專利名稱：一種薄壁式容器的制造方法以及對(duì)該容器的加壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄壁式容器的制造方法以及對(duì)該裝滿的容器進(jìn)行加壓的方法。
背景技術(shù)：
在農(nóng)副業(yè)方面，尤其是飲料產(chǎn)業(yè)方面，存在一個(gè)特殊的問題，即薄壁式容器的大容 積問題。W0-03/033361, EP-1468930和EP-1527999的專利申請(qǐng)已經(jīng)介紹了這類薄壁式容這些容器的誘人之處在于小巧，容積小于2升，因?yàn)槌^(guò)這個(gè)容積，按照這些專利 說(shuō)明完成的產(chǎn)品就相當(dāng)沉重，原因是材料的量與容器容積的參數(shù)有關(guān)。包裝面積的增大與上述包裝體積的增加不成比例。因此容積大于2升時(shí)，完全可 以減少包裝重量的同時(shí)確保按規(guī)定封存后有一個(gè)良好的機(jī)械強(qiáng)度。此外，如下詳述，這類容器的壓力不足，對(duì)內(nèi)部容積有加壓的需求。而且，出于人們?nèi)菀桌斫獾慕?jīng)濟(jì)原因，目的就是要減少生產(chǎn)這類薄壁式容器所需 材料的量，這樣既能削減生產(chǎn)費(fèi)用，又能降低再生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)，這是原有技術(shù)不可能做到的，因 為容積增大，尤其超過(guò)2升時(shí)，材料的重量以驚人的方式增大，因?yàn)樗c容積，即一個(gè)立方 系數(shù)相關(guān)。這類容器是一次性的，并且避免使用上的不必要的復(fù)雜性，這使得人們對(duì)薄壁式 容器的興趣日益增強(qiáng)，但是生產(chǎn)方式是相同的，生產(chǎn)范疇從數(shù)公分的小容器到十升至數(shù)十 升的大容積容器，同時(shí)要避免過(guò)多地增加材料的重量。除了降低材料量的問題，還需提及另 一個(gè)問題，即材料的剛性問題，它隨著材料量成比例地降低。對(duì)于依照本發(fā)明的方法制造的這些容器，隨著材料量的減少，這樣獲取的容器剛 性就不足。這種剛性不足不能使容器在開啟之前有完美的接合，尤其這種剛性的不足很難、 甚至不可能將裝滿的容器疊加在一起，尤其當(dāng)它們已經(jīng)被放在貨盤上，且貨盤相互之間被 堆垛在一起時(shí)。另外，這樣的薄壁式容器的剛性還存在另一個(gè)問題，由于這些容器被限定在環(huán)境 溫度下使用，當(dāng)這些容器被置放在低溫的環(huán)境中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種塌陷現(xiàn)象，從而引起容器的 變形及接合中不良的狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，薄壁式容器是在低溫條件下灌裝無(wú)氣液體，諸如礦泉水、油料、水果汁， 奶汁。然而，為了滿足剛性的需求，要按照預(yù)定的方式對(duì)這些薄壁式容器內(nèi)部加壓，主要 采用被稱作液態(tài)氮滴液的方法，這個(gè)方法已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)上了，或者采用任何 其他類似的方法進(jìn)行加壓。僅以使用液態(tài)氮滴液的方法為例，這種方法就是在堵塞容器之前，立即在裝滿了 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)氮在堵塞之后立即轉(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(qiáng)化了該容器的剛性。這種壓力的改善仍然相當(dāng)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，很難確定引入的體積大小，但是最終壓力取決于引入量、工作條件及堵塞的 時(shí)間。其次，該液態(tài)氮滴液的注入件應(yīng)該并入工作鏈內(nèi)，因此，它們應(yīng)該適配。當(dāng)規(guī)定調(diào) 節(jié)工作在無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行時(shí)，這種適配就是一項(xiàng)很重要的限制條件需要清洗、消毒和維護(hù)工序。一個(gè)外加的工作臺(tái)帶來(lái)一個(gè)額外的故障源，會(huì)使工作鏈停止工作。工作鏈在無(wú)菌 環(huán)境情況下，對(duì)該鏈的干預(yù)工作更困難，因?yàn)樾枰颜麄€(gè)系統(tǒng)置于無(wú)菌調(diào)節(jié)的條件下進(jìn)行 恢復(fù)工作，干預(yù)工作既困難又費(fèi)時(shí)。