專利名稱：用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具、預(yù)成型體、使用預(yù)成型體無菌填充飲料和食品的系統(tǒng) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在連續(xù)地吹塑成形預(yù)成型體時(shí)在減輕再加熱程度或省略再加熱的有利條件下壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具，一種制造吹塑成形的容器的制造方法， 以及一種利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)，特別地，本發(fā)明涉及一種用于無菌填充食品的系統(tǒng)，其在省略或簡(jiǎn)化“容器滅菌機(jī)”的同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的“容器無菌水平”。
背景技術(shù)：
由于由合成樹脂制成的容器的輕質(zhì)化、經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)異特性，日常生活中已經(jīng)廣泛地使用這種容器來收容飲料和食品。特別地，由于優(yōu)異的機(jī)械特性和透明性，非常需要由聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)制成的容器(PET瓶)作為收容軟飲料、花式飲料(fancy drink) 和食品用的容器，并且這些容器受到消費(fèi)者的重用。通常借助拉伸吹塑成形法(或通常簡(jiǎn)稱為拉伸成形或吹塑成形)通過吹送如空氣等流體而使預(yù)成型體(預(yù)先形成的帶底的筒狀形成材料)在金屬模具中膨脹成形而有效地制造以上述聚對(duì)苯二甲酸乙二酯為代表的合成樹脂制容器。迄今，已經(jīng)通過注射成形方法形成預(yù)成型體。然而，當(dāng)前提案了比注射成形機(jī)的成本低的壓縮成形機(jī)，其特征在于小型化并且能夠在低溫下進(jìn)行成形。為了增大批量生產(chǎn)率， 提高制造效率，已經(jīng)開發(fā)和采用了在轉(zhuǎn)盤上安裝有多個(gè)金屬模具的轉(zhuǎn)動(dòng)式壓縮成形機(jī)(轉(zhuǎn)動(dòng)式可動(dòng)型壓縮成形機(jī))。在壓縮成形的情況下，由壓縮成形機(jī)連續(xù)地成形合成樹脂的預(yù)成型體，成形后的預(yù)成型體通過輸送線被容易且連續(xù)地供給到吹塑成形機(jī)，由吹塑成形機(jī)將該預(yù)成型體連續(xù)地成形成容器(專利文獻(xiàn)1)。因此，可以將由壓縮成形機(jī)成形后的預(yù)成型體在保持高溫且各預(yù)成型體的溫度幾乎沒有任何波動(dòng)的狀態(tài)下連續(xù)地推進(jìn)到吹塑成形，從不僅保持瓶的成形穩(wěn)定性而且保持填充系統(tǒng)的無菌性的角度看，這是有利的。專利文獻(xiàn)1公開了在從壓縮成形機(jī)的金屬模具中取出預(yù)成型體時(shí)不用進(jìn)行如氣體燃燒器或熱空氣等外部熱處理，并且取出的預(yù)成型體不產(chǎn)生應(yīng)變的優(yōu)選取出溫度。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-119208號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-276493號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題由壓縮成形機(jī)剛成形之后的預(yù)成型體的各部位的溫度根據(jù)厚度而變化。一方面， 在預(yù)成型體成形和吹塑成形直接聯(lián)接在一起的系統(tǒng)中，口部的溫度被限制成不高于預(yù)定溫度，以避免由于在預(yù)成型體成形之后將預(yù)成型體從芯部(陽模)取出時(shí)或在吹塑成形過程中高壓空氣密封時(shí)施加在嘴部(口部)的應(yīng)力而變形，并且避免口部被壓縮空氣自身變形。 另一方面，如果用于壓縮成形的金屬模具的內(nèi)部由于在壓縮成形之后試圖使口部的溫度降低而被冷卻過長(zhǎng)的時(shí)間，則預(yù)成型體的主體和(或)底部的溫度也變低，常常使得在壓縮成形之后在簡(jiǎn)化加熱預(yù)成型體的步驟的狀態(tài)下進(jìn)行拉伸吹塑成形時(shí)難以將拉伸成形實(shí)施到足夠的程度。因此，吹塑成形需要如局部地加熱預(yù)成型體的低溫部等溫度調(diào)整，當(dāng)溫度過低時(shí)這會(huì)消耗大量的熱能。鑒于上述情況完成了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種能夠減少或省略在吹塑成形預(yù)成型體時(shí)由加熱裝置進(jìn)行的溫度調(diào)整的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具和一種吹塑成形的合成樹脂制容器的制造方法。如上所述，當(dāng)預(yù)成型體成形機(jī)是注射成形機(jī)時(shí)，可以同時(shí)成形大量的預(yù)成型體，但是會(huì)產(chǎn)生吹塑成形等待時(shí)間。因此，吹塑成形之前的預(yù)成型體的溫度波動(dòng)，其中的一些預(yù)成型體的溫度低于能夠滅菌的溫度。因此，需要通過在吹塑成形機(jī)的下游配置容器滅菌機(jī)來對(duì)吹塑成形后的容器滅菌。此外，一般地，無菌填充系統(tǒng)必須保持不高于10_6[cfu/容器] 的“容器無菌水平”。為此，容器滅菌機(jī)必須具有“高的滅菌效果”。然而，具有“高的滅菌效果”的滅菌機(jī)非常貴，這就產(chǎn)生了推高無菌填充系統(tǒng)的制造成本的問題。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述固有問題，因此，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其在省略或簡(jiǎn)化“容器滅菌機(jī)”的同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的“容器無菌水平”。用于解決問題的方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一實(shí)施方式涉及一種利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其包括預(yù)成型體供給單元，其用于將合成樹脂成形為預(yù)成型體；容器制造單元，其用于將所述預(yù)成型體成形為容器；填充/密封單元，其用于利用飲料或食品填充所述容器并且利用密封構(gòu)件密封所述容器；以及密封構(gòu)件滅菌單元，其用于在所述密封之前對(duì)所述密封構(gòu)件進(jìn)行滅菌；其中，從在所述預(yù)成型體供給單元中通過壓縮成形而將所述合成樹脂成形為所述預(yù)成型體、由用于壓縮成形的金屬模具中取出所述預(yù)成型體直到即將在所述容器制造單元中將所述預(yù)成型體成形為容器的過程中，所述預(yù)成型體被保持在所述預(yù)成型體的整個(gè)表面的最低溫度為60°C以上的高溫狀態(tài)。根據(jù)利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，在預(yù)成型體供給單元中通過壓縮成形而成形預(yù)成型體。因此，成形后的預(yù)成型體可以全部從金屬模具(壓縮成形機(jī))中連續(xù)地取出。此外，如后面說明的那樣，在取出的預(yù)成型體被輸送到容器制造單元期間，(厚度中央部中的)保有熱由于熱傳導(dǎo)而顯現(xiàn)在內(nèi)外表面上。結(jié)果，內(nèi)外表面上的溫度比取出時(shí)的溫度高。也就是，在從金屬模具中取出上述高溫狀態(tài)下的預(yù)成型體時(shí)，預(yù)成型體可以被置于所謂的“加熱滅菌狀態(tài)”。也就是，所制造的預(yù)成型體能夠全部在保持“加熱滅菌狀態(tài)”的狀態(tài)下被輸送到作為下一步驟的容器制造單元。因此，如后面將說明的那樣，當(dāng)容器制造單元被滅菌并且還被置于高度無菌的環(huán)境中時(shí)，從預(yù)成型體成形的容器保持非常高的無菌水平，這使得可以從無菌填充系統(tǒng)省略之前被安裝在容器制造單元的下游的容器滅菌機(jī)或簡(jiǎn)化容器滅菌機(jī)。本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及第一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，用于成形的所述金屬模具的陰模和陽模形成用于壓縮成形所述預(yù)成型體的口部、 主體部和底部的空間，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(t2)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度的空間寬度(tl)的1.18 2. 11倍的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及第一或第二實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，用于成形的所述金屬模具的陰模和陽模形成用于壓縮成形所述預(yù)成型體的口部、主體部和底部的空間，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(t2)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部(napiformed portion)(環(huán)形肋部)的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的部分的厚度的空間寬度(t3)的1.18 2. 11倍的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及第一至第三實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，通過調(diào)節(jié)“從用于成形的所述金屬模具被閉合直到被打開的預(yù)成型體成形時(shí)間”、“將所述合成樹脂投入到用于成形的所述金屬模具時(shí)的溫度”和 “用于成形的所述金屬模具的冷卻溫度”中的至少一個(gè)，使取出時(shí)所述預(yù)成型體的表面溫度被控制成處于所述高溫狀態(tài)。根據(jù)利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，調(diào)節(jié)上述參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)， 使得“取出時(shí)所述預(yù)成型體的溫度”可以被設(shè)定成預(yù)定值。因此，預(yù)成型體能夠由于自身的保有熱而有利地保持“加熱滅菌狀態(tài)”，一直到預(yù)成型體被供給到下一步驟的容器制造單兀。本發(fā)明的第五實(shí)施方式涉及第一至第四實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)成型體供給單元中的用于壓縮成形所述預(yù)成型體的壓縮成形機(jī)、所述容器制造單元、所述填充/密封單元和所述密封構(gòu)件滅菌單元被安裝在潔凈箱中，連接上述各單元的輸送路徑也被安裝在所述潔凈箱(clean box)中。