專利名稱：熱塑材料料坯或中間狀態(tài)容器的熱處理方法和設(shè)備的制作方法
熱處理方法和設(shè)備本發(fā)明涉及由熱塑材料制成的料坯物體或中間狀態(tài)容器瓶體的熱處理中所引入的改進(jìn)，此處理在容器，例如圓桶或瓶的制造工藝過程中進(jìn)行，尤其在吹塑或拉伸吹塑過程中進(jìn)行，在此過程中熱處理料坯，同時使其本身轉(zhuǎn)動，并傳送通過一加熱爐。
已有的制造方法包括單一的吹塑操作。由注射形成的料坯開始，這些方法包括加熱此料坯，然后將它模壓，還可能同時將它拉伸，以便生產(chǎn)出最終的容器。
還存在一些方法，它們需要幾個截然不同的吹塑和/或拉伸/吹塑操作。由注射的料坯開始，這些操作包括實現(xiàn)第一個吹塑操作形成一中間容器，依次再加熱和再吹塑一次形成最終的容器。此種方法以及它所包含的各個步驟已在本申請人所持有的專利EP—A-0442836和US—A5229042中敘述。為了在討論中引入某種準(zhǔn)確度，所附的

圖1用圖解說明在一個方法過程中所得到的概略形狀，該方法包括兩個連續(xù)的吹塑和/或拉伸吹塑操作，并在前述文件中所指出的條件下進(jìn)行即，初始料坯1(它是模制的或注射的)通過第一吹塑和/或拉伸吹塑操作變成縱向或橫向超尺寸的容器11，然后使其經(jīng)受熱處理，由于應(yīng)力的釋放，形成一中間的、收縮的容器12。加熱之后，后者再依次經(jīng)受第二次吹塑或拉伸吹塑操作，最后得到最終的容器13。
如附圖的圖1所示，就容器料坯1而論，不管是模制的或是注射的，都包括一個由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的基本上圓筒形的厚壁瓶體，以及在一端是一個半球形厚壁底3，在另一端是體現(xiàn)其最終形狀和尺寸的瓶頸4，上述初始的加熱操作包括僅把料坯的瓶體(不包括瓶頸)加熱至高于制作此料坯的熱塑材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的溫度。
實際上，進(jìn)行加熱時把料坯傳送到烘爐5中，它包括至少一個側(cè)面加熱墻(例如，插入連接在烘爐壁上的加熱管6)，與此同時，使料坯本身旋轉(zhuǎn)(箭頭7)，致使材料內(nèi)的溫度均勻。保護(hù)裝置，即以平行導(dǎo)軌形式的防護(hù)屏8確保對瓶頸4的熱保護(hù)。反射壁板9最好放置在管6的對面以便朝著料坯的瓶體2反射回穿過兩個連續(xù)瓶體之間的熱輻射部分。
當(dāng)所生產(chǎn)的容器具有大致圓筒形的瓶體并且是通過旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生時，后來發(fā)生的吹塑或拉伸吹塑工藝(在模具中對加熱的料坯或中間產(chǎn)品容器進(jìn)行)基本上可使被加熱的、軟化的塑性材料在所有的徑向方向(相對于料坯軸線確定的)均勻拉伸。在此情況下，生產(chǎn)出具有均勻一致結(jié)構(gòu)且側(cè)壁基本具有恒定厚度的容器瓶體。
然而，在試圖脫離此常規(guī)方法時就出現(xiàn)了問題。
首先，當(dāng)最終的容器不是大致圓筒形且不由旋轉(zhuǎn)而形成時就遇到了困難例如，在有多邊橫向部分的容器中，不管是三角形的、四邊形的、或尤其是五邊形的，其中每一大致的平面都從環(huán)繞角的圓筒表面向外延伸，或者是有扁平瓶體的容器(例如盛洗滌劑產(chǎn)品的瓶子)。在這種情況下，就圖2所示的容器來說(它的瓶體的有一大致為四方形的部分)，最終容器壁部分的材料，離初始料坯1的軸線A最遠(yuǎn)部分(即成角度的部分11)的材料比保持最接近所說軸線的瓶壁部分的材料(即瓶壁中心部分12)經(jīng)受更高程度的拉伸。因為均勻加熱賦予料坯瓶體無論任何部分都相同的拉伸特性，因此瓶壁部分11拉伸程度較大(該部分基本上離料坯1瓶體軸線A距離最遠(yuǎn))就伴隨著瓶壁此部分被增強(qiáng)變薄。因此，最終產(chǎn)品是一壁厚不均勻的容器，它在部分11較薄(厚度e)，這部分離初始料坯瓶體的軸線A距離最遠(yuǎn)(即，在棱形瓶體中的成角度區(qū)域和有蛋形或橢圓形部分的瓶體中稍微彎曲部分的區(qū)域)，而在部分12較厚(厚度E)，這部分離開始的料坯軸線A最近。