另外，人們發(fā)現(xiàn)液態(tài)氮在極低的負(fù)值溫度時(shí)滴入常溫的液體中，氮液滴的墜落會(huì) 在容器的邊緣上規(guī)律性的生成噴濺物。容器內(nèi)液體的噴濺物，諸如礦泉水、水果汁、油料的噴濺物在封存調(diào)節(jié)后的存貯期 內(nèi)有可能變質(zhì)，即在產(chǎn)品尚未商業(yè)化，也就是未消費(fèi)之前，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)霉，這是令人不滿 意的地方。制造薄壁式容器經(jīng)常使用的材料是PET，即聚乙烯對(duì)苯二甲酸鹽，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(duì)封裝的液體有良好的存儲(chǔ)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明推薦一種薄壁式容器的制造方法以及對(duì)上述薄壁式容器內(nèi)部加壓的方法， 該容器低溫灌裝一種無(wú)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。根據(jù)本發(fā)明，薄壁式容器的制造方法在于生產(chǎn)上述薄壁式容器時(shí)采用的材料重量 /壁面面積的比率在150g/m2至250g/m2之間，甚至在150g/m2至200g/m2之間。頸管包裝的重量不計(jì)算在此比率中，頸管包裝由制造上述包裝的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生 任何變形的材料來(lái)形成。在目前情況下，薄壁式容器的制造采用已知的對(duì)預(yù)制產(chǎn)品進(jìn)行縱向和徑向的吹制 方法。由PET制造的該容器有所需的和精心設(shè)計(jì)的容積。另一方面，它還保留著制造剩余應(yīng)力。實(shí)際上，在使用PET材料的情況下，尤其預(yù) 制品一旦被吹制后，容器會(huì)在模具中迅速降溫。降溫會(huì)使獲得的外形以及與形狀變化相關(guān) 的應(yīng)力固定下來(lái)。在吹制過(guò)程中，應(yīng)力實(shí)際上作用在縱向和徑向的兩個(gè)方向，因此將這種方式制造 的容器稱為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。根據(jù)本發(fā)明，一種對(duì)由上述方法制造的用來(lái)灌裝無(wú)氣液體的薄壁式容器加壓的方 法在于連續(xù)地進(jìn)行下列工序
-按照上述方法，制造一個(gè)容器；-用上述無(wú)氣液體低溫灌裝入生成有剩余應(yīng)力的薄壁式容器；-灌裝后堵上容器；并且-加熱容器壁面，而不升高液體溫度，使其達(dá)到上述剩余應(yīng)力的釋放溫度點(diǎn)，從而 減小容器容積，并對(duì)上述容器加壓。這個(gè)被稱作對(duì)壁面加熱的最后工序旨在僅僅加熱薄壁式壁面的厚度。這樣提供 的熱量引起了應(yīng)力的釋放，這些應(yīng)力在容器制造中因形狀改變后的突然冷卻而被固定下來(lái) 了。
具體實(shí)施例方式對(duì)于一個(gè)用PET吹制的容器來(lái)說(shuō)，剩余應(yīng)力是雙向的。因此，容器有恢復(fù)起始形 狀，也就是預(yù)制品形狀的趨勢(shì)。由于有這種縮小容積的趨勢(shì)，容器的內(nèi)部被增壓而液體不可壓縮，那么頂部空間 自行壓縮，直至壁面施加的壓力與內(nèi)部壓力達(dá)到平衡為止。這樣生成的內(nèi)部壓力低于一巴，但是這個(gè)壓力已經(jīng)完全足夠大大改善已經(jīng)灌裝且 封堵了的容器在第一次開封前的剛性。這種加熱可以通過(guò)在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)對(duì)容器的四周噴射熱空氣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣 能夠達(dá)到材料中的應(yīng)力得以釋放的溫度點(diǎn)，該溫度點(diǎn)眾人所知，也被稱作玻璃化轉(zhuǎn)變溫度
