柱狀。
現(xiàn)參照圖3,在雙重吹塑處理中用作第一吹塑模具的初次吹塑模具M(jìn)1包括模具型腔MC1,所述模具型腔MC1具有豎直中心軸線A',并且由一對模具半體2A和2B的內(nèi)模制表面和基部模具3的突出定中部分30限定。
模具半體2A和2B已知設(shè)有加熱裝置(未示出)例如電加熱裝置,以用于將它們的內(nèi)模制表面加熱到設(shè)定且受控的溫度?;磕>?0已知也設(shè)有加熱裝置(未示出)例如使用加熱流體譬如油的加熱裝置,以用于將突出定中部分30加熱到設(shè)定且受控的溫度,該設(shè)定且受控的溫度能夠與模具半體2A、2B的溫度不同或相等。
初次吹塑模具M(jìn)1的模具型腔MC1包括上柱狀模制部分21和底部模制部分20,所述底部模制部分20用于模制圖5中示出的初次雙軸拉伸容器C1的底部部分,所述底部部分包括所述容器C1的基部。
所述模具型腔的底部模制部分20由非柱狀側(cè)壁200、半徑為R的凹形過渡壁201以及橫向于中心軸線A'的底壁202形成,其中,在垂直于中心軸線A'的平面中測量的模具型腔MC1的橫截面在凹形過渡壁中達(dá)到最大。由每個模具半體2A、2B的底部部分形成該底壁。
非柱狀側(cè)壁200是柱狀上模制部分21的延伸部并且形成定中在中心軸線A'上的側(cè)向模制表面。
凹形過渡壁201的半徑R的取值不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。然而,優(yōu)選但非必須地,該凹形半徑R能夠至少為4mm,并且更特別地至少為7mm。
在圖3的特定示例中,底壁202是垂直于軸線A'的平坦壁,但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)底壁202能夠具有任何其它輪廓而不必是平坦的。
側(cè)壁200在其整個外周上沿著半徑為R的所述凹形過渡壁201過渡到底壁202。
在垂直于中心軸線A'的平面中測量的非柱狀側(cè)壁200的橫截面在凹形過渡壁201的過渡點(diǎn)200b/201a處最大。
更特別地,在該示例中,側(cè)壁200的在垂直于中心軸線A'的平面中的橫截面在過渡部處通過所述凹形過渡壁201從其上端部200a朝向其下端部200b連續(xù)增大。
更特別地,在圖3的特定示例中,非柱狀側(cè)壁由下主體部分200c和小的上過渡部分200d構(gòu)成,該上過渡部分200d略微凸出。下主體部分200c沿著所述上凸形過渡部分200d過渡到柱狀上模制部分21。
在平行于中心軸線A'的平面中,側(cè)壁200的下主體部分200c的縱向截面的輪廓基本為平坦的。
在該示例中,側(cè)壁200的下主體部分200c能夠形成定中在中心軸線A'上的模制旋轉(zhuǎn)表面特別是截頭圓錐狀模制表面,所述截頭圓錐狀模制表面的頂端取向?yàn)橄蛏?。?cè)壁200的下主體部分200c也能夠形成任何多邊形橫截面(包括顯而易見的方形、矩形、六邊形和八邊形)的棱錐形模制表面。
更特別地,非柱狀側(cè)壁200平滑地過渡到凹形過渡壁201并且在側(cè)壁部分200和凹形過渡壁201之間的過渡部處沒有任何凸形半徑。
在圖3的特定示例中,但不是必須地,凹形過渡壁201平滑地過渡到底壁202并且在凹形過渡壁201和底壁202之間的過渡部處沒有任何凸形半徑。
參照圖3,偏移距離doffset是在垂直于中心軸線A'的平面中測量的以下各部分之間的距離:
-在上柱狀模制部分21的過渡部處的非柱狀側(cè)壁200的上端部200a;和
-凹形過渡壁201的最靠外部分,在垂直于中心軸線A'的平面中測量的底部模制部分20的橫截面(dmax)在此處為最大。
根據(jù)本發(fā)明,偏移距離doffset至少為2mm,優(yōu)選地至少為3mm,并且更優(yōu)選地至少為4mm。
偏移距離doffset顯而易見地取決于成品容器1的容積。成品容器越大,則偏移距離doffset的偏移量越大。僅舉例說明:
-對于370ml的容器1而言,偏移距離doffset的偏移量能夠?yàn)?mm;
