專利名稱：生產(chǎn)金屬蓋易拉罐塑料罐體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于塑料容器加工領(lǐng)域，特別是一種生產(chǎn)飲料易拉罐塑料罐體的方法和設(shè)備。
目前市場(chǎng)上可灌裝充氣飲料的易拉罐，其易拉蓋和罐體均采用鋁材料，由于其生產(chǎn)投資大，外匯耗用多，成本高，尤其是氧化鋁對(duì)人體有害，不少?gòu)S家正積極探索用無毒塑料代替鋁制易拉罐罐體的方法。但至目前為止，這種研制均未取得理想效果。國(guó)內(nèi)有一廠家曾試產(chǎn)曾用壓注成罐坯再吹拉成罐體的方法試產(chǎn)了PET聚酯易拉罐罐體，由于要求罐坯沿口部位很薄(僅0.5mm左右)，在吹拉成型過程中極易受熱變形，厚薄不均，導(dǎo)致罐體在飲料廠灌裝飲料封上易拉蓋后，密封合格率僅達(dá)50%左右。密封難關(guān)的屢次不破，最后該廠不得已停止了研制。據(jù)了解，直至目前，市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)可裝充氣飲料的金屬蓋塑料易拉罐產(chǎn)品，也未發(fā)現(xiàn)其制作方面的報(bào)道。
與本發(fā)明相近的已有技術(shù)是中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?8108686×公開的名稱為“兩步法生產(chǎn)PET聚酯瓶的設(shè)備和方法”，用該方法和設(shè)備生產(chǎn)小口PET聚酯瓶(如可樂瓶)，在吹拉過程中對(duì)瓶坯體部加熱，瓶坯口部不加熱，由于瓶坯口部小且較厚，受熱變形的影響較小，可以生產(chǎn)出合格的PET聚酯瓶，但這種方法無法保證廣口薄沿的塑料罐坯的沿口不變形。
現(xiàn)行的塑料飲料瓶(如可樂瓶)，塑料制品廠可以將注塑成的瓶坯吹拉成瓶體出售給飲料廠灌裝封口，也可以將注塑成的瓶坯直接出售給飲料廠，由飲料廠對(duì)瓶坯吹拉成瓶體后灌裝封口。后一種方法可以節(jié)省較多的運(yùn)輸費(fèi)用，并且可以避免在運(yùn)輸過程中對(duì)瓶體造成的污染。
本發(fā)明目的是提供一種罐坯沿口部位在吹拉過程中不變形的制作金屬蓋易拉罐直筒、凹底形塑料罐體的方法及其生產(chǎn)設(shè)備，以滿足飲料廠迫期望采用金屬蓋塑料易拉罐代替全鋁飲料罐的要求，實(shí)現(xiàn)以塑代鋁。
本發(fā)明的目的是通過下述的方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。
一種生產(chǎn)金屬蓋易拉罐塑料罐體的方法，其主要步驟是先對(duì)干燥的無毒塑料加熱壓注成沿口部位彎成喇叭口形的球底杯狀的罐坯，然后再次加熱吹拉成無蓋凹底直筒形罐體，其特征是罐坯在加熱過程中，對(duì)其沿口部位進(jìn)行強(qiáng)制冷卻;其余部位由上而下分為2～5段分別以不同溫度恒溫控制加熱，加熱溫度從最上一段的60℃到最下一段的140℃范圍內(nèi)有級(jí)遞增;經(jīng)3～10分鐘加熱后將罐坯置于吹塑機(jī)型腔中進(jìn)行吹拉，吹拉時(shí)對(duì)罐坯的沿口部位的薄壁兩面施以?shī)A力，從而使吹拉成型的罐體的沿口部位不變形，保持壓注出來時(shí)的原狀。
罐坯沿口部位是指罐坯沿邊向下10mm以內(nèi)的坯壁，如附圖2中虛線內(nèi)的高度。
對(duì)罐坯沿口部位的強(qiáng)制冷卻，可以采取多種方式，如水冷卻、空氣冷卻或半導(dǎo)體致冷元件冷卻等。
對(duì)罐坯沿口部位以下由上而下若分為三段恒溫控制有級(jí)加熱，各段的控制溫度分別為第一段90℃～100℃第二段95℃～105℃第三段100℃～110℃加熱時(shí)間為4～6分鐘。
制作罐體所用的無毒塑料可采用PET聚酯。