點(diǎn)ο在極短的時(shí)間內(nèi)提供的熱能必定相當(dāng)大。這樣，導(dǎo)熱差的PET材料吸收熱空氣帶來(lái)的卡路里，引起應(yīng)力的快速釋放，避免了 卡路里向液體的傳輸，或者至少使傳輸?shù)臒崃客耆梢院雎圆挥?jì)。事實(shí)上，在對(duì)灌裝的液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行加熱且溫度上升的情況下，眾所周知，冷卻時(shí)會(huì) 引起頂端空間體積的減小，反映為瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。事實(shí)上，內(nèi)部壓力降低時(shí)容器的容積 被固定，因?yàn)閼?yīng)力的釋放隨著溫度降到低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)時(shí)同樣被固定。根據(jù)本發(fā)明方法的內(nèi)部加壓也可以補(bǔ)償微弱的、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)，原因是壁面的滲透性，因?yàn)樗鼈兎浅１　Ｈ萜鲀?nèi)部的加壓還可以在開封之前補(bǔ)償封裝時(shí)調(diào)節(jié)的溫度與存貯溫度之間溫度 降低所造成的塌陷。因而，本方法非常利于工業(yè)化應(yīng)用，且成本有限，故障風(fēng)險(xiǎn)非常低，可再生性完全 令人滿意，因?yàn)槭亲詣?dòng)調(diào)節(jié)的。尤其是，在無(wú)菌工作鏈之外進(jìn)行由熱量實(shí)施的強(qiáng)化處理工序，即容器已經(jīng)封堵上， 并通過(guò)無(wú)菌方式完成了規(guī)定的封存調(diào)節(jié)，取消了在無(wú)菌環(huán)境內(nèi)的一項(xiàng)操作，這是一個(gè)極大 的好處。這種方式制造的薄壁式容器，其壁面厚度具有的材料重量/面積之比在150g/m2 至250g/m2之間，特別的在150g/m2至200g/m2之間。由于它們剛性大大增強(qiáng)，它們可以承 受較大的負(fù)荷，尤其是這樣的容器可以被放在貨盤上，且貨盤本身可以碼垛存放。值得注意的是，從衛(wèi)生角度來(lái)看，瓶裝液體存放期間的質(zhì)量保證無(wú)可爭(zhēng)議，因?yàn)榧?熱操作是在無(wú)菌環(huán)境裝瓶工作鏈之外進(jìn)行的，并且實(shí)施在一個(gè)密閉的容器上。當(dāng)涉及到無(wú)菌環(huán)境的工作鏈時(shí)，就能體會(huì)到這種外部操作的好處了。甚至還消除了一個(gè)可能的污染源，因?yàn)橐呀?jīng)把對(duì)容器內(nèi)部加壓的工作臺(tái)撤出了無(wú) 菌工作區(qū)域。
一種最佳的加熱實(shí)施方式已經(jīng)闡明，就是利用熱空氣，同樣還可以采用任何其他 可以快速升高壁面溫度，而不明顯影響灌裝液體溫度的加熱方式，例如紅外線加熱。相關(guān)的制造材料同樣是PET，因?yàn)樗悄壳笆褂米疃嗟牟牧?。但是任何適合制作容 器的，并能從形狀變形中生成剩余應(yīng)力的材料都是與本發(fā)明相關(guān)的材料。
權(quán)利要求
一種薄壁式容器的制造方法，其特征在于使用一個(gè)材料重量/壁面面積的比率來(lái)改變預(yù)制品的外形，比率在150g/m2至250g/m2之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁式容器的制造方法，其特征在于使用一個(gè)材料重量/ 壁面面積的比率來(lái)改變預(yù)制品的外形，比率在150g/m2至200g/m2之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁式容器的制造方法，其特征在于預(yù)制品的形狀改 變由吹制來(lái)實(shí)施。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄壁式容器的制造方法，其特征在于從縱向和徑向兩個(gè)方 向?qū)嵤┐抵?，以便獲得一個(gè)雙向容器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的薄壁式容器的制造方法，其特征在于制造材 料使用聚乙烯對(duì)苯二甲酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的方法獲取的用于灌裝無(wú)氣液體的薄壁式容器的加壓方 法，其特征在于包括如下連續(xù)步驟-容器的獲得；-用所述無(wú)氣液體低溫灌裝入生成有剩余應(yīng)力的薄壁式容器；-灌裝后堵上容器；并且-加熱薄壁式容器，而不升高液體溫度，使其達(dá)到所述剩余應(yīng)力的釋放溫度點(diǎn)，從而在 所述容器的內(nèi)部生成壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造薄壁式容器的方法，其特征在于使用一個(gè)材料重量/壁面面積的比率來(lái)改變預(yù)制品的外形，比率在150g/m2至250g/m2之間。
文檔編號(hào)B65B53/06GK101842217SQ200880111836
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:泰克瑟Hr簡(jiǎn)易股份有限公司