-對于720ml的容器1而言,偏移距離doffset能夠?yàn)?mm。
非柱狀側(cè)壁200的斜角定義為在平行于中心軸線A'的縱向截面中測量的介于中心軸線A'和直線L之間的角度α,所述直線L包括非柱狀側(cè)壁200的上端部200a和下端部200b。
在圖3和圖4的特定示例中,角度α也基本等于側(cè)壁200的下主體部分200c的錐角。
根據(jù)本發(fā)明,該斜角α不小于3°,并且優(yōu)選地不小于5°。
斜角α取決于成品容器1的容積,僅舉例說明:
-對于370ml的容器1而言,斜角α能夠?yàn)?8°;
-對于720ml的容器1而言,斜角α能夠?yàn)?°。
非柱狀側(cè)壁200的高度H顯而易見地取決于成品容器1的容積,并且在大多數(shù)情況下至少為10mm,并且更優(yōu)選地至少為25mm。
模具基部3的突出定中部分30突出穿過模具型腔MC1內(nèi)的底壁202并且在模具型腔MC1內(nèi)形成穹頂部。該穹頂形的突出定中部分30的頂端300是其頂部部分。
該突出定中部分30的最大直徑D優(yōu)選地不大于30mm,優(yōu)選地不大于28mm,更優(yōu)選地不大于27mm,乃至更優(yōu)選地不大于25mm,甚至更優(yōu)選地不大于20mm。
能夠如下所述地通過雙重吹塑圖2的預(yù)制件P來制造圖1的耐熱雙軸拉伸塑料容器1。
預(yù)制件P被運(yùn)送通過預(yù)熱爐,以便在預(yù)制件內(nèi)用已知的方式形成期望的溫度特性分布。對于PET預(yù)制件P而言,預(yù)制件P的預(yù)加熱能夠例如介于90℃到120℃之間。
當(dāng)處于適當(dāng)溫度下時,預(yù)制件P被轉(zhuǎn)移到初次吹塑模具M(jìn)1,其模具型腔MC1被加熱到高于預(yù)制件的溫度Tg。
僅作為舉例,對于PET預(yù)制件P而言,初次吹塑模具M(jìn)1的兩個模具半體2A、2B能夠加熱到至少約140℃的溫度,并且優(yōu)選地約為180℃;初次吹塑模具M(jìn)1的基部模具3能夠加熱到大約120℃至130℃的溫度,以避免當(dāng)從模具型腔移除容器時的粘附問題。
參照圖4,預(yù)制件P在吹塑模具M(jìn)1中定位成使其在吹塑模具M(jìn)1中由其頸部支撐環(huán)11b支撐和保持并且預(yù)制件P的本體10A(位于頸部支撐環(huán)11b下方)處于模具型腔MC1內(nèi)部。
一旦定位在已加熱的初次吹塑模具M(jìn)1中,預(yù)制件P的本體10A就在腔模具M(jìn)C1內(nèi)用已知的方式被雙軸拉伸吹塑(沿著軸向方向和徑向方向進(jìn)行),以便形成圖5所示的初次雙軸拉伸容器C1,并且使本體10B具有更高容積且通過模具型腔MC1的內(nèi)加熱模制表面成形。頸部末端件11用于將預(yù)制件保持在吹塑模具M(jìn)中,并且因此沒有被拉伸。能夠用已知的方式通過拉伸桿以及在預(yù)制件P的內(nèi)部壓力作用下引入的空氣來實(shí)現(xiàn)該雙軸拉伸吹塑。
由于基部模具3的加熱溫度(120℃至130℃)低于一對模具半體2A、2B的加熱溫度(大約180℃),因此容器基部的通過基部模具3的突出定中部分30模制的部分的結(jié)晶度低于容器基部的由一對模具半體2A、2B的形成模具型腔MC1的底壁202的底部部分模制的其余部分的結(jié)晶度。通過使用具有不大于30mm的小橫向尺寸(D)的突出定中部分30,有利地減小了基部的具有最低結(jié)晶度的部分,這樣就減小了成品容器1的基部的拉伸,并且提高了成品容器1的基部在高溫裝填時的抗收縮能力。
一旦形成初次雙軸拉伸容器C1,隨后就繼續(xù)進(jìn)行收縮步驟。
通過釋放容器C1內(nèi)部的空氣壓力、并且通過將初次雙軸拉伸容器C1保持在已加熱的初次吹塑模具M(jìn)1內(nèi)部達(dá)到足夠的時長(例如,不大于1s)以便獲得所需的收縮而在初次吹塑模具M(jìn)1內(nèi)執(zhí)行該收縮步驟。