根據(jù)利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，主要部分和主要部分之間的部分被安裝在潔凈箱中，使得可以通過利用保持高無菌水平的飲料或食品填充保持較高“加熱滅菌狀態(tài)”的容器而提供填充在容器中的保持高滅菌水平的飲料和食品。本發(fā)明的第六實(shí)施方式涉及第一至第五實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，所述容器制造單元和所述填充/密封單元直接聯(lián)接在一起并且被安裝在同一潔凈箱中。根據(jù)上述構(gòu)造的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，可以無時(shí)間延遲地利用滅菌過的飲料或食品填充保持滅菌狀態(tài)的容器。本發(fā)明的第七實(shí)施方式涉及第六實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，所述容器制造單元和所述填充/密封單元之間通過滅菌過的分隔區(qū)分隔，防止飲料或食品侵入所述容器制造單元。根據(jù)上述構(gòu)造的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，可以有利地防止填充容器的飲料或食品部分地飛散到瓶制造部而劣化“容器無菌水平”。本發(fā)明的第八實(shí)施方式涉及第五至第七實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，所述潔凈箱的內(nèi)部被控制成保持級(jí)別10，000以上的潔凈度水平。根據(jù)上述利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，除了將容器置于“加熱滅菌狀態(tài)” 之外，還將潔凈箱的內(nèi)部控制成保持上述潔凈度水平，這有助于有利地提高利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)中的“容器無菌水平”。本發(fā)明的第九實(shí)施方式涉及第五至第八實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，所述潔凈箱的內(nèi)表面和安裝在所述潔凈箱中的各單元的外表面被滅菌。根據(jù)上述利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，除了將容器置于“加熱滅菌狀態(tài)” 和保持上述潔凈度之外，潔凈箱的內(nèi)表面和各單元的外表面還被滅菌，這有助于有利地提高利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)中的“容器無菌水平”。本發(fā)明的第十實(shí)施方式涉及第五至第九實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，利用過濾后的潔凈空氣使所述潔凈箱的內(nèi)部保持正壓環(huán)境。根據(jù)上述利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，除了將容器置于“加熱滅菌狀態(tài)” 和保持上述潔凈度以及滅菌之外，潔凈箱的內(nèi)部還保持正壓環(huán)境，這有利地防止了細(xì)菌從外界侵入并且有助于提高利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)中的“容器無菌水平”。本發(fā)明的第十一實(shí)施方式涉及第一至第十實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其中，所述合成樹脂是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，所述容器是通過對(duì)壓縮成形后的預(yù)成型體進(jìn)行吹塑成形而成形的瓶，所述密封構(gòu)件是螺紋式蓋，通過旋擰所述螺紋式蓋來密封填充有加熱滅菌飲料的所述瓶。根據(jù)上述利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，具有通用性和優(yōu)異的適用性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯被用作容器的材料，采用適于將預(yù)成型體成形為瓶式容器的吹塑成形， 使用密封和再密封性能優(yōu)異的螺紋式蓋來密封填充在瓶式容器中的加熱滅菌飲料。因此， 本系統(tǒng)適于在大量投放市場(chǎng)的PET瓶中填充飲料。為了解決上述問題，本發(fā)明的第十二實(shí)施方式涉及一種用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具，其包括陰模和陽模，所述陰模和陽模用于形成壓縮成形所述預(yù)成型體的空間，所述預(yù)成型體用于形成吹塑成形的合成樹脂制容器并且具有口部、主體部和底部，其中，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(t2)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度的空間寬度(tl)的1. 18 2. 11倍的范圍內(nèi)。為了解決上述問題，本發(fā)明的第十三實(shí)施方式涉及一種用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具，其包括陰模和陽模，所述陰模和陽模用于形成壓縮成形所述預(yù)成型體的空間，所述預(yù)成型體用于形成吹塑成形的合成樹脂制容器并且具有口部、主體部和底部，其中，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(^)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的部分的厚度的空間寬度(t3)的1. 18 2. 11倍的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第十四實(shí)施方式涉及一種制造吹塑成形的合成樹脂制容器的制造方法， 其包括
壓縮成形步驟，通過使用上述第十二或第十三實(shí)施方式的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具而將加熱到高于熔融溫度的溫度且熔融的合成樹脂壓縮成形為吹塑成形容器的預(yù)成型體；從金屬模具中取出的步驟，用于在已經(jīng)完成所述壓縮成形之后并且所述金屬模具已經(jīng)冷卻所述預(yù)成型體之后，從用于壓縮成形的所述金屬模具中取出所述預(yù)成型體；以及吹塑成形步驟，用于在所述從金屬模具中取出的步驟之后，通過吹塑成形所述預(yù)成型體而成形容器。本發(fā)明的第十五實(shí)施方式涉及一種用于成形吹塑成形的合成樹脂制容器的預(yù)成型體，所述預(yù)成型體是正好通過上述第十二實(shí)施方式的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具壓縮成形后的，并且所述預(yù)成型體被從冷卻的金屬模具中取出，其中，所述預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度中的至少所述主體部的厚度(t2’ )與所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度(tl’)的比被設(shè)定成在1.18 2. 11的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第十六實(shí)施方式涉及一種用于成形吹塑成形的合成樹脂制容器的預(yù)成型體，所述預(yù)成型體是正好通過上述第十三實(shí)施方式的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具壓縮成形的，并且所述預(yù)成型體被從冷卻的金屬模具中取出，其中，所述預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度中的至少所述主體部的厚度(t2’ )與所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的厚度(t3’ )的比被設(shè)定成在1. 18 2. 11的范圍內(nèi)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)，可以通過壓縮成形由熔融樹脂成形預(yù)成型體，所述預(yù)成型體可以在保持高溫的狀態(tài)下從金屬模具中取出并且可以在高溫狀態(tài)下被連續(xù)地供給到下一步驟的容器制造單元。也就是，所制造的預(yù)成型體由于自身的保有熱而全部在保持“加熱滅菌狀態(tài)”的狀態(tài)下被輸送到下一步驟的容器制造單元。因此，當(dāng)用于成形容器的容器制造單元被滅菌且放置容器制造單元的環(huán)境(潔凈箱)保持高無菌水平(例如，潔凈箱的內(nèi)部被滅菌并且利用過濾后的潔凈空氣使內(nèi)部相對(duì)于一般環(huán)境保持正壓)時(shí)，可以顯著地提高“容器無菌水平”。結(jié)果，允許從無菌填充系統(tǒng)省略之前被安裝在容器制造單元的下游的容器滅菌機(jī)或簡(jiǎn)化容器滅菌機(jī)。此外，根據(jù)本發(fā)明的利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)，容器制造單元和填充/ 密封單元被布置成彼此相鄰并且直接聯(lián)接在一起，這使得可以利用滅菌過的飲料或食品通過無菌填充線無時(shí)間延遲地填充保持在無無菌狀態(tài)下并且具有高“無菌水平”的容器，并且可以密封容器。在將容器制造單元和填充/密封單元布置成彼此相鄰并且直接聯(lián)接在一起時(shí)，飲料或食品可能飛散到容器制造單元，導(dǎo)致細(xì)菌在容器制造單元中滋生的可能性。然而，通過在容器制造單元和填充/密封單元之間設(shè)置分隔壁區(qū)(WBZ 濕阻斷區(qū))，防止了“容器無菌水平”被飲料或食品劣化。因此，本發(fā)明的利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)能夠制造高無菌水平的容器并且制造保持高無菌水平的容器包裝的飲料和食品。根據(jù)本發(fā)明，用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具、用于制造吹塑成形的合成樹脂制容器的制造方法和預(yù)成型體是如下這樣的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具包括陰模和陽模，所述陰模和陽模用于形成壓縮成形所述預(yù)成型體的空間，所述預(yù)成型體用于形成吹塑成形的合成樹脂制容器并且具有口部、主體部和底部，其中，用于形成所述預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成主體部的厚度(t2’)的空間寬度 (t2)與用于形成所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度(tl’)的空間寬度(tl)的比被設(shè)定成在1. 18 2. 11的范圍內(nèi)。因此，通過使用金屬模具而壓縮成形后的預(yù)成型體與金屬模具一起冷卻并且從金屬模具中取出，預(yù)成型體被容易地置于如下狀態(tài)口部的上端被有利地冷卻而主體部保持足夠的高溫。因此，防止預(yù)成型體的口部的上端被熱變形，而在吹塑成形過程中對(duì)主體部減輕實(shí)施熱處理或者不實(shí)施熱處理。根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施方式，用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具、用于制造吹塑成形的合成樹脂制容器的制造方法和預(yù)成型體是如下這樣的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具包括陰模和陽模，所述陰模和陽模用于形成壓縮成形所述預(yù)成型體的空間，所述預(yù)成型體用于形成吹塑成形的合成樹脂制容器并且具有口部、主體部和底部，其中，用于形成所述預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成主體部的厚度 (t2’ )的空間寬度(t2)與用于形成所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的厚度(t3’)的空間寬度(t3)的比被設(shè)定成在1.18 2. 11的范圍內(nèi)。因此，通過使用金屬模具而壓縮成形后的預(yù)成型體與金屬模具一起冷卻并且從金屬模具中取出，預(yù)成型體被容易地置于如下狀態(tài)口部的蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)被有利地冷卻而主體部保持足夠的高溫。因此，防止口部的蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)被熱變形，而在吹塑成形過程中對(duì)主體部減輕實(shí)施熱處理或者不實(shí)施熱處理。


