用于制造塑料瓶和用填充產(chǎn)品對其填充的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造塑料容器以及用填充產(chǎn)品對其進(jìn)行填充的一種設(shè)備以及一種方法，例如用于制造和填充吹塑的或者拉伸吹塑的PET瓶的一種設(shè)備以及一種方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)中已知吹塑機(jī)和拉伸吹塑機(jī)，在所述吹塑機(jī)和拉伸吹塑機(jī)上制造塑料容器、例如PET塑料瓶。對此首先在爐中加熱所謂的預(yù)制品并且隨后在真正的吹塑機(jī)或者拉伸吹塑機(jī)中將其引入到吹模中，所述吹模具有相應(yīng)于待制造的PET塑料瓶的形狀的內(nèi)輪廓。該預(yù)制品通過用吹塑劑加載而隨后被吹塑為制成的塑料容器。容器的輪廓通過吹塑壓力來塑造，所述吹塑壓力將預(yù)制品的材料壓到吹模的腔的內(nèi)壁上。
[0003]在拉伸吹塑方法中，在用吹塑劑來主要加載預(yù)制品或者預(yù)制品的內(nèi)腔之前借助于拉伸桿機(jī)械地預(yù)拉伸預(yù)制品并且同時(shí)預(yù)吹塑預(yù)制品。在預(yù)吹塑之后，隨后用吹塑劑來加載預(yù)制品，使得預(yù)制品被壓到吹模的腔的內(nèi)壁上。吹模因此被打開，使得已完成吹塑或者拉伸吹塑的PET塑料瓶能夠被取出并且能夠輸送給其它的加工裝置。
[0004]吹模在此通常具有至少一個獨(dú)立的底模以及兩個半吹模，所述半吹模能夠彼此分開，使得能夠無問題地取出制成的PET塑料容器。同時(shí)也能夠?qū)㈩A(yù)制品引入到以這種方式打開的吹模中。
[0005]在此存在不同的構(gòu)成吹塑機(jī)的可能性，特別地，環(huán)繞式構(gòu)造類型的吹塑機(jī)是已知的，所述吹塑機(jī)具有設(shè)置在圓盤傳送裝置上的、環(huán)繞的吹模，使得能夠?qū)崿F(xiàn)基本上連續(xù)地制造塑料瓶。此外，具有靜止的吹模的吹塑機(jī)是已知的，其中因此通常相繼地設(shè)置有多個吹模，或者吹模裝配有多個單一的腔。相應(yīng)地，在具有靜止的吹模的這樣的吹塑設(shè)備中在步進(jìn)運(yùn)行中制造PET塑料瓶，所述PET塑料瓶隨后被輸送給其它的加工裝置。
[0006]PET瓶在其在吹塑機(jī)中的制造和其從相應(yīng)的吹模中取出之后通常在填充器中被填充，其中容器在那或者在保持在底板上或者在PET瓶的情況下也保持在其支承環(huán)上并且借助于原則上已知的填充產(chǎn)品閥來填充。為了填充PET塑料瓶已知大量不同的填充系統(tǒng)或者填充機(jī)構(gòu)，所述填充系統(tǒng)或者填充機(jī)構(gòu)例如實(shí)現(xiàn)了自由噴射填充、反壓填充、重力填充、真空填充或者計(jì)量室填充，僅列舉已知的填充方法中的一些。
[0007]在真正地填充PET瓶之前，這些PET瓶通常還被沖洗或者消毒，以便實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生地或者無菌地裝填。此外已知的是，在用填充產(chǎn)品、尤其氧敏感的填充產(chǎn)品真正地填充容器之前，在容器中提供限定的氣體組分、優(yōu)選缺氧的氣體組分。對此待填充的容器通常經(jīng)受氣體沖洗，其中首先在容器中建立低壓，隨后將沖洗氣體、例如惰性氣體如CO2引入到容器中，并且隨后將填充產(chǎn)品填入到該限定的氣體氛圍中。當(dāng)在內(nèi)腔中需要尤其缺氧的氛圍時(shí)，沖洗過程也能夠能夠多次地執(zhí)行。