由此獲得容積略小的二次收縮容器C2(在圖6示出)。該收縮釋放了容器C2中的定向應(yīng)力。然后,將收縮的容器C2轉(zhuǎn)移到二次吹塑模具M(jìn)2(圖7)以進(jìn)行再次吹塑,并且不會再加熱二次吹塑模具M(jìn)2。
在另一變型中,能夠在初次吹塑模具M(jìn)1以外執(zhí)行收縮步驟。在此情況下,初次雙軸拉伸容器C1被轉(zhuǎn)移到熱處理爐。在該爐中,所施加的熱量促使初次雙軸拉伸容器C1承受相當(dāng)程度的收縮,并且形成二次收縮容器C2。
該二次收縮容器的容積略小于成品容器的容積,并且在二次吹塑模具M(jìn)2中用已知的方式再次吹塑二次收縮容器C2,以便形成圖1所示的具有略大容積的耐熱雙軸拉伸容器1。
參照圖7,用作雙重吹塑處理中的第二吹塑模具的二次吹塑模具M(jìn)2包括模具型腔MC2,所述模具型腔MC2具有豎直中心軸線A”并且由一對模具半體4A和4B的內(nèi)模制表面和基部模具5的包括突出定中部分50a的頂面50限定,所述突出定中部分50a與第一吹塑模具M(jìn)1的突出定中部分30類似。
模具半體4A和4B已知設(shè)有加熱裝置(未示出)例如使用加熱流體譬如油的加熱裝置,以用于將其內(nèi)模制表面加熱到設(shè)定且受控的溫度。基部模具5已知也設(shè)有加熱裝置(未示出)例如使用加熱流體譬如油的加熱裝置,以用于將基部模具5的包括突出定中部分50a的頂面50加熱至設(shè)定且受控的溫度,所述設(shè)定且受控的溫度能夠與模具半體4A、4B的溫度不同或相等。
僅舉例說明,對于PET容器而言,能夠?qū)⒍未邓苣>進(jìn)2的兩個模具半體4A、4B加熱到至少約140℃的溫度,并且優(yōu)選地加熱至大約140℃的溫度;二次吹塑模具M(jìn)2的基部模具5能夠加熱至大約120℃至130℃的溫度。
在圖7至圖9的特定示例中,基部模具50能夠在圖7示出的下方位置和圖9示出的上方位置之間軸向移動。
在二次吹塑模具M(jìn)2內(nèi)的二次吹塑步驟期間,在第一子步驟中,首先在模具型腔MC2內(nèi)再次吹塑二次收縮容器C2以用于模制圖8的中間容器C3,其中基部模具50處于下方位置。然后,在第二子步驟中,致動基部模具50以從圖8的下方位置移動到圖9的上方位置,以用于向內(nèi)包夾中間容器C3的基部并且形成成品容器1的基部101。
參照圖10,成品容器的基部101能夠向內(nèi)變形(如虛線所示),以便在進(jìn)行高溫裝填時吸收容器內(nèi)部的真空壓力,并且不會導(dǎo)致容器1的其它部分的不合需要的變形。
更特別地,該基部101包括踵部1010,所述踵部1010形成接觸環(huán)以用于將容器1穩(wěn)定地支撐在平坦表面上的豎立位置?;?01還包括能夠運(yùn)動的中央壁部分1011,所述中央壁部分1011由踵部圍繞并且包括能夠運(yùn)動的壁1011a和中央上推部分1011b。
在該變型中,能夠運(yùn)動的壁1011a形成大體截頭圓錐狀的壁。
當(dāng)從二次模具M(jìn)2移除容器1時,所述大體截頭圓錐狀的壁1011a的頂端取向?yàn)槌蛉萜?的外部(參見圖10中的實(shí)線)。
一旦容器被高溫裝填以高溫液體等,隨后便為容器加蓋并且進(jìn)行冷卻,在容器1內(nèi)部產(chǎn)生的真空壓力使能夠運(yùn)動的壁部分1011朝向容器的內(nèi)部向上運(yùn)動,以用于自動減小容器容積并且適應(yīng)這樣的真空壓力,并且不會使容器本體10產(chǎn)生不合需要的變形。在該特定實(shí)施例中,截頭圓錐狀的壁1011a在真空壓力條件下倒置,變形的截頭圓錐狀的壁1011a的頂端(參見圖10中的虛線)取向?yàn)槌蛉萜?的內(nèi)部。