圖1是示出利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)的構(gòu)造的說明圖(對(duì)于第二實(shí)施方式相同)，該系統(tǒng)配備有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具。圖2是簡(jiǎn)要示出圖1中的利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)中的瓶制造單元的示意性平面圖(對(duì)于第二實(shí)施方式相同)。圖3是示出用于成形根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的預(yù)成型體的滴體(drop)和用于成形的金屬模具的圖。圖4是示出預(yù)成型體的在從滴體被投入一直到預(yù)成型體被輸送的各個(gè)階段的溫度特性的圖。圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的壓縮成形機(jī)和吹塑成形機(jī)的構(gòu)造的圖。圖6是以放大的方式示意性示出圖2的壓縮成形機(jī)和前一步驟中的樹脂供給機(jī)的平面圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的預(yù)成型體在沿上下方向被切開的狀態(tài)下的截面圖，其中，A是整個(gè)預(yù)成型體的截面圖，B是以放大的方式示出預(yù)成型體的口部的上端具有尖銳形狀的情況的截面圖，C是以放大的方式示出在口部的上端部形成錐面的情況的截面圖。圖8是預(yù)成型體在圖6所示的壓縮成形機(jī)中的用于壓縮成形的金屬模具中的初始位置的截面圖。圖9是圖6所示的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具的合模狀態(tài)的截面圖。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具的操作順序的步驟圖，其中，A是在由用于壓縮成形的金屬模具來成形預(yù)成型體的初始位置、由夾取構(gòu)件將熔融樹脂輸送到腔體金屬模具的狀態(tài)的截面圖，B是將熔融樹脂供給到腔體金屬模具中、并且芯金屬模具和滑動(dòng)插入金屬模具正在下降的狀態(tài)的截面圖，C是金屬模具馬上就要合模的狀態(tài)的截面圖，D是在圖9的金屬模具已經(jīng)從狀態(tài)C合模之后、預(yù)成型體從芯金屬模具和滑動(dòng)插入金屬模具脫離的狀態(tài)的截面圖。圖11是示出對(duì)于壓縮成形后的預(yù)成型體的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)，達(dá)到所期望的最大溫度所需的用于壓縮成形的金屬模具的合模時(shí)間(通過閉合金屬模具而冷卻金屬模具的時(shí)間)的關(guān)系的線圖。
具體實(shí)施例方式將通過附圖中示出的實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明。圖1是示出利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A的構(gòu)造的圖，該系統(tǒng)是本發(fā)明的利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)。利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A包括預(yù)成型體(下文往往簡(jiǎn)稱為PF)供給單元B，其將是合成樹脂的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET樹脂)成形為預(yù)成型體并且將預(yù)成型體供給到作為容器制造單元的瓶制造單元C ；瓶制造單元C，其通過雙軸拉伸吹塑而將預(yù)成型體制造成作為容器主體的PET瓶；填充/密封單元D，其利用飲料和食品中的飲料填充PET 瓶，并且用作為滅菌過的密封構(gòu)件的“已經(jīng)被滅菌過的蓋”來密封PET瓶；蓋滅菌單元E，其用于對(duì)作為容器的密封構(gòu)件的蓋進(jìn)行滅菌并且用于將蓋供給到填充機(jī)；蓋供給單元F，其用于供給蓋；飲料供給單元G，其用于供給已經(jīng)制備好的飲料；以及飲料加熱滅菌機(jī)H，其用于加熱和滅菌制備好的飲料。虛線表示潔凈箱。此外，如稍后將詳細(xì)說明的那樣，利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A使用壓縮成形機(jī)31作為PF成形機(jī)。因此，所制造的預(yù)成型體可以全部在高溫狀態(tài)下被連續(xù)地取出。因此，預(yù)成型體由于自身的保有熱而保持“加熱滅菌狀態(tài)”直到馬上要被輸送到瓶制造單元C 并且成形為PET瓶，由此可以被成形為PET瓶，各PET瓶均保持大致相等的熱履歷(thermal hysteresis)0利用化學(xué)液體對(duì)潔凈箱I的內(nèi)表面和各單元(壓縮成形機(jī)31、吹塑成形機(jī)52、填充機(jī)56、旋擰機(jī)58)的外表面進(jìn)行滅菌處理。此外，除了將預(yù)成型體置于“加熱滅菌狀態(tài)” 之外，利用過濾后的潔凈空氣使?jié)崈粝銲的內(nèi)部保持正壓環(huán)境，這有助于大幅提高所制造的PET瓶的無菌水平。這里，期望地，潔凈箱I的內(nèi)部被控制成保持級(jí)別10，000以上的潔凈度水平。這使得可以從填充系統(tǒng)省略之前被配置在瓶制造單元C的下游的瓶滅菌機(jī)或簡(jiǎn)化該瓶滅菌機(jī)。PF供給單元B包括樹脂供給單元30，其用于供給作為預(yù)成型體的材料的熔融樹脂塊體(下文常稱為滴體)；壓縮成形機(jī)31，其用于將熔融樹脂塊體成形為預(yù)成型體。壓縮成形機(jī)31是轉(zhuǎn)動(dòng)式壓縮成形機(jī)，其沿著圓周具有用于成形的多個(gè)金屬模具。此外，如上所述，壓縮成形機(jī)31的外表面已經(jīng)利用化學(xué)藥劑滅菌過或者已經(jīng)利用高溫?zé)o菌水加熱滅菌過。利用化學(xué)藥劑進(jìn)行滅菌處理可以利用例如過乙酸型化學(xué)藥劑、過氧化氫、臭氧型化學(xué)藥劑或含有次氯酸的氯型殺菌劑進(jìn)行滅菌，然后利用無菌水進(jìn)行清洗，或者利用酒精， 或優(yōu)選60% 95%的乙醇進(jìn)行滅菌(根據(jù)需要，然后用無菌水進(jìn)行清洗)。在利用化學(xué)藥劑進(jìn)行滅菌處理之后或者利用高溫?zé)o菌水進(jìn)行加熱滅菌處理之后，期望地利用過濾的潔凈空氣進(jìn)行干燥?；蛘?，可以使用過氧化氫氣體進(jìn)行干滅菌處理(dry sterilization treatment) 0考慮滅菌處理的頻率和細(xì)菌污染的程度，上述處理可以適當(dāng)?shù)亟M合。根據(jù)需要，可以對(duì)壓縮成形機(jī)31的后述的金屬模具的用于成形預(yù)成型體的制品面(芯金屬模具的外表面、腔體金屬模具的內(nèi)表面、滑動(dòng)插入金屬模具36的內(nèi)表面)實(shí)施滅菌和清洗處理。瓶制造單元C包括吹塑成形機(jī)52，其將從PF供給單元B (壓縮成形機(jī)31)連續(xù)輸送的處于“加熱滅菌狀態(tài)”的預(yù)成型體通過雙軸拉伸吹塑連續(xù)地成形為PET瓶。此外，如上所述，吹塑成形機(jī)52的外表面已經(jīng)利用化學(xué)藥劑滅菌過和已經(jīng)利用無菌水清洗過，或已經(jīng)利用熱無菌水高溫滅菌過，或已經(jīng)被兩者滅菌過，優(yōu)選已經(jīng)利用過濾后的潔凈空氣干燥過， 或者已經(jīng)利用過氧化氫氣體干滅菌過。此外，根據(jù)需要，可以對(duì)吹塑成形機(jī)52中的用于吹塑成形的金屬模具的用于成形容器的制品面(金屬模具的內(nèi)表面)實(shí)施滅菌和清洗處理。期望地，吹塑成形機(jī)52中的用于吹塑成形的金屬模具被保持在60°C以上，優(yōu)選高于聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，更優(yōu)選地比聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度+40°C高，從而吹塑成形的PET瓶能夠在不發(fā)生熱收縮的情況下被熱定型，此外，PET瓶在保持高溫和高無菌水平的狀態(tài)下被輸送到填充機(jī)56。此外，待吹送的空氣是具有高壓的過濾后的潔凈空氣，更優(yōu)選地，過濾后的潔凈空氣被加熱到60°C以上并且具有高壓。填充/密封單元D包括填充機(jī)56，其通過填充線(液體供給線)用已經(jīng)利用高溫?zé)o菌水加熱滅菌過的預(yù)定量的飲料填充PET瓶；和旋擰機(jī)58，其用從蓋滅菌單元E供給的“滅菌過的螺紋式蓋”密封已經(jīng)填充飲料的PET瓶。瓶制造單元C和填充/密封單元D經(jīng)由輸送裝置(輸送路徑)直接聯(lián)接在一起， 而不設(shè)置用于存儲(chǔ)大量瓶的存儲(chǔ)設(shè)備，從而減小被細(xì)菌污染的可能性。此外，WBZ (濕阻斷區(qū)，wet blocking zone) M被設(shè)置在瓶制造單元C和填充/密封單元D之間作為滅菌過的分隔壁。WBZ M防止飲料局部地飛入瓶制造單元C，并且防止成形后的PET瓶的無菌水平被劣化。WBZ M可以簡(jiǎn)單地是不允許液體、氣體或固體通過的滅菌過的壁，或者可以是氣體能透過但是細(xì)微到防止可能從填充機(jī)56濺射的液體通過的細(xì)網(wǎng)狀體。此外，期望地，WBZ 由使瓶制造單元C和填充/密封單元D能夠彼此看到的透明玻璃或透明的塑料材料制成。 此外，期望地，WBZ涂布或混合有抗菌劑，或者利用抗菌劑處理過。當(dāng)WBZ M是上述壁或網(wǎng)狀體時(shí)，用于輸送瓶的路徑部適當(dāng)?shù)乇３执蜷_。