[0008]也已知容器制造和填充方法，在所述方法中，在吹模機(jī)或者拉伸吹模機(jī)中執(zhí)行塑料瓶的制造，并且容器以相同的方式在吹塑機(jī)本身中用相應(yīng)的填充產(chǎn)品來填充。關(guān)于該方法有利的是，容器內(nèi)腔在其制造后相應(yīng)地是近似無菌的，因?yàn)轭A(yù)制品為了吹塑成型已經(jīng)被加熱到高溫上，所述高溫為100°C或者高于100°C。在制造相應(yīng)的塑料容器之后立即進(jìn)行的直接填充相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的填充產(chǎn)品的無菌的或者至少衛(wèi)生的裝填。
[0009]例如從DE 26 57 670 Al中已知一種用于形成和裝填由熱塑性塑料構(gòu)成的空心體的設(shè)備的吹塑和填充體，其中形成的容器借助于吹塑和填充體在填充之后同樣用填充產(chǎn)品來加載。
[0010]從EP I 529 620 Al中已知一種填充頭，其中已經(jīng)借助于填充產(chǎn)品執(zhí)行相應(yīng)的塑料容器的吹鼓。相應(yīng)地，容器在制造之后隨后立即完全地用填充產(chǎn)品填充，使得在此發(fā)生同時(shí)的制造和填充。
[0011]在已知的方法中，其中容器已經(jīng)在吹塑機(jī)中填充，該填充或者在環(huán)境壓強(qiáng)條件下或者在超壓條件下發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]從已知的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是，提出用于制造塑料容器和用填充產(chǎn)品對其進(jìn)行填充的一種方法以及一種設(shè)備，所述方法允許更有效的填充過程。
[0013]該目的通過根據(jù)本發(fā)明的方法來實(shí)現(xiàn)。有利的改進(jìn)方案從下文中得出。
[0014]相應(yīng)地提出一種用于制造塑料容器以及用填充產(chǎn)品對其進(jìn)行填充的方法，所述方法包括:將預(yù)制品引入到吹模中并且用吹塑介質(zhì)加載預(yù)制品用于制造塑料容器。根據(jù)本發(fā)明，容納在吹模中的塑料容器的內(nèi)腔被抽真空到低壓上并且將處于超壓下的填充產(chǎn)品導(dǎo)入到塑料容器的處于低壓下的內(nèi)腔中。
[0015]通過在將填充產(chǎn)品填入到已完成吹塑的塑料容器中之前使該塑料容器帶到低壓上并且將具有超壓的填充產(chǎn)品填入到容器中的方式，能夠用填充產(chǎn)品尤其有效地且快速地填充塑料容器。因?yàn)樵诖苏麄€口橫截面能夠被利用用于將填充產(chǎn)品導(dǎo)到容器中，并且回流的流體、例如從容器中由入流的填充產(chǎn)品擠出的氣體不出現(xiàn)或者根據(jù)抽真空質(zhì)量近似不出現(xiàn)，因?yàn)槿萜饕呀?jīng)盡可能地抽真空，所以填充能夠尤其快速地進(jìn)行。
[0016]此外能夠通過在內(nèi)腔和所提供的填充產(chǎn)品之間存在大的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn):填充產(chǎn)品(從塑料容器的視角)被吸入到容器中或者(從填充產(chǎn)品輸送裝置的視角)被壓入到容器中。
[0017]相應(yīng)地，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其快速地填充塑料容器，更確切地說，立即在對容器抽真空之后。