由所述雙重吹塑處理制成的雙軸拉伸吹塑容器1耐熱、能夠進(jìn)行高溫裝填并且不會產(chǎn)生不合需要的變形,或者能夠在巴氏消毒處理或蒸餾處理中進(jìn)行消毒并且容器1不會顯著收縮。必須指出的是,由于本發(fā)明,因所述初次雙軸拉伸塑料容器C1的基部的收縮引起的變形導(dǎo)致形成改進(jìn)的收縮基部(容器C2),所述改進(jìn)的收縮基部的尺寸和幾何形狀能夠接近于雙重吹塑處理中的二次吹塑模具M(jìn)2的模具型腔MC2的尺寸和幾何形狀,并且因此能夠顯著減小該收縮基部在二次模具M(jìn)2內(nèi)的拉伸。成品容器1的基部101因此在進(jìn)行高溫裝填時受收縮現(xiàn)象的影響較小且更加穩(wěn)定,并且在最佳情況下根本不會收縮。
更特別地,在容器1具有能夠運(yùn)動的基部以在高溫裝填時適應(yīng)真空壓力的情況下,如果所述基部101收縮過大,則這樣的顯著收縮也會使能夠運(yùn)動的壁1011a和中央上推部分1011b在成品容器中向上移動(在高溫裝填之前),從而使所述能夠運(yùn)動的基部吸收真空的能力顯著減小,并且在最差情況下失去了這樣的能力。利用本發(fā)明,容器1的基部101的低收縮允許將能夠運(yùn)動的壁1011基本保持在它的如圖10所示的位置中(如實(shí)線所示),其中,大體截頭圓錐狀的壁1011a的頂端取向?yàn)槌蛉萜?的外部。由此完全保留能夠運(yùn)動的基部101在高溫裝填時適應(yīng)容器1內(nèi)的真空壓力的能力。
圖11示出了初次模具M(jìn)1的另一個示例,其中,底壁202不是平坦的而是截頭圓錐狀,其頂端取向?yàn)橄蛏铣蚰>咝颓籑C1的內(nèi)部。圖12示出了在所述初次容器收縮之后的二次收縮容器C2,所述二次收縮容器C2通過在圖11的模具型腔MC1中雙軸拉伸吹塑初次容器而獲得。初次容器的基部的收縮形成二次收縮容器C2中的大體平坦的基部。
圖13示出了初次模具M(jìn)1的另一個示例,其中,側(cè)壁200的縱向橫截面不是平坦的,而是略微凸出。圖14示出了在所述初次容器收縮之后的二次收縮容器C2,所述二次收縮容器C2通過在圖13的模具型腔MC1中雙軸拉伸吹塑初次容器而獲得。
參照圖15,由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸吹塑的塑料容器成品1的基部101包括兩根直線分隔線PL1、PL2和大體圓形分隔線PL3,兩根直線分隔線PL1、PL2在中央上推部分1011b的相對側(cè)徑向延伸并且與中央上推部分1011b的中心C(即基部101的中心)對準(zhǔn)。在初次模具M(jìn)1中的第一吹塑步驟期間,用已知的方式在容器基部101中形成這些分隔線PL1、PL2、PL3。更特別地,兩根直線分隔線PL1、PL2形成在初次模具M(jìn)1的兩個模具半體2A、2B之間的接觸面中,圓形分隔線PL3形成在基部模具3和兩個模具半體2A、2B之間的界面處。
形成在初次模具M(jìn)1的兩個模具半體2A、2B之間的接觸面中的容器基部中的這些分隔線PL1和PL2不必是直線。更一般地,這些分隔線PL1和PL2在上推部分1011b的相對側(cè)上的容器基部中朝向容器基部的外周延伸。這些分隔線PL1、PL2在容器壁中進(jìn)一步向上延伸。
實(shí)際上,這兩根分隔線基本上起始于圓形分隔線PL3。由于在二次模具M(jìn)2中的容器基部的拉伸,因此每根分隔線PL1、PL2和中央上推部分1011b的中心C(即,基部101的中心)之間的最短距離H1、H2增加,并且在由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸吹塑的塑料容器成品1的基部中更大。
在圖15的示例中,圓形分隔線PL3仍然以中央上推部分的中心C(即,基部101的中心)為中心,并且該中心C和分隔線PL1之間的最短距離H1等于該中心C和另一根分隔線PL2之間的距離H2。
在其它的變型中,當(dāng)生產(chǎn)由雙重吹塑處理容器1得到的耐熱和雙軸拉伸吹塑的塑料容器成品1時,由于非對稱地拉伸容器基部,因此圓形分隔線PL3可能偏離中心,正如圖16的示例所示,其中,C'是圓形分隔線PL3的中心。容器基部的中心C和分隔線PL1之間的最短距離H1能夠略微不同于容器基部的中心C和另一根分隔線PL2之間的最短距離H2。