此外，WBZ M可以簡(jiǎn)單地是滅菌過的空間，其距離足夠大以使可能從填充/密封單元D飛散的液體不能到達(dá)吹塑成形機(jī)52。這里，如果該距離被限制成使得吹塑成形的PET 瓶在從吹塑成形機(jī)52輸送到填充機(jī)56的期間不被冷卻到能夠滅菌的溫度以下，則可以期望，PET瓶在保持高滅菌水平的狀態(tài)下被輸送到填充機(jī)56?；蛘?，WBZ M可以是利用過濾后的潔凈空氣而設(shè)置在滅菌過的空間中的空氣簾， 可以以如下方式產(chǎn)生空氣流、優(yōu)選是過濾后的潔凈空氣流可能濺射的液體的飛散方向指向遠(yuǎn)離吹塑成形機(jī)52的方向。這種情況下，期望地，在空氣流動(dòng)的空間設(shè)置可更換的液體回收盤，并且在確認(rèn)液體在上面沉積之后容易地更換該回收盤。此外，WBZ 54可以是上述WBZ的適當(dāng)組合。蓋滅菌單元E包括蓋滅菌機(jī)59，其對(duì)從蓋供給單元F供給的螺紋式蓋進(jìn)行滅菌。蓋滅菌機(jī)59例如是EB (電子束)照射機(jī)、UV (紫外線)照射機(jī)或過乙酸沖洗器。當(dāng)蓋滅菌機(jī)59是例如過乙酸沖洗器等噴射化學(xué)藥劑類型時(shí)，必須單獨(dú)設(shè)置蓋清洗機(jī)，以利用無菌水清洗附著到蓋上的化學(xué)藥劑。這里，還期望地，設(shè)置利用過濾后的潔凈空氣干燥蓋的設(shè)備。潔凈箱I是通過如下方式凈化安裝有機(jī)器的環(huán)境的部件通過將安裝有機(jī)器的環(huán)境的內(nèi)部與一般環(huán)境遮斷并且通過引入潔凈空氣而保持內(nèi)部潔凈和處于正壓。通過使來自一般環(huán)境的空氣通過HEPA過濾器或ULPA過濾器而產(chǎn)生潔凈空氣。內(nèi)部被定期滅菌和清洗， 因此，定期被重設(shè)為初始的無菌水平。重設(shè)方法可以是噴射化學(xué)藥劑類型的方法、噴射化學(xué)氣體類型的方法或利用酒精實(shí)施清潔的方法。使用的化學(xué)藥劑可以是過乙酸水溶液、過氧化氫水溶液或臭氧水溶液。利用無菌水進(jìn)行清洗，期望地，接著利用過濾后的潔凈空氣進(jìn)行干燥。或者，可以利用過氧化氫氣體實(shí)施干滅菌?？梢赃m當(dāng)?shù)貫楦鲉卧瓦B接各單元的各輸送路徑設(shè)置潔凈箱。然而，如圖1所示， 從控制和操控潔凈箱的角度考慮，期望地，將壓縮成形機(jī)31、吹塑成形機(jī)52、WBZ 54、填充機(jī)56和旋擰機(jī)58全部配置成一組而位于潔凈箱I中。這里，蓋滅菌機(jī)59可以配置在潔凈箱I中或者如圖1所示地位于單獨(dú)的潔凈箱中。此外，盡管未示出，樹脂供給單元30也可以配置在單獨(dú)的潔凈箱中或者可以與后述的切割輪8 —起配置在潔凈箱I中。蓋供給單元F將用于密封PET瓶中的飲料的螺紋式蓋供給到蓋滅菌單元E。螺紋式蓋優(yōu)選是由如聚丙烯或聚乙烯等聚烯烴樹脂制成的塑料蓋，但是可以是如鋁制蓋等的金
jS ^^ O圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的PF供給單元B和瓶制造單元C的平面圖。樹脂供給單元30包括擠出機(jī)2和擠出噴嘴4。將樹脂供給單元30連接到壓縮成形機(jī)31的切割輪8，通過使用切割工具以固定的時(shí)間間隔切割由擠出機(jī)2熔融混煉并且從擠出噴嘴4的開口以恒定速度擠出的熔融樹脂，以形成預(yù)定量的熔融樹脂塊體。熔融樹脂塊體被保持/輸送機(jī)構(gòu)保持，并且被輸送(投)到潔凈箱I中的壓縮成形機(jī)31的用于成形的金屬模具(腔體金屬模具34)中。盡管未示出，切割輪8也可以配置在獨(dú)立的潔凈箱中或配置在潔凈箱I中。壓縮成形機(jī)31具有沿轉(zhuǎn)盤的圓周配置的用于壓縮成形的多個(gè)金屬模具33。參照?qǐng)D3，用于成形的金屬模具33包括芯金屬模具(陽模)35、滑動(dòng)插入金屬模具(從動(dòng)式)36 和腔體金屬模具(陰模)34。芯金屬模具35、滑動(dòng)插入金屬模具36和腔體金屬模具34彼此相對(duì)移動(dòng)，從而組裝或拆分。在芯金屬模具35、滑動(dòng)插入金屬模具36和腔體金屬模具34 拆分之后，滑動(dòng)插入金屬模具36還可以沿左右方向移動(dòng)并且分離。金屬模具一般具有腔體金屬模具34，其被固定到轉(zhuǎn)盤并且具有用于形成預(yù)成型體的主體部和底部的外部形狀的腔體；芯金屬模具35，其具有用于主要形成預(yù)成型體的內(nèi)部形狀(從口部到主體部的內(nèi)表面和底部的內(nèi)表面)的芯并且允許在液壓機(jī)構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)的作用下上下移動(dòng)；滑動(dòng)插入金屬模具36，其形成預(yù)成型體的口部的外表面 (與PET瓶的口部的外表面對(duì)應(yīng)的部位)?；瑒?dòng)插入金屬模具36設(shè)置有螺旋槽，以在預(yù)成型體的口部的外表面上形成與螺紋式蓋配合的螺紋，并且包括可拆模具，以從已經(jīng)成型的預(yù)成型體移除?；瑒?dòng)插入金屬模具36可以在液壓機(jī)構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)的作用下上下移動(dòng)。滑動(dòng)插入金屬模具36在與芯金屬模具35和腔體金屬模具34分離之后，可以在氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)的作用下沿左右方向移動(dòng)且分離，從而可以取出壓縮成形后的預(yù)成型體。預(yù)成型體的頂部(頂面)可以由芯金屬模具35或可拆模具形成，或者通過兩者組合形成。由切割輪8輸送到壓縮成形機(jī)31的熔融樹脂塊體(滴體)在腔體金屬模具34的上方從裝配在保持/輸送機(jī)構(gòu)的保持件上釋放之后下落到腔體金屬模具34的模腔中。接著，芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36向下移動(dòng)以壓縮滴體。壓縮后的滴體填充由腔體金屬模具34、芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36限定的用于形成預(yù)成型體的空間。 在壓縮預(yù)定時(shí)間之后，成形預(yù)成型體。在金屬模具冷卻之后，芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36向上移動(dòng)。此后，滑動(dòng)插入金屬模具36朝向左右移動(dòng)且分離，由此，從用于成形的金屬模具中取出預(yù)成型體，預(yù)成型體在從用于成形的金屬模具移除時(shí)由PF取出裝置接收并且被供給到吹塑成形機(jī)52。這里，由用于壓縮成形的金屬模具33壓縮成形后的預(yù)成型體被連續(xù)地取出并且投入吹塑成形機(jī)。因此，如果吹塑成形機(jī)52的成形速度不低于用于壓縮成形的金屬模具33的成形速度，則壓縮成形后的預(yù)成型體能夠容易地經(jīng)受吹塑成形，而沒有任何吹塑成形的等待時(shí)間。稍后將在第二實(shí)施方式中說明用于壓縮成形的金屬模具33。這里，還可以使用與第二實(shí)施方式中描述的圖8至圖10所示的用于壓縮成形的金屬模具相同的金屬模具。圖4是示出預(yù)成型體在從滴體被投入一直到其被輸送的各個(gè)階段的溫度特性的圖。該圖是如下各階段的溫度特性的仿真滴體被投入腔體金屬模具34中；芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36向下移動(dòng)以壓縮滴體；壓縮后的滴體填充由腔體金屬模具 34、芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36限定的用于形成預(yù)成型體的空間；在壓縮預(yù)定時(shí)間之后成形預(yù)成型體以及此后由PF取出裝置取出的預(yù)成型體被輸送到吹塑成形機(jī)52。在預(yù)成型體的主體部的高度方向的中央(與腔體金屬模具34的預(yù)成型體成形面的高度方向的中央對(duì)應(yīng)的位置)的如下部位測(cè)量溫度在厚度T = 3. 5mm的預(yù)成型體的主體部的側(cè)壁的外表面(t = 1.0T)、內(nèi)表面(t = 0.0T)和作為中間位置的厚度中央部(t = 0.5T)。金屬模具被冷卻到12°C，而環(huán)境溫度為25°C。從圖中可以看出，在預(yù)成型體被從壓縮成形機(jī)31(用于成形的金屬模具)中取出之后，其中的保有熱從厚度中央部(t = 0. 5T)傳導(dǎo)到外表面(t = 1.0T)和內(nèi)表面(t = 0.0T)。因此，外表面(t = 1.0T)和內(nèi)表面(t = 0. 0T)上的溫度Τ。、 \升高(相反，厚度中央部的溫度T。下降)。例如，當(dāng)?shù)误w投入時(shí)的溫度為T。= 275°C, T0 = 2000C5Ti = 150°C，并且預(yù)成型體的成形時(shí)間(從金屬模具閉合到打開的時(shí)間)是6秒(預(yù)成型體的取出時(shí)的溫度為大約 600C )時(shí)，預(yù)成型體的外表面的溫度T。最高達(dá)到106. 4°C，預(yù)成型體的內(nèi)表面的溫度Ti最高超過100°C。因此，可以理解，在預(yù)成型體被輸送到吹塑成形機(jī)52時(shí)，預(yù)成型體由于其自身的保有熱而建立并保持“加熱滅菌狀態(tài)”。此外，如上所述，潔凈箱I的內(nèi)表面、壓縮成形機(jī)31的外表面和吹塑成形機(jī)52的外表面已經(jīng)利用化學(xué)藥劑滅菌過，而且，潔凈箱I的內(nèi)部利用過濾后的潔凈空氣保持正壓狀態(tài)。預(yù)成型體在保持“加熱滅菌狀態(tài)”的狀態(tài)下被輸送到衛(wèi)生的吹塑成形機(jī)52，由衛(wèi)生的吹塑成形機(jī)52進(jìn)行雙軸拉伸吹塑成形。結(jié)果，形成具有很高無菌水平的PET瓶。
所述圖示出了與預(yù)成型體的成形時(shí)間(秒)對(duì)應(yīng)的預(yù)成型體的取出時(shí)的溫度的波動(dòng)。也就是，當(dāng)用于成形預(yù)成型體的時(shí)間是6秒時(shí)，預(yù)成型體的取出時(shí)的溫度為約60°C。然而，當(dāng)用于成形預(yù)成型體的時(shí)間短于6秒時(shí)，在取出預(yù)成型體時(shí)內(nèi)表面溫度Ti和外表面溫