根據(jù)上述方法生產(chǎn)金屬蓋易拉罐塑料罐體的設(shè)備，主要包括配有烘箱的注塑機(jī)、配有烘箱的吹塑機(jī)、注塑模和吹拉模，其特點(diǎn)是吹塑機(jī)所配烘箱的保溫套內(nèi)烘箱主體由上而下制成多層結(jié)構(gòu)，第一層為冷卻層，以保證罐坯沿口部位不被加熱，冷卻層以下由2～5層加熱層組成，層與層之間墊有隔熱層;在冷卻層及每層加熱層、隔熱層上開有多個(gè)可容放罐坯的園孔。
采用水、氣強(qiáng)制冷卻方式時(shí)，烘箱中的冷卻層制成有多個(gè)蜂窩型穿通園孔、側(cè)壁上開有兩個(gè)通孔的薄形盒體結(jié)構(gòu)，在每個(gè)園孔周圍有冷卻介質(zhì)(如水、氣)通道，并與上述側(cè)壁上的兩個(gè)通孔相通，這兩個(gè)通孔可開在盒體的兩個(gè)側(cè)壁，也可以開在同一側(cè)壁，分別用以冷卻介質(zhì)的進(jìn)、出;盒體的高度為2～8mm。
如采用半導(dǎo)體致冷元件進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，冷卻層可由金屬頂板、底板、半導(dǎo)體致冷片組成，頂板、底板分別相應(yīng)開有多個(gè)園孔，在該兩板之間每個(gè)園孔周圍裝有環(huán)形半導(dǎo)體致冷片，致冷片的冷面、熱面分別與頂板、底板面緊密接觸，使金屬頂板成為冷卻板，形成有多個(gè)貫通園孔的冷卻層。
所述的加熱層是由嵌裝有電熱元件的鋁合金板制成的電熱板，電熱元件可以采用電熱絲、陶瓷包復(fù)式電熱管等。
隔熱層可采用云母、石棉、石墨等材料制成開有多個(gè)園孔的矩形墊片。
前述的冷卻或冷卻板、電熱板、隔熱層水平方向的截面尺寸相同，各園孔中心位置也相同，疊在一起可成為一個(gè)有多個(gè)由貫穿各層園孔所形成的加熱腔的矩形烘箱主體，將該烘箱主體放入襯有保溫套的箱殼內(nèi)，接通電源線路和水(氣)管路，即可形成冷卻層的烘箱。
吹塑機(jī)上吹拉模型腔封口閥所用的塞子，可用橡膠、聚氨酯或塑料制作，塞子的形狀要與罐坯沿口部位形狀精密制成相配的形狀，一是增加型腔的密封性能，二是將吹塑機(jī)上活塞通過壓板傳遞過來的壓力均勻分布在罐坯沿口部位，并與型腔模口對(duì)罐坯沿口施以?shī)A力，保證在對(duì)罐坯吹入壓縮空氣時(shí)，沿口部位不產(chǎn)生移動(dòng)，避免形變。用非剛性材料制作塞子還可以減小對(duì)型腔?？诘哪p。
封口閥上彈簧的作用是將壓縮空氣產(chǎn)生的壓力經(jīng)吹塑機(jī)上的活塞、升降板緩沖傳遞到壓板上。
本文所述的罐坯已另案申請(qǐng)中國(guó)實(shí)用新型專利。
利用本發(fā)明提供的方法和設(shè)備生產(chǎn)的金屬蓋塑料易拉罐罐體，可大大提高飲料廠生產(chǎn)的金屬蓋塑料易拉罐的密封合格率，而且制作工藝簡(jiǎn)單，方便運(yùn)輸，成本降低，可解決飲料廠迫切期望易拉罐以塑代鋁的要求。
附圖中

圖1是罐坯的俯視圖。
圖2是罐坯的剖視圖。
圖3是有水(氣)冷卻盒的吹塑機(jī)烘箱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的俯視圖。
圖5是有半導(dǎo)體致冷層的吹塑機(jī)烘箱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖5的俯視圖。
圖7是吹塑機(jī)烘箱中電熱板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是吹塑機(jī)型腔封口閥俯視圖。
圖9是吹塑機(jī)型腔封口閥結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法和設(shè)備，首先按附圖1、2給出的形狀制作壓注模具，圖2中虛線高度內(nèi)即為罐坯(10)的沿口部位，將23克經(jīng)干燥處理的PET聚酯粒料以70公斤壓力注入模子內(nèi)，在260℃溫度下使其融溶，再保壓9秒后出模，即得如圖1、2所示的罐坯(10)。