[0018]優(yōu)選地，在導(dǎo)入填充產(chǎn)品之前，塑料容器被抽真空到絕對壓強(qiáng)為0.5bar至0.05bar，優(yōu)選0.3bar至0.1bar，尤其優(yōu)選0.1bar的低壓上。通過將填充產(chǎn)品填充到容器中的相應(yīng)的低壓中，塑料容器的內(nèi)腔被抽真空為，使得在用填充產(chǎn)品填充時(shí)，氣體不被填充產(chǎn)品擠出并且相應(yīng)地氣體不必從塑料容器的內(nèi)腔中流出。更確切地說，塑料容器的整個口橫截面能夠用于填充產(chǎn)品的流入。換句話說，在此僅出現(xiàn)朝向塑料容器中定向的填充產(chǎn)品流。填充產(chǎn)品的填入此外通過在待填充的塑料容器中的低壓和填充產(chǎn)品儲備器中的超壓之間所提供的壓強(qiáng)差來輔助。
[0019]在所述方法的另一個有利的設(shè)計(jì)方案中，提供處于相應(yīng)于環(huán)境壓強(qiáng)的超壓下的填充產(chǎn)品，優(yōu)選處于Ibar的絕對壓強(qiáng)下。超壓相對于存在于塑料容器中的低壓相應(yīng)地構(gòu)成為超壓，使得在所提供的填充產(chǎn)品和塑料容器之間存在壓強(qiáng)梯度。
[0020]超壓也能夠相應(yīng)于填充產(chǎn)品的飽和壓強(qiáng)并且優(yōu)選為1.1bar至6bar的絕對壓強(qiáng)，優(yōu)選處于2.5bar至6bar的絕對壓強(qiáng)下、尤其優(yōu)選處于2.8bar至3.3bar的絕對壓強(qiáng)下。通過超壓以相應(yīng)的飽和壓強(qiáng)存在，能夠在碳酸的填充產(chǎn)品中抵制0)2的去除。
[0021]在一個改進(jìn)方案中，超壓高于填充產(chǎn)品的飽和壓強(qiáng)并且優(yōu)選處于1.6bar至9bar的絕對壓強(qiáng)下。通過尤其高于填充產(chǎn)品的飽和壓強(qiáng)的高的超壓能夠?qū)崿F(xiàn):填充產(chǎn)品中的CO2以飽和的方式存在并且同時(shí)在所提供的填充產(chǎn)品和塑料容器之間的壓強(qiáng)梯度更大，以便進(jìn)一步加速填充過程。
[0022]經(jīng)由在填充產(chǎn)品和塑料容器之間所提供的壓降能夠?qū)崿F(xiàn)突然地填充塑料容器。在此發(fā)生突然的填充基本上用于開始填充過程。在填充將結(jié)束時(shí)，如果塑料容器盡可能地已經(jīng)通過填充產(chǎn)品填充，那么也能夠在塑料容器的頭部空間中的壓強(qiáng)和在超壓下所提供的填充產(chǎn)品的壓強(qiáng)之間進(jìn)行壓強(qiáng)均衡，因?yàn)樗芰先萜髦械臍堄鄽怏w此時(shí)能夠提高到大氣壓上或者提高到通過填充產(chǎn)品提供的壓強(qiáng)上。但是所實(shí)現(xiàn)的壓強(qiáng)差或者壓強(qiáng)均衡與起始壓強(qiáng)并且尤其與待填充的塑料容器中的起始的低壓有關(guān)。
[0023]換句話說，待填充的塑料容器中的壓強(qiáng)曲線在填充期間與在填充過程開始時(shí)存在于待填充的塑料容器中的壓強(qiáng)相關(guān)從而也與存在于容器中的殘余氣體相關(guān)。通過填充產(chǎn)品將塑料容器填充為，使得填充產(chǎn)品通過殘余氣體劃分剩余的腔。相應(yīng)地，塑料容器中的壓強(qiáng)提高。通過所產(chǎn)生的壓強(qiáng)曲線由此也能夠確定塑料容器的相應(yīng)的填充狀態(tài)并且基于該前提例如也能夠確定待實(shí)現(xiàn)的填充結(jié)束。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)尤其衛(wèi)生且缺氧地將填充產(chǎn)品填充到待填充的塑料容器中，待填充的塑料容器尤其優(yōu)選在真正地抽真空用于通過填充產(chǎn)品填充塑料容器之前就已經(jīng)在開始時(shí)一次性地被抽真空并且隨后通過沖洗氣體沖洗，緊接著塑料容器隨后重新被抽真空到上述低壓上并且隨后將填充產(chǎn)品填入到這樣被抽真空的塑料容器中。以這種方式能夠?qū)崿F(xiàn):存在于塑料容器中的殘余氣體是廣泛定義氣體、例如C02，以便實(shí)現(xiàn)在所限定的氛圍中并且尤其在少氧的氛圍中填充待填充的塑料容器。由此能夠?qū)崿F(xiàn)延長的存放時(shí)間或壽命從而也能夠裝填對氧敏感的產(chǎn)品例如啤酒。