度T。變高。此外，從圖中可以理解，除了預(yù)成型體的成形時(shí)間(秒)之外，預(yù)成型體的取出時(shí)的溫度還與滴體的投入時(shí)的溫度和金屬模具的冷卻溫度對(duì)應(yīng)地變化。因此，優(yōu)選可以通過改變這些參數(shù)(預(yù)成型體的成形時(shí)間(秒)、滴體的投入溫度、金屬模具的冷卻溫度)中的任意一個(gè)或改變這些參數(shù)中的多個(gè)來控制預(yù)成型體的取出時(shí)的溫度。也就是，優(yōu)選使得可以控制預(yù)成型體的“加熱滅菌狀態(tài)”。預(yù)成型體的取出時(shí)的溫度越高，越優(yōu)選地將預(yù)成型體置于“加熱滅菌狀態(tài)”。然而，相反，如果預(yù)成型體的主體部的表面在取出時(shí)的溫度超過合成樹脂的“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 +8”(°C)，在從金屬模具的芯金屬模具(芯)35移除預(yù)成型體時(shí)，主體部可能變形。此外，如果口部的表面的溫度超過合成樹脂的“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度+2” (°C )，則口部可能變形。因此， 例如，當(dāng)使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為77°C 78°C的合成樹脂，S卩，使用聚對(duì)苯二甲酸乙二酯時(shí)， 期望地，預(yù)成型體取出時(shí)在預(yù)成型體的主體部的表面上的溫度不高于86°C，并且在預(yù)成型體的口部的表面上的溫度不高于80°C。此外，為了使預(yù)成型體保持“加熱滅菌狀態(tài)”，考慮到預(yù)成型體包括溫度不能充分地被自身的保有熱升高的薄部的情況，需要使預(yù)成型體取出時(shí)在所有表面上的最低溫度部的溫度至少為60°C以上，考慮到安全性，為65°C以上。從前述內(nèi)容，預(yù)成型體取出時(shí)在預(yù)成型體的所有表面上的最低溫度部的溫度期望地為60°C以上， 更優(yōu)選，為65°C以上。此外，優(yōu)選地，當(dāng)預(yù)成型體由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為77°C 78°C的合成樹脂制成，例如由具有上述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制成時(shí)，期望地，預(yù)成型體的口部的表面上的溫度不高于80°C，且預(yù)成型體的主體部的表面上的溫度不高于86°C。實(shí)施例1這里，在雙軸拉伸吹塑成形中，在預(yù)成型體的前表面和內(nèi)部之間存在溫度差(即， 圖4中，Τ。-Τ。>0)。如果溫度差大，則由于熱應(yīng)變常常不能獲得預(yù)定質(zhì)量的PET瓶。因此， 如果在預(yù)成型體的前表面和內(nèi)部之間存在溫度差，期望地將溫度差設(shè)定成熱應(yīng)變不產(chǎn)生影響并且有效地通過雙軸拉伸獲得定向。因此，如圖5所示，可以在壓縮成形機(jī)31和吹塑成形機(jī)52之間設(shè)置輸送線，并且強(qiáng)制加熱/冷卻設(shè)備可以作為均熱部件沿著輸送線安裝。均熱部件還可以用于均衡與預(yù)成型體的厚度分布有關(guān)的溫度分布的差異。此外，可以安裝局部加熱/冷卻設(shè)備，其通過施加局部加熱或冷卻預(yù)成型體的附加熱處理而用于根據(jù)拉伸吹塑條件校正(微調(diào))預(yù)成型體的熱條件(熱屬性)。由輸送線輸送預(yù)成型體的系統(tǒng)優(yōu)選地是頸部輸送系統(tǒng)，其通過使用如夾具等夾取機(jī)構(gòu)(未示出)而夾住預(yù)成型體的口部下方的頸部。在由頸部輸送系統(tǒng)輸送預(yù)成型體時(shí)， 可以均一地加熱和冷卻預(yù)成型體，以精確控制預(yù)成型體的溫度。可以使用常見的紅外線加熱器或通風(fēng)裝置作為加熱/冷卻設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)Α，通過壓縮成形將熔融樹脂成形為預(yù)成型體。因此，可以在高溫狀態(tài)下從壓縮成形機(jī)31的用于成形的金屬模具中取出制造好的全部預(yù)成型體，并且可以將取出的預(yù)成型體在保持高溫的狀態(tài)下供給到下一步驟的吹塑成形機(jī)52。也就是，由于制造好的預(yù)成型體的自身的保有熱而使制造好的全部預(yù)成型體在保持“加熱滅菌狀態(tài)”的狀態(tài)下被輸送到下一步驟的吹塑成形機(jī)52，并且被容易地吹塑成形，而不會(huì)由于過度的等待時(shí)間而過度留置冷卻。此外，潔凈箱I的內(nèi)表面和各單元(壓縮成形機(jī)31、吹塑成形機(jī)52、填充機(jī)56、旋擰機(jī)58)的外表面利用化學(xué)藥劑滅菌過，而且，潔凈箱I的內(nèi)部利用過濾后的潔凈空氣保持正壓狀態(tài)。結(jié)果，除了預(yù)成型體被置于“加熱滅菌狀態(tài)”之外，還在非常衛(wèi)生和潔凈的環(huán)境下成形(制造)PET瓶。因此，可以大幅提高所制造的 "PET瓶的無菌水平”。這使得可以從填充系統(tǒng)省略之前已經(jīng)被配置在瓶制造單元C的下游的瓶滅菌機(jī)或簡(jiǎn)化瓶滅菌機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A，利用高溫?zé)o菌水滅菌液體供給線，因此，從飲料加熱滅菌機(jī)H供給到填充機(jī)56的飲料也保持高的無菌水平。此外，在將吹塑成形機(jī)52和填充機(jī)56彼此相鄰地配置并且彼此直接聯(lián)接時(shí)，可以通過無菌填充線利用滅菌過的飲料沒有時(shí)間延遲地填充保持在滅菌狀態(tài)下的高“無菌水平”的PET瓶并且密封 PET 瓶。此外，在將吹塑成形機(jī)52和填充機(jī)56彼此相鄰地配置并且彼此直接聯(lián)接時(shí)，存在飲料可能局部地附著在吹塑成形機(jī)52的外表面上從而引起細(xì)菌滋生的可能性。然而，通過在瓶制造單元C和填充/密封單元D之間設(shè)置WBZ 54，防止飲料劣化“PET瓶的無菌水平”。 因此，本發(fā)明的利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A能夠制造保持高無菌水平的PET瓶，而不需要設(shè)置瓶滅菌機(jī)，并且有利地制造保持高無菌水平的PET瓶裝飲料。盡管實(shí)施方式涉及利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A，但是本發(fā)明不僅僅限于此， 而是可以適于各種應(yīng)用例。例如，如果在從壓縮成形機(jī)31中取出預(yù)成型體到PET瓶被旋擰機(jī)58密封(成形瓶且填充飲料之后)之間存在預(yù)成型體或PET瓶保持滅菌所需要的高溫狀態(tài)的區(qū)間 (section)，則在該區(qū)間可以省略或簡(jiǎn)化潔凈箱。此外，當(dāng)在填充機(jī)56的前方和吹塑成形機(jī)之間存在WBZ 54時(shí)，在填充機(jī)56和 WBZ M之間可以設(shè)置用于在吹塑成形之后利用無菌水清洗瓶的沖洗機(jī)或使用除電空氣 (charge-removed air)的清洗機(jī)。或者，當(dāng)期望進(jìn)一步提高瓶的無菌水平時(shí)，可以設(shè)置能夠進(jìn)行簡(jiǎn)易滅菌的瓶滅菌機(jī)。作為容器的合成樹脂材料，可以使用如聚鄰苯二甲酸酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯或聚乳酸等聚酯樹脂，或者如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂，而不限于聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。此外，根據(jù)需要，可以使用具有阻氣性或氧氣吸收性的多層樹脂或混合樹脂(例如，日本特開2005-342904號(hào)公報(bào)中公開的聚酰胺樹脂)。此外，容器不限于瓶(具有窄口的瓶式容器)，還可以是寬口容器、杯式容器等。此外，密封構(gòu)件不限于蓋，還可以是膜(單層樹脂層或多層樹脂層，包括鋁箔層的多層樹脂層)。密封方法不限于使用螺紋式蓋的旋擰(旋擰機(jī)58)，還可以是通過將蓋嵌入容器的廢除螺紋的口部的塞(塞式蓋和塞瓶機(jī))，利用膜接著和熱融著，或者如日本特開 2006-290369號(hào)公報(bào)公開的利用蓋的螺紋密封和利用膜的熱密封的組合。盡管瓶制造單元(吹塑成形機(jī)52 —級(jí)吹塑成形機(jī))被說明為容器制造單元，但是可以采用如日本特開 2003-103609號(hào)公報(bào)公開的基于兩級(jí)吹塑成形的吹塑成形機(jī)或如日本特開2004-291621號(hào)公報(bào)公開的基于吹塑成形之后縮回而由金屬模具實(shí)施成形的杯成形機(jī)。此外，可以取代飲料供給單元G和飲料加熱滅菌機(jī)H而安裝食品供給單元和食品加熱滅菌機(jī)，填充機(jī)可以用處理食品的機(jī)器替換，并且可以無菌填充食品?，F(xiàn)在將通過利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A來說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具和制造吹塑成形的容器的制造方法。該實(shí)施方式與圖1和圖2所示的上述第一實(shí)施方式的不同之處僅在于利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A中的用于壓縮成形的金屬模具和預(yù)成型體。因此，下面不對(duì)圖1和圖2的利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)A的構(gòu)造進(jìn)行說明。因此，下面詳細(xì)說明的是用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具和使用用于壓縮成形的金屬模具而成形的預(yù)成型體。首先，將說明圖7所示的預(yù)成型體5。參照?qǐng)D7A，預(yù)成型體5從上部向下部包括口部fe、主體部恥和底部5c?？诓縡e 包括開口部5d，在容器成型時(shí)飲料等通過該開口部注入或流出；外螺紋部k，蓋的內(nèi)螺紋將配合在該外螺紋部上；環(huán)形蕪菁狀部(環(huán)形肋部)5f，其配置在外螺紋部k的下部；以及頸圈部5g。預(yù)成型體5的主體部恥形成在頸圈部5g的下方。在該實(shí)施方式中，設(shè)置連接部證以將口部fe和主體部恥連接在一起。在該實(shí)施方式的連接部證中，預(yù)成型體5具有直徑從頸圈部5g的上端到下端部向下且向內(nèi)減小的內(nèi)壁，連接部證經(jīng)由傾斜部證與主體部恥連接，主體部恥的厚度t2，比口部fe的上部的厚度tl，大，傾斜部證的形狀近似圓錐臺(tái)的傾斜面。主體部恥包括從連接部證連續(xù)的上主體部5m和經(jīng)由連接部5p連接的下主體部5η。在連接部5ρ中，預(yù)成型體的內(nèi)壁的直徑向下且向內(nèi)減小，并且形成有傾斜面 5q，傾斜面5q近似圓錐臺(tái)的傾斜面。上主體部5m—般在從頸圈部的下方起達(dá)20mm的范圍內(nèi)，厚度比下主體部5η的厚度小。然而，可以保持厚度相同，以省略連接部5ρ。根據(jù)該系統(tǒng)，在頸圈部5g的下方至少5mm起朝向下側(cè)滿足后述的厚度條件，從而實(shí)現(xiàn)從金屬模具中取出預(yù)成型體的優(yōu)選溫度。此外，在如圖7所示的該實(shí)施方式中，預(yù)成型體5的底部5c具有大致半球形的形狀，底部5c的至少與主體部恥連續(xù)的部分的厚度比口部fe的上部的厚度tl’、t3’大。底部5c的厚度可以根據(jù)該部位是否拉伸或吹塑成形而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。如果底部5c將被拉伸或吹塑成形，則厚度被設(shè)定成比tl’、t3’大。如果底部5c不將被拉伸或吹塑成形，則厚度可以被設(shè)定成比厚度tl，、t3，小或與厚度tl，、t3，相等。在稍后說明的用于壓縮成形的金屬模具中，形成如圖9所示的用于形成預(yù)成型體的厚部的空間，空間寬度tl、t2和t3被設(shè)定成接近預(yù)成型體的厚度tl’、t2’和t3’。然而，根據(jù)將被壓縮成形的樹脂，考慮收縮因素等，空間寬度被設(shè)定成略大于tl’、t2’和t3’ 的值。口部fe的上端可具有如圖7B所示的尖銳的角部，或者可以一定程度地斜切或倒角，以形成如圖7C所示的斜角。當(dāng)角部被一定程度地斜切時(shí)，如圖7所示，通過確定金屬模具的用于形成口部如的外徑部的上端的內(nèi)徑Do(與成形后的預(yù)成型體的外徑do對(duì)應(yīng)的直徑)以及通過確定用于形成內(nèi)徑部的上端的外徑di (與成形后的預(yù)成型體的內(nèi)徑Di對(duì)應(yīng)的直徑)而確定tl，即tl = (Do-di)/2。當(dāng)難以檢測(cè)或測(cè)量外徑部和內(nèi)徑部的上端的外徑或內(nèi)徑時(shí)，可以通過確定在可以易于檢測(cè)并且尺寸值與外徑部和內(nèi)徑部的上端的外徑和內(nèi)徑偏差不大的部位的尺寸而設(shè)定和制造tl，例如在口部5a的頂板下方0. 7mm或2. 5mm的部位。