將所壓注成的罐坯喇叭口形沿口部位朝上放入吹塑機(jī)烘箱的加熱腔(6)，由于喇叭口直徑略大于加熱腔(6)園孔的直徑，故罐坯沿口架在加熱腔(6)的口部，便于裝、取罐坯。接通電熱板(8)電源和進(jìn)水(氣)孔(11)及出水(氣)孔(12)的管路，或半導(dǎo)體致冷片(13)的電源，可使罐坯沿口部位保時(shí)常溫以下(小于25℃)，而坯體部位分成三層有級(jí)恒溫加熱，第一層溫度控制在90℃，第二層控制在95℃，第三層控制在105℃。
經(jīng)約5分鐘加熱后，將罐坯從烘箱上取出放入吹塑機(jī)吹拉模的喇叭口筒體型腔，由吹塑機(jī)所配的空壓機(jī)向氣缸進(jìn)氣，活塞推動(dòng)壓力傳遞機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)壓板下降，使壓板下的塞子緊壓在罐坯沿口上，同時(shí)進(jìn)氣管向罐坯吹氣，然后脫模，即得到沿口部位保持罐坯原狀的罐體。
參照?qǐng)D3、圖4，烘箱的殼體由外殼(1)、保溫套(2)組成，保溫套(2)內(nèi)依次相間裝入有多個(gè)園孔的電熱板(8)、隔熱墊(7)各3塊，然后將冷卻盒放在最上層，冷卻盒上的多個(gè)園孔與其下邊的各層電熱板、隔熱板上的園孔中心位置一致，形成多個(gè)加熱腔(6)，冷卻盒兩個(gè)側(cè)壁分別裝有進(jìn)水(氣)管和出水(氣)管，冷卻水(氣)通過冷卻筒(5)對(duì)罐坯沿口部位進(jìn)行冷卻，以阻斷加熱腔(6)中的溫度對(duì)罐坯沿口部位的影響。冷卻盒的上蓋也是烘箱的頂蓋。
冷卻方式另一實(shí)施方案可參照?qǐng)D5、圖6，由環(huán)形半導(dǎo)體致冷片(13)作為冷卻源，致冷片(13)夾于互相分離的金屬頂板和底板之間，通過改變電源極性，可使致冷片(13)的冷面與頂板下表面接觸，頂板、底板、致冷片的各園孔位置互相對(duì)應(yīng)，也與加熱腔對(duì)應(yīng)。通過金屬頂板形成的冷卻板，同樣可達(dá)到阻斷加熱腔溫度對(duì)罐坯沿口部位的影響，而且避免了水(氣)管路的布設(shè)，使烘箱結(jié)構(gòu)更為緊湊。
參照?qǐng)D7，電熱板(8)采用鋁合金材料制作，繞各園孔開有凹槽，將電熱絲(9)嵌入凹槽，接通電源可使鋁合金板成為發(fā)熱體，使加熱腔溫度上升。
圖8、圖9表示了吹塑機(jī)吹拉模型腔的封口閥，它由橡膠塞子(14)、鐵壓板(15)、園柱形壓縮彈簧(16)、進(jìn)氣管(17)組成，塞子(14)的形狀制成與罐坯沿口相配的形狀，以使從吹塑機(jī)上活塞傳遞過來的壓力能均勻分布在罐坯沿口部位，并與型腔?？诋a(chǎn)生對(duì)罐坯沿口的夾力，以使較高壓力的壓縮空氣吹入罐坯時(shí)，其沿口部位不產(chǎn)生位移，加之沿口部位加溫過程中受到強(qiáng)制冷卻，避免了形變，保證吹拉出來的罐體與罐坯沿口部位一致性。
用本發(fā)明所述的方法和設(shè)備，也可生產(chǎn)出用其它高分子原料制作的易拉罐罐體。
用本發(fā)明所述的方法和設(shè)備試產(chǎn)的樣品，經(jīng)灌裝充氣飲料后用封罐機(jī)封上金屬易拉蓋，密封效果良好。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)金屬蓋易拉罐塑料罐體的方法，其主要步驟是先對(duì)干燥的無毒塑料加熱壓注成沿口部位彎成喇叭口形的球底杯狀的罐坯，然后再次加熱吹拉成無蓋凹底直筒形罐體，其特征是罐坯在加熱過程中，對(duì)其沿口部位進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；其余部位由上而下分為2～5段分別以不同溫度恒溫控制加熱，加熱溫度從最上一段的60℃到最下一段的140℃范圍內(nèi)有級(jí)遞增；經(jīng)3～10分鐘加熱后將罐坯置于吹塑機(jī)型腔中進(jìn)行吹拉，吹拉時(shí)對(duì)罐坯的喇叭口狀沿口部位的薄壁兩面施以?shī)A力，從而使吹拉成型的罐體沿口部位不變形，保持壓注出來時(shí)的原狀。