[0025]優(yōu)選地，被填充的塑料容器在導(dǎo)入填充產(chǎn)品之后用在2bar至9bar的絕對壓強(qiáng)下的、優(yōu)選在3.5bar至7bar的絕對壓強(qiáng)下的、尤其優(yōu)選在3.8bar至5.5bar的絕對壓強(qiáng)下的增壓氣體來加載。在此尤其優(yōu)選能夠使用惰性氣體例如0)2作為增壓氣體。
[0026]在以處于提高的壓強(qiáng)下的增壓氣體例如0)2來加載被填充的塑料容器時(shí)，能夠遏制存在于被填充的塑料容器的頭部空間中的填充產(chǎn)品泡沫并且將其壓到容器中。此外，泡沫的和殘余填充產(chǎn)品的填充產(chǎn)品管路能夠被清空。除此之外，能夠通過給塑料容器加載增壓氣體有助于將CO2重新結(jié)合或者溶解在填充產(chǎn)品中，使得能夠減少填充產(chǎn)品在被填充的塑料容器中的穩(wěn)定時(shí)間(Beruhigungszeit)并且相應(yīng)地能夠準(zhǔn)備被填充的塑料容器的送出(Ausschleusen)或封閉。
[0027]為了在對塑料容器的內(nèi)腔抽真空時(shí)防止塑料容器塌陷，優(yōu)選也在塑料容器的外部提供低壓。對此例如位于在塑料容器的壁和吹模的內(nèi)壁之間的空間能夠被抽真空并且同樣帶到低壓上。在一個優(yōu)選的改進(jìn)方案中，被抽真空的塑料容器的內(nèi)腔中的壓強(qiáng)和被抽真空的塑料容器的外部的壓強(qiáng)基本上是相同的。因?yàn)樵谒芰先萜鞯膬?nèi)腔中以及在其外側(cè)上相應(yīng)地存在相同的壓強(qiáng)比，所以由于所施加的低壓能夠防止塑料容器的塌陷。
[0028]優(yōu)選地，在用吹塑介質(zhì)加載預(yù)制品之前、在對塑料容器的內(nèi)腔抽真空之前和/或在將填充產(chǎn)品導(dǎo)入到塑料容器的內(nèi)腔中之前，將在預(yù)制品和/或塑料容器和吹模的腔的內(nèi)壁之間所限定的外腔抽真空到低壓上。在此外腔尤其優(yōu)選被抽真空到絕對壓強(qiáng)為0.5bar至0.05bar的低壓上，優(yōu)選0.3bar至0.lbar，尤其優(yōu)選0.1bar的低壓上。在一個改進(jìn)方案中，在將填充產(chǎn)品導(dǎo)入到塑料容器的內(nèi)腔中之前均衡內(nèi)腔和外腔中的壓強(qiáng)。
[0029]吹模中的低壓在此已經(jīng)在從預(yù)制品吹塑或者拉伸吹塑塑料容器之前被施加。以這種方式能夠輔助吹塑或者拉伸吹塑過程，使得塑料容器能夠通過更低的吹塑壓強(qiáng)來制造，由此整個制造是更成本適宜的。
[0030]但是在塑料容器的內(nèi)腔中以及在吹模中所施加的壓強(qiáng)也能夠在制造進(jìn)程上改變，例如以便對已制造的塑料容器與吹模的壁的分開進(jìn)行簡化。對此例如能夠首先在已完成吹塑的塑料容器中提供少量的低壓，使得該塑料容器少量收縮或者輕微塌陷，以便實(shí)現(xiàn)與吹模的腔的壁分開。在制造塑料容器之后首先也能夠在吹模中施加相對于塑料容器的內(nèi)腔少量的超壓、即在腔壁和塑料容器的壁之間施加，以便輔助分開。這也能夠在結(jié)束填充過程之后才執(zhí)行。
[0031]在通過填充