圖8和圖9示出用于壓縮成形的金屬模具，其中，圖8是用于壓縮成形的金屬模具打開狀態(tài)的截面圖，圖9是用于壓縮成形的金屬模具閉合狀態(tài)的截面圖。用于壓縮成形的金屬模具33包括作為陰模的腔體金屬模具34 ；作為陽模的芯金屬模具35 ；作為可拆模具的滑動(dòng)插入金屬模具36 ；以及圍繞腔體金屬模具34配置的引導(dǎo)圈37。芯金屬模具35配置在上下方向上的上側(cè)，滑動(dòng)插入金屬模具36配置在芯金屬模具 35的下部，而腔體金屬模具34配置在二者的下方。腔體金屬模具34是形成有腔體38的大致圓筒狀，腔體38在中央部的內(nèi)側(cè)上方具有圓形開口部Ma，腔體38形成為從開口部3 大致豎直地向下延伸。腔體38的內(nèi)周面形成預(yù)成型體的外周面。芯金屬模具35在其上部具有支撐部35a，大致圓柱狀的芯主體35b以從支撐部 35a的下表面的中心向下延伸的方式被設(shè)置在支撐部35a的下部。芯主體35b的外周面形成預(yù)成型體的內(nèi)表面。直徑朝下且沿徑向朝內(nèi)減小的縮徑部35d形成在芯主體35b的形成作為口部fe和主體部恥之間的邊界部的連接部證的內(nèi)壁的部分上，由此用于形成預(yù)成型體的傾斜部證。在支撐部35a的下表面形成環(huán)形凹部35c，其與芯主體35b同心地向上凹進(jìn)?；瑒?dòng)插入金屬模具36左右分離成相對(duì)于豎直面對(duì)稱并且一起形成環(huán)狀的兩個(gè)半圓?；瑒?dòng)插入金屬模具36在可拆模具組裝在一起的狀態(tài)下形成上下貫通中心的嘴形成孔 36a。嘴形成孔36a形成預(yù)成型體的口部(也稱為嘴部)5a的外周面和口部fe的上側(cè)的部分，此外，作為用于形成外螺紋k、蕪菁狀部5f和頸圈部5g的嘴形成部。圓筒狀的引導(dǎo)圈37沿著腔體金屬模具34的外周面3 配置，并且可以在上下方向上沿著外周面;Me滑動(dòng)。引導(dǎo)圈37在其上端部形成錐狀的內(nèi)圓臺(tái)面41a，該內(nèi)圓臺(tái)面的直徑向上且沿徑向向外膨脹。在用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具33將合模時(shí)，內(nèi)圓臺(tái)面 41a在滑動(dòng)插入金屬模具36的外圓臺(tái)面41b上滑動(dòng)一定程度，并且與其接觸，以形成初始嵌合部41 (圖9)。參照?qǐng)D9，當(dāng)用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具33合模時(shí)，形成與如圖7A所示的預(yù)成型體5用空間相同的空間，在芯主體3 和插入金屬模具36之間形成與預(yù)成型體5的口部的上部的厚度tl’相同尺寸的間隙tl。此外，在芯主體3 和腔體金屬模具34之間形成與預(yù)成型體5的從蕪菁狀部5f的下方起直到頸圈部5g上方的的厚度t3’、主體部的厚度 t2’和底部的厚度幾乎相同尺寸的間隙。此外，盡管未示出，芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36設(shè)置有用于使它們上下移動(dòng)的移動(dòng)部件，此外，滑動(dòng)插入金屬模具36設(shè)置有用于使其左右開閉的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)式預(yù)成型體取出機(jī)構(gòu)50配置在壓縮成形機(jī)31的下游(圖2和圖6)，用于將預(yù)成型體5從壓縮成形機(jī)31轉(zhuǎn)移到吹塑成形機(jī)52。吹塑成形機(jī)52利用高壓空氣拉伸預(yù)成型體，以成形PET瓶。WBZ 54(圖1)被設(shè)置在瓶制造單元C和連續(xù)線的下游側(cè)的填充/密封單元D之間，作為滅菌過的分隔壁。WBZ M防止飲料局部地飛散到瓶制造單元C，以劣化成形后的 PET瓶的無菌水平。填充/密封單元D包括利用預(yù)定量的飲料填充PET瓶的填充機(jī)56和利用從蓋滅菌單元E供給的蓋密封PET瓶的旋擰機(jī)58。將由飲料供給單元G制備好并且由飲料加熱滅菌機(jī)H滅菌過的飲料供給到填充機(jī)56。蓋滅菌單元E具有用于對(duì)從蓋供給單元F供給的螺紋式蓋進(jìn)行滅菌的蓋滅菌機(jī) 59。壓縮成形機(jī)31、吹塑成形機(jī)52、填充機(jī)56、旋擰機(jī)58和蓋滅菌機(jī)59被配置在潔凈箱I中。潔凈箱I是通過如下方式凈化安裝有機(jī)器的環(huán)境的部件通過幾乎將安裝有機(jī)器的環(huán)境與一般環(huán)境遮斷并且通過引入潔凈空氣而保持內(nèi)部潔凈和處于正壓。通過使來自一般環(huán)境的空氣通過HEPA過濾器或ULPA過濾器而獲得潔凈空氣。接著，下面對(duì)使用用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具33來成形預(yù)成型體的過程進(jìn)行說明。參照?qǐng)D6和圖10A，腔體金屬模具34在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐體32作用下而沿著圓形軌道移動(dòng)。另一方面，用于夾取設(shè)置在切割輪8上的熔融樹脂43的夾取構(gòu)件9a在與腔體金屬模具34分開的圓形軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)。圖IOA示出了壓縮成形機(jī)31中的多個(gè)壓縮成形金屬模具33 中的一個(gè)。在初始狀態(tài)下，腔體金屬模具34、滑動(dòng)插入金屬模具36和芯金屬模具35被配置成上下分開。夾取構(gòu)件9a的圓形軌道和腔體金屬模具34的圓形軌道具有上下方向上的公共接觸點(diǎn)(切點(diǎn))，并且被構(gòu)造成將熔融樹脂(滴體)43供給到腔體金屬模具34的腔體38 的底部。在將熔融樹脂43供給到腔體金屬模具34之后，夾取構(gòu)件9a從腔體金屬模具34 的軌道分離，芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36如圖IOB所示地下降。接著，使朝左右打開的滑動(dòng)插入金屬模具36朝向芯金屬模具35移動(dòng)，并且閉合成環(huán)狀。在該狀態(tài)下，芯金屬模具35的芯主體3 貫通嘴形成孔36a。參照?qǐng)D10C，隨著芯金屬模具35進(jìn)一步向下移動(dòng)，芯主體3 的頂部進(jìn)入腔體38， 滑動(dòng)插入金屬模具36與引導(dǎo)圈37接觸。也就是，滑動(dòng)插入金屬模具36的下側(cè)外周部的外凸部36d的外圓臺(tái)面41b與引導(dǎo)圈37的上側(cè)內(nèi)周面的內(nèi)圓臺(tái)面41a暫時(shí)接觸，此后，這些面互相嵌合地滑動(dòng)，引導(dǎo)圈37和滑動(dòng)插入金屬模具36彼此同心地接觸。此外，滑動(dòng)插入金屬模具36在其上部具有環(huán)形突出部36b，該環(huán)形突出部36b嵌入并且接觸環(huán)形凹部35c，以形成嵌合部42。在滑動(dòng)插入金屬模具36的下部，外凸部36d嵌合并且接觸引導(dǎo)圈37。隨著芯金屬模具35從圖IOC的狀態(tài)進(jìn)一步向下移動(dòng)，芯主體3 開始?jí)嚎s熔融樹脂43。由于已經(jīng)向下移動(dòng)的芯金屬模具35的作用，滑動(dòng)插入金屬模具36和腔體金屬模具 34在嵌合部40和嵌合部39處彼此接觸。在芯金屬模具35已經(jīng)向下移動(dòng)到如圖9所示的最下端位置之后，由腔體金屬模具34、芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36形成預(yù)成型體的形狀的間隙，并且該間隙被熔融樹脂43填充，并且合模金屬模具。通過未示出的冷卻水的循環(huán)，滑動(dòng)插入金屬模具36、芯金屬模具35和腔體金屬模具34被冷卻到15°C。因此，當(dāng)合模金屬模具時(shí)，熔融樹脂43也在圖9所示的狀態(tài)冷卻，口部如的表面溫度隨著保持金屬模具合模的時(shí)間的增長(zhǎng)而下降。在該實(shí)施方式中，預(yù)成型體 5的口部的厚度小。因此，不僅口部fe的表面而且其厚度的內(nèi)部也冷卻地較快。然而， 主體部恥和底部5c比口部fe厚。因此，即使表面開始冷卻，厚度的內(nèi)部仍處于高溫狀態(tài)。 隨著熔融樹脂43冷卻并且達(dá)到將從用于成形的金屬模具中取出的溫度，用于壓縮成形的金屬模具33經(jīng)歷打開操作，芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36都向上移動(dòng)。預(yù)成型體5的嘴形成部被芯金屬模具35保持并且與芯主體3 —起向上移動(dòng)。接著，參照?qǐng)D10D，芯金屬模具35和滑動(dòng)插入金屬模具36分離，預(yù)成型體5被從芯主體35b中拉出。此后，滑動(dòng)插入金屬模具36朝左右打開，從滑動(dòng)插入金屬模具36中移除預(yù)成型體。在與用于壓縮成形的金屬模具33分離之后，預(yù)成型體5的內(nèi)部具有高溫。因此， 熱從內(nèi)部傳導(dǎo)到外側(cè)，表面的溫度升高。盡管與預(yù)成型體的厚度和金屬模具的冷卻條件有關(guān)，但是預(yù)成型體的表面溫度一般在從金屬模具取出之后約2秒 10秒的時(shí)間內(nèi)達(dá)到幾乎最大溫度，并且與預(yù)成型體的內(nèi)部的溫度差下降到適合于吹塑成形的范圍。這里，從防止預(yù)成型體5的口部fe變形的角度，在壓縮成形完成之后從陽模(芯金屬模具)中取出預(yù)成型體時(shí)或者在利用壓縮空氣密封(密封嘴)時(shí)，口部如的溫度低是較好的。另一方面，如果主體部恥的溫度低，必須使用如近紅外射線等的紅外線加熱器、熱空氣和輻射熱等來增加熱，以實(shí)施吹塑成形。在例如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為77°C 78°C的PET 樹脂的情況下，用于吹塑成形主體部恥和底部5c的表面溫度條件構(gòu)成如下表面溫度的下限優(yōu)選是超過預(yù)成型體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的80°C，表面溫度的上限優(yōu)選是120°C，以防止吹塑成形時(shí)的白化和厚度不均以獲得穩(wěn)定的成形性。通過在使預(yù)成型體的主體部恥的溫度分布位于上述溫度范圍的狀態(tài)下進(jìn)行吹塑成形，調(diào)整瓶成形后的厚度分布。如果表面溫度(約70°C)略低于下限值，由于預(yù)成型體的厚度內(nèi)部的溫度比表面溫度高，因此常?？梢赃M(jìn)行吹塑成形而不用加熱。