在其它的變型中,形成在基部模具3和兩個模具半體2A、2B之間的界面處并且圍繞上推部分1011b的分隔線PL3不必是圓形,而是能夠形成為任意幾何形狀的閉合輪廓。
由基部模具3的突出定中部分30形成的推壓部分1010b不必居中,并且分隔線PL1、PL2優(yōu)選但非必須地與容器基部的中心對準(zhǔn)。在另一個變型中,上推部分1010b能夠是偏心的。
在本發(fā)明的范圍內(nèi),雙軸拉伸吹塑容器的基部101能夠具有任何形狀和任何尺寸。該基部101不必是如圖15和圖16所示的圓形,而是能夠具有任何其它的形狀,其包括顯而易見的橢圓形或任意的多邊形,其中包括顯而易見的方形、矩形、六邊形、八邊形。
已經(jīng)生產(chǎn)出由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸吹塑的PET容器1的不同類型(A至K)。對于每一種容器,測量距離H1和H2。在下面的表格中,還給出了H1和H2之間的最大值Max(H1,H2)。還給出了初次模具M(jìn)1的模具基部3的突出定中部分30的直徑D以及容器基部101的在分隔線PL1、PL2的兩個最靠外的點(diǎn)P1、P2(參見圖15和圖16)之間測量的橫向尺寸DB(圖15和圖16)。當(dāng)分隔線PL1、PL2如圖15或圖16所示更特別地為直線時,實(shí)際上是沿著直線分隔線PL1、PL2測得容器基部101的在兩個最靠外的點(diǎn)P1、P2之間測量的橫向尺寸DB。
在分隔線PL1和PL2之間具有較大間隙G(G=H1+H2)的容器A、B、F、H和I的基部101在容器被高溫裝填時實(shí)際上承受顯著收縮。這樣的收縮導(dǎo)致(在高溫裝填之后的)成品容器中的能夠運(yùn)動的壁1011a和中央上推部分1011b的大幅上移,如圖17所示,從而使所述能夠運(yùn)動的基部在高溫裝填容器時吸收真空的能力顯著減小,并且在最差情況下失去了這樣的能力。
在分隔線PL1和PL2之間具有較小間隙G(G=H1+H2)的其它容器C、D、E、G、J和K的基部有利地在容器被高溫裝填時承受非常低的收縮。這種非常低的收縮僅導(dǎo)致成品容器中的能夠運(yùn)動的壁1011a和中央上推部分1011b的小幅上移,如圖10所示,從而保留了所述能夠運(yùn)動的基部101的吸收真空的能力。
能夠通過將二次模具M(jìn)2中的容器基部的低程度收縮與容器基部的更高結(jié)晶度相結(jié)合來解釋這些結(jié)果。能夠通過以下的事實(shí)來解釋容器C、D、E、G、J和K的基部的這種更高的結(jié)晶度:用于這些容器的初次模具M(jìn)1的模具基部3的突出定中部分30的直徑D較小,并且容器基部的與初次模具M(jìn)1中的更高溫度的模具半體2A、2B相接觸的區(qū)域因此對于容器C、D、E、G、J和K而言比對于容器A、B、F、H和I而言更加重要。
相應(yīng)地,根據(jù)本發(fā)明的一方面,由此發(fā)現(xiàn):因?yàn)檫@樣的基部承受的收縮較小并且保持非常好的吸收真空的能力,所以由雙重吹塑處理制成并且具有能夠運(yùn)動的基部101以吸收真空的耐熱和雙軸吹塑的塑料容器1是優(yōu)選的,該容器的特征在于分隔線PL1和PL2之間的小間隙G(或者是基部的中心C與每根分隔線PL1和PL2之間的小距離H1、H2)。
更特別地,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明為了保持非常良好的吸收真空的能力,優(yōu)選地將以下特征中的至少一個實(shí)踐用于由雙重吹塑處理制成的耐熱和雙軸拉伸的吹塑容器:
(i)每根分隔線PL1、PL2和基部的中心C之間的距離(H1;H2)不大于20mm;和/或
(ii)兩根分隔線PL1、PL2之間的距離G不大于40mm;和/或
(iii)兩根分隔線PL1、PL2之間的距離G小于在分隔線PL1、PL2的兩個最靠外的點(diǎn)P1,P2之間測量的基部101的橫向尺寸DB的50%。