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是對(duì)罐坯沿口部位以下分為三段恒溫有級(jí)加熱，各段的控制溫度分別為第一段90℃～100℃，第二段95℃～105℃，第三段100℃～110℃。加熱時(shí)間為4～6分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無毒塑料采用PET聚酯。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述方法生產(chǎn)金屬塑料易拉罐罐體的設(shè)備，主要包括配有烘箱的注塑機(jī)和吹塑機(jī)、注塑和吹拉模具，其特征是吹塑機(jī)所配的烘箱，其保溫套內(nèi)烘箱主體由上而下制成多層結(jié)構(gòu)，第一層為保證罐坯沿口部位不被加熱的冷卻層，冷卻層以下由2～5層加熱層組成，層與層之間墊有隔熱層，在冷卻層及每層加熱層、隔熱層上開有多個(gè)可容放罐坯的園孔。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征是所述烘箱中冷卻層為有多個(gè)蜂窩型穿通園孔、側(cè)壁上開有兩個(gè)通孔的薄形盒體結(jié)構(gòu)，在每個(gè)園孔周圍有冷卻介質(zhì)通道，并與上述側(cè)壁上的兩個(gè)通孔相通;盒體的高度為2～8mm。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征是所述烘箱中的冷卻層由金屬頂板、底板、半導(dǎo)體致冷片組成，頂板、底板分別開有多個(gè)對(duì)應(yīng)園孔，在該兩板之間每個(gè)園孔周圍裝有環(huán)形半導(dǎo)體致冷片，致冷片的冷面、熱面分別與頂板、底板面緊密接觸，使金屬頂板成為冷卻板。
7.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征是所述的加熱層是由嵌裝有電熱元件的鋁合金板制成的電熱板。
8.如權(quán)利要求4、5、6或7所述的設(shè)備，其特征是冷卻盒或冷卻板、電熱板、隔熱層水平方向的截面尺寸相同，各園孔中心位置也相同，疊在一起可成為一個(gè)有多個(gè)由貫穿各層園孔所形成的加熱腔的矩形烘箱主體。
9.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征是所述的吹塑機(jī)上的封口閥所用的塞子制成與罐坯喇叭形沿口部位形狀相配的形狀，該塞子可用橡膠、聚氨酯或塑料制作。
全文摘要
本發(fā)明屬于塑料容器加工領(lǐng)域，它公開了一種能與金屬易拉蓋良好密封的塑料罐體的生產(chǎn)方法和設(shè)備，其主要特征是注塑機(jī)壓注的喇叭口形罐坯在吹拉成罐體前，用特制的烘箱對(duì)罐坯沿口部位強(qiáng)制冷卻，其余部位進(jìn)行多級(jí)加熱，使吹塑機(jī)吹拉出來的罐體沿口部位保持罐坯時(shí)的原狀。適合于飲料廠生產(chǎn)金屬易拉蓋塑料罐體飲料罐，可替代現(xiàn)在市場(chǎng)上的全鋁易拉罐。
文檔編號(hào)B29C49/64GK1078422SQ9210361
公開日1993年11月17日 申請(qǐng)日期1992年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月13日
發(fā)明者柳崇明 申請(qǐng)人:柳崇明