因此，如果必須將該溫度分布賦予預(yù)成型體，則可以通過如紅外線加熱器等加熱裝置短時(shí)間地加熱該部位，以實(shí)施吹塑成形，而不使用全覆蓋(full fledged)的加熱裝置。此外，當(dāng)預(yù)成型體的表面溫度(例如，約130°C )超過上限值或當(dāng)將賦予預(yù)成型體在下降方向上的溫度分布時(shí)，可以通過在從壓縮成形到吹塑成形的途中利用空氣略微冷卻預(yù)成型體的部分表面而獲得有利的吹塑成形性。在進(jìn)行壓縮成形時(shí)，如果金屬模具被合模的時(shí)間長(zhǎng)，則預(yù)成型體被冷卻的時(shí)間長(zhǎng)， 口部fe變形的可能較小。但是，預(yù)成型體必須被加熱到進(jìn)行吹塑成形所需的溫度。如果金屬模具被合模的時(shí)間短，則容易達(dá)到進(jìn)行吹塑成形所需的溫度，但是口部fe變形。也就是， 難以同時(shí)控制用于冷卻口部如的溫度和用于吹塑成形主體部恥的溫度。如果口部fe的溫度被調(diào)整為低以防止口部fe變形，則主體部恥的溫度變低，需要如加熱裝置等許多附加設(shè)施。根據(jù)該實(shí)施方式，預(yù)成型體的口部fe的上部的厚度tl’和從蕪菁狀部的下方直到頸圈部的上方的厚度t3’被保持成小，且主體部恥的厚度t2’被保持成大(在金屬模具中， tl和t3被選擇成小，而t2被選擇成大)。因此，口部快速冷卻，而主體部恥和底部5c 中的溫度保持成高。因此，很少需要或可以省略使用如紅外線加熱器等加熱設(shè)備。從通過與蓋嵌合而保持內(nèi)容物的密封的角度考慮，口部fe的上部保持尺寸穩(wěn)定性是重要的。因此，金屬模具的用于形成口部fe的上部的厚度tl’的空間寬度tl基于金屬模具的用于形成主體部恥的厚度t2’的空間寬度t2。此外，對(duì)于口部如，重要的是重視口部fe的端(上)部的厚度。這是因?yàn)?，在吹塑成形時(shí)，由于利用高壓空氣密封而在口部施加大約1000N的負(fù)荷，因此口部的端部必須能夠耐負(fù)荷。此外，如果蕪菁狀部下方的厚度接近主體部的厚度，則該部分在吹塑成形時(shí)也由于吹塑成形的壓力(壓縮空氣的壓力大約3MPa)而變形。因此，金屬模具的用于形成蕪菁狀部下方的厚度t3’的空間寬度t3也基于t2。此外，從滅菌的角度考慮，取出預(yù)成型體時(shí)的溫度高是較好的，以將預(yù)成型體置于 “加熱滅菌狀態(tài)”。在該實(shí)施方式中，在預(yù)成型體5的表面上的最低溫度部位的溫度至少是 60°，以將預(yù)成型體5保持在滅菌狀態(tài)。參照?qǐng)D1，用于從腔體金屬模具34中取出成形后的預(yù)成型體5的取出機(jī)構(gòu)50被配置在壓縮成形機(jī)31的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的下游，并且如圖IOD所示，通過使用未示出的取出機(jī)構(gòu)50，將從滑動(dòng)插入金屬模具36中取出的預(yù)成型體5轉(zhuǎn)動(dòng)地輸送到位于其下游的吹塑成形機(jī)。成形后的預(yù)成型體5被移交給取出機(jī)構(gòu)50。當(dāng)在取出機(jī)構(gòu)50中輸送的預(yù)成型體的溫度低時(shí)，必須使用紅外線加熱器等加熱預(yù)成型體5。在該實(shí)施方式中，主體部恥和底部 5c具有高溫，可以省略或者可以較少地使用通過紅外線加熱器等的加熱。也就是，從壓縮成形金屬模具33中連續(xù)地取出壓縮成形后的預(yù)成型體，并且將預(yù)成型體投入吹塑成形機(jī)52。因此，如果吹塑成形機(jī)52的成形速度比壓縮成形金屬模具33 的成形速度大，則可以容易地對(duì)壓縮成形后的預(yù)成型體進(jìn)行吹塑成形，而不需要在吹塑成形之前的等待時(shí)間。從取出機(jī)構(gòu)50輸送到吹塑成形機(jī)的預(yù)成型體5被設(shè)定到吹塑成形金屬模具中，在該處，高壓空氣被注射到預(yù)成型體5中，將預(yù)成型體成形為沿縱向和橫向被拉伸的容器。由于通過齒輪使壓縮成形機(jī)31、取出機(jī)構(gòu)50和吹塑成形機(jī)52機(jī)械地聯(lián)接在一起，或者使用伺服電機(jī)通過電氣方式使壓縮成形機(jī)31、取出機(jī)構(gòu)50和吹塑成形機(jī)52彼此同步，以使壓縮成形后的預(yù)成型體保持恒定的時(shí)間進(jìn)行吹塑成形，所以允許抑制即將進(jìn)行吹塑成形的各預(yù)成型體的溫度散失。因此，可以以保持穩(wěn)定性的方式進(jìn)行吹塑成形。填充機(jī)56經(jīng)由已經(jīng)利用高溫?zé)o菌水加熱滅菌過的填充線(液體供給線)利用預(yù)定量的飲料填充PET瓶。旋擰機(jī)58利用從蓋滅菌單元E供給的滅菌過的螺紋式蓋來密封填充有飲料的PET瓶的口部。該蓋滅菌單元E可以使用例如EB (電子束)照射裝置、UV(紫外線)照射裝置或過乙酸沖洗器。在上述實(shí)施方式中，利用潔凈箱I使機(jī)器與外部幾乎隔絕，在保持高滅菌效果的狀態(tài)下利用飲料填充PET瓶。潔凈箱I的內(nèi)部被定期滅菌和清洗，因此，被定期地重設(shè)為初始無菌水平。實(shí)施例2下面將說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖11是示出在從設(shè)定為15°C的金屬模具中取出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為77°C 78V 的PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)樹脂的預(yù)成型體之后，對(duì)于預(yù)成型體的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)，達(dá)到所期望的最大溫度所需的用于壓縮成形的金屬模具的合模時(shí)間 (通過閉合金屬模具而冷卻金屬模具的時(shí)間)的關(guān)系的線圖。縱軸表示金屬模具的冷卻時(shí)間(秒)，橫軸表示預(yù)成型體的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)。當(dāng)已經(jīng)確定期望可以達(dá)到的最大溫度和金屬模具的冷卻時(shí)間時(shí)，反過來可以從圖 11中找到預(yù)成型體的厚度。例如，如果期望達(dá)到的最大溫度為60°c且冷卻時(shí)間是4秒，則預(yù)成型體的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)是1. 70mm，如果冷卻時(shí)間是5秒，則預(yù)成型體的厚度為1.82mm(由于不能從圖中讀出，因此在這里示出準(zhǔn)確數(shù)值)。如果厚度 (金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)小于1.40mm，則不能壓縮成形預(yù)成型體。因此，圖中未4-Λψ FZJ UJ ο如上所述，剛成型后的用于實(shí)施吹塑成形的預(yù)成型體的優(yōu)選表面溫度不低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(約77°C 78°C )，并且為大致80°C 120°C。通過將主體部5b的溫度分布賦予上述溫度范圍而對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行吹塑成形，調(diào)整成型后的瓶的厚度分布。當(dāng)容器不需要滅菌效果時(shí)，口部如的溫度低是較好的，期望地為60°C以下，以抑制預(yù)成型體5的口部 (嘴部) 變形。另一方面，為了實(shí)施吹塑成形，主體部恥必須保持在80°C 120°C的溫度范圍中， 這與口部fe的溫度產(chǎn)生溫度差。為了消除該溫度差，口部fe的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)被設(shè)定成比主體部恥的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)小，從而可以使口部fe快速冷卻。因此，參照?qǐng)D11的線圖，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)施吹塑成形的條件，即，發(fā)現(xiàn)口部如的上部的厚度tl (金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)或從蕪菁狀部的下方直到頸圈部的上方的厚度 t3 (金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)與主體部恥的厚度t2 (金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)的比(t2/tl)或(t2/t3)。表 1
保持壓縮成形金屬模具合模的時(shí)間(秒)金屬模具的與預(yù)成型體厚度對(duì)應(yīng)的空間寬度(mm) T溫度(0C)空間寬庋比(主體部/口部)T 30T 60T 80T 120T 80/T 60T 120/T 60T 120/T 304■1.701.992.671.171.57■5-1.822.132.871.171.58-61.401.942.283.081.181.592.2071.522.102.453.301.171.572.1781.672.252.633.521.171.562.11在表1中，從左側(cè)數(shù)第一列示出了保持壓縮成形金屬模具合模的時(shí)間，從左側(cè)數(shù)第二列和第三列示出了當(dāng)預(yù)成型體成形之后可以達(dá)到的最大表面溫度上限為30°C和60°C 時(shí)從圖11找到的與各模具合模時(shí)間對(duì)應(yīng)的的口部fe的厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)。從左側(cè)數(shù)第四列和第五列示出了在預(yù)成型體已經(jīng)成形之后滿足吹塑成形條件的下限溫度80°C和上限溫度120°C時(shí)從圖11找到的與各模具合模時(shí)間對(duì)應(yīng)的主體部恥的厚度 (金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)。從左側(cè)數(shù)第六列至第八列示出了從左側(cè)數(shù)第二列和第三列找到的作為該實(shí)施方式的目標(biāo)的口部fe的上部的厚度tl (金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)和從蕪菁狀部的下方直到頸圈部的上方的厚度t3與從左側(cè)數(shù)第四列和第五列找到的各溫度處的主體部恥的厚度t2(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)的比(t2/tl)或(t2/t3)。結(jié)果，如果嘴部溫度被設(shè)定在30°C 60°C，則在保持金屬模具合模的時(shí)間在3 秒 8秒的范圍的條件下，通過選擇厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)比位于 1. 18 2. 11的范圍，可以滿足吹塑成形條件。此外，如果嘴部溫度被設(shè)定為60°C，則在保持金屬模具合模的時(shí)間在3秒 8秒的范圍的條件下，通過選擇厚度(金屬模具的與之對(duì)應(yīng)的空間寬度)比位于1. 18 1. 56的范圍，可以省略圖5所示的強(qiáng)制加熱裝置或減少對(duì)這些裝置的依賴。此外，可以在適于獲得無菌條件的環(huán)境中滿足吹塑成形條件。盡管上面參照附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)注意本發(fā)明無論如何都不僅僅局限于上述實(shí)施方式，而是可以進(jìn)行修改和變更，而不背離本發(fā)明的范圍。例如，如果金屬模具的用于形成預(yù)成型體的主體部恥的空間寬度t2滿足本發(fā)明的條件，則寬度可以在條件范圍內(nèi)變化。關(guān)于金屬模具的用于形成底部5c和連接部證的空間寬度，如果它們的寬度在底部5c和連接部證變窄的方向上，則可以滿足也可以不滿足本發(fā)明的條件。這是因?yàn)椋绻萜鞯牡撞坎皇潜仨毨斓阶銐虻某潭?，則盡管預(yù)成型體的底部的中心附近被設(shè)定成具有較小的厚度從而易于冷卻，也不會(huì)出現(xiàn)問題。對(duì)于連接部證同樣適用。此外，可以通過改變形成預(yù)成型體的外表面?zhèn)鹊慕饘倌＞叩闹睆蕉纬蛇B接部證或5p。具有圓臺(tái)形狀的傾斜部證的連接部證可以省略，取而代之，口部fe和主體部恥可以在內(nèi)表面?zhèn)纫耘_(tái)階的方式連接(部位證變?yōu)樗?。用于壓縮成形的金屬模具可以是已知的金屬模具，只要腔體(金屬模具的空間) 滿足本發(fā)明的條件，對(duì)分離或組裝金屬模具的位置或金屬模具的機(jī)構(gòu)沒有限制。關(guān)于壓縮成形機(jī)和吹塑成形機(jī)，只要能在壓縮成形預(yù)成型體之后快速地通過吹塑成形機(jī)進(jìn)行吹塑成形(根據(jù)需要，預(yù)成型體所添加的簡(jiǎn)易溫度調(diào)節(jié)裝置)，對(duì)壓縮成形機(jī)和吹塑成形機(jī)的布局沒有限制。本發(fā)明不僅可以運(yùn)用于在無菌條件下成形預(yù)成型體、成形瓶或運(yùn)行用于填充飲料的系統(tǒng)，還可以運(yùn)用于在通常環(huán)境下連續(xù)壓縮成形預(yù)成型體直到成形瓶。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的利用飲料和食品無菌填充容器的系統(tǒng)可以有利地適用于在滿足高“無菌水平”的要求的同時(shí)，利用飲料填充PET瓶并且密封PET瓶，以及利用食品填充寬口容器并且密封寬口容器。根據(jù)本發(fā)明，壓縮成形后并且從金屬模具中取出的預(yù)成型體的溫度高，并且可以有利地用于制造容器和用于期望無菌地填充內(nèi)容液體的系統(tǒng)。附圖標(biāo)記說明A利用飲料無菌填充PET瓶的系統(tǒng)B PF供給單元C瓶制造單元D填充/密封單元E蓋滅菌單元F蓋供給單元
G飲料供給單元
H飲料熱滅菌機(jī)
I潔凈箱
2擠出機(jī)
5預(yù)成型體
5a 口部(嘴)
5b主體部
5c底部
5f蕪菁狀部
5g頸圈部
5h傾斜部
8切割輪
31壓縮成形機(jī)
33壓縮成形金屬模具
34腔體金屬模具
35芯金屬模具
36滑動(dòng)插入金屬模具
52吹塑成形機(jī)
54 WBZ
權(quán)利要求
1.一種利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其包括預(yù)成型體供給單元，其用于將合成樹脂成形為預(yù)成型體；容器制造單元，其用于將所述預(yù)成型體成形為容器；填充/密封單元，其用于利用飲料或食品填充所述容器并且利用密封構(gòu)件密封所述容器；以及密封構(gòu)件滅菌單元，其用于在所述密封之前對(duì)所述密封構(gòu)件進(jìn)行滅菌；其中，從在所述預(yù)成型體供給單元中通過壓縮成形而將所述合成樹脂成形為所述預(yù)成型體、由用于壓縮成形的金屬模具中取出所述預(yù)成型體直到即將在所述容器制造單元中將所述預(yù)成型體成形為容器的過程中，所述預(yù)成型體被保持在所述預(yù)成型體的整個(gè)表面的最低溫度為60°C以上的高溫狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，用于成形的所述金屬模具的陰模和陽模形成用于壓縮成形所述預(yù)成型體的口部、主體部和底部的空間，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(^)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度的空間寬度(tl)的1.18 2. 11倍的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，用于成形的所述金屬模具的陰模和陽模形成用于壓縮成形所述預(yù)成型體的口部、主體部和底部的空間，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(^)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的部分的厚度的空間寬度(t3)的1. 18 2. 11倍的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，通過調(diào)節(jié)“從用于成形的所述金屬模具被閉合直到被打開的預(yù)成型體成形時(shí)間”、“將所述合成樹脂投入到用于成形的所述金屬模具時(shí)的溫度”和“用于成形的所述金屬模具的冷卻溫度”中的至少一個(gè)，使取出時(shí)所述預(yù)成型體的表面溫度被控制成處于所述高溫狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)成型體供給單元中的用于壓縮成形所述預(yù)成型體的壓縮成形機(jī)、所述容器制造單元、所述填充/密封單元和所述密封構(gòu)件滅菌單元被安裝在潔凈箱中，連接上述各單元的輸送路徑也被安裝在所述潔凈箱中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，所述容器制造單元和所述填充/密封單元直接聯(lián)接在一起并且被安裝在同一潔凈箱中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，所述容器制造單元和所述填充/密封單元之間通過滅菌過的分隔區(qū)分隔，防止飲料或食品侵入所述容器制造單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，所述潔凈箱的內(nèi)部被控制成保持級(jí)別10，000以上的潔凈度水平。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，所述潔凈箱的內(nèi)表面和安裝在所述潔凈箱中的各單元的外表面被滅菌。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，利用過濾后的潔凈空氣使所述潔凈箱的內(nèi)部保持正壓環(huán)境。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用飲料或食品無菌填充容器的系統(tǒng)，其特征在于，所述合成樹脂是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，所述容器是通過對(duì)壓縮成形后的預(yù)成型體進(jìn)行吹塑成形而成形的瓶，所述密封構(gòu)件是螺紋式蓋，通過旋擰所述螺紋式蓋來密封填充有加熱滅菌飲料的所述瓶。
12.一種用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具，其包括陰模和陽模，所述陰模和陽模用于形成壓縮成形所述預(yù)成型體的空間，所述預(yù)成型體用于形成吹塑成形的合成樹脂制容器并且具有口部、主體部和底部，其中，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(t2)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度的空間寬度(tl)的1. 18 2. 11倍的范圍內(nèi)。
13.一種用于壓縮成形預(yù)成型體的金屬模具，其包括陰模和陽模，所述陰模和陽模用于形成壓縮成形所述預(yù)成型體的空間，所述預(yù)成型體用于形成吹塑成形的合成樹脂制容器并且具有口部、主體部和底部，其中，用于形成所述預(yù)成型體的從所述主體部到所述底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成所述主體部的空間寬度(t2)被設(shè)定成在用于形成所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的部分的厚度的空間寬度(t3)的 1. 18 2. 11倍的范圍內(nèi)。
14.一種制造吹塑成形的合成樹脂制容器的制造方法，其包括壓縮成形步驟，通過使用權(quán)利要求12的用于壓縮成形的所述金屬模具而將加熱到高于熔融溫度的溫度且熔融的合成樹脂壓縮成形為吹塑成形容器的預(yù)成型體；從金屬模具中取出的步驟，用于在已經(jīng)完成所述壓縮成形之后并且所述金屬模具已經(jīng)冷卻所述預(yù)成型體之后，從用于壓縮成形的所述金屬模具中取出所述預(yù)成型體；以及吹塑成形步驟，用于在所述從金屬模具中取出的步驟之后，通過吹塑成形所述預(yù)成型體而成形容器。
15.一種用于成形吹塑成形的合成樹脂制容器的預(yù)成型體，所述預(yù)成型體是通過權(quán)利要求12的用于壓縮成形的所述金屬模具壓縮成形的，并且所述預(yù)成型體被從冷卻的所述金屬模具中取出，其中，所述預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度中的至少所述主體部的厚度(t2’ )被設(shè)定成在所述預(yù)成型體的口部的上端部的厚度(tl’ )的1. 18 2. 11倍的范圍內(nèi)。
16.一種用于成形吹塑成形的合成樹脂制容器的預(yù)成型體，所述預(yù)成型體是通過權(quán)利要求13的用于壓縮成形的所述金屬模具壓縮成形的，并且所述預(yù)成型體被從冷卻的所述金屬模具中取出，其中，所述預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度中的至少所述主體部的厚度(t2’ )被設(shè)定成在所述預(yù)成型體的口部的從蕪菁狀部的下側(cè)到頸圈部的上側(cè)的部分的厚度(t3’)的1.18 2. 11倍的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定的“容器無菌水平”而不引入“容器滅菌機(jī)”，并且減小調(diào)節(jié)預(yù)成型體的溫度的負(fù)擔(dān)。一種用于成形的金屬模具，其中，用于形成預(yù)成型體的從主體部到底部的厚度的空間寬度中的至少用于形成主體部的空間寬度(t2)與用于形成預(yù)成型體的口部的上端部的厚度的空間寬度(t1)的比被設(shè)定成在1.18～2.11的范圍內(nèi)。在壓縮成形時(shí)，從壓縮成形機(jī)(31)取出高溫狀態(tài)的預(yù)成型體，并且在保持高溫的狀態(tài)下將預(yù)成型體供給到瓶制造單元(C)。此外，放置所述單元的潔凈箱(I)的內(nèi)表面和各單元的外表面被滅菌，潔凈箱(I)的內(nèi)部利用過濾后的潔凈空氣保持正壓狀態(tài)。瓶制造單元(C)和填充/密封單元(D)在同一潔凈箱內(nèi)相鄰并且直接連接，并且被WBZ(54)分隔。
文檔編號(hào)B29C49/02GK102196889SQ200980142668
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者今谷恒夫, 巖下健, 橋本弘之, 深堀穗高, 近藤裕幸, 門前秀人 申請(qǐng)人:東洋制罐株式會(huì)社