含有非均勻構(gòu)形的容器瓶體的機(jī)械強(qiáng)度是不令人滿意的。
此外，瓶壁的最薄部分必須擁有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，瓶壁這些部分的厚度必須保持大于預(yù)先確定的最小值。因此，在瓶壁的最厚部分中，壁厚過量，所存在的材料數(shù)量超過所希望的機(jī)械強(qiáng)度所需要的量，這就就使原材料被浪費。
此外，在扁平瓶體的容器中，在保持最接近料坯軸線的瓶壁部分出現(xiàn)形變，在工業(yè)上稱作“條狀癟陷”。此形變起因于這一事實，即瓶壁這部分的厚度過高并由非均勻的拉伸造成材料呈現(xiàn)“記憶”現(xiàn)象。過厚是由這一事實造成的，即在吹塑操作過程中，料坯首先與最接近料坯軸線的模具壁接觸。
在有復(fù)雜形狀(例如，明顯的橢圓形)的容器底部也出現(xiàn)相同的問題。在此底部，容器與一平面接觸的區(qū)域(離中心的距離最遠(yuǎn))，該區(qū)域的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于最接近中心的那些區(qū)域的厚度。
最后，當(dāng)最終的容器是呈現(xiàn)完全徑向?qū)ΨQ的料坯來生產(chǎn)，而該容器是擬不對稱時(例如，瓶頸明顯偏離與棱形或扁平瓶體有關(guān)的中心和例如可能裝有一個把手)就會使所有這些問題惡化。
此外，當(dāng)努力強(qiáng)化容器瓶體的剛度而在瓶體上加一或幾個環(huán)形增強(qiáng)區(qū)時，還會遇到其它困難，根據(jù)一個已知的為此目的而實行的解決方法，可將瓶體的一個或幾個環(huán)形區(qū)域結(jié)晶。盡管結(jié)晶材料事實上確實具有增強(qiáng)的韌性，然而在實踐中此解決方法不被認(rèn)為是有效的，因為由結(jié)晶材料呈現(xiàn)的著色，給予了該容器無吸引力的外觀。
上述問題的出現(xiàn)在包括一或幾個吹塑操作的工藝中具有相等頻率。
事實上，當(dāng)用包括幾個吹塑操作的工藝時，中間容器存在與初始料坯成比例關(guān)系，這類似于當(dāng)實現(xiàn)包括單一吹塑操作的工藝時，最終容器與所生產(chǎn)的初始料坯的比例關(guān)系。因此，在實現(xiàn)要求多個吹塑操作的工藝過程中所生產(chǎn)的中間容器事實上可與由非注射，但由初始注射料坯的模壓而得到的特殊料坯進(jìn)行對比。
因此在正文的剩余部分，術(shù)語“料坯”可以按兩種形式來表示(1)由注射得到的初始料坯并用在包括單一吹塑操作并直接提供最終容器的工藝或用在包括多個吹塑操作產(chǎn)生中間容器的工藝；(2)當(dāng)實現(xiàn)含有幾個吹塑操作的工藝時，中間容器本身。
上述問題至今已放慢了含有復(fù)雜形狀的容器生產(chǎn)的發(fā)展，該容器由吹塑或拉伸吹塑技術(shù)施于厚壁料坯，尤其是通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的帶有圓筒瓶體的料坯。
本發(fā)明確實想要解決以上所述的問題，并提出措施(方法和設(shè)備)，在這樣的條件下允許進(jìn)行料坯(或中間容器)的熱處理，在此條件下，最終容器具有所希望的特性，尤其是大致均勻的壁厚，而不管其形狀如何以及不管其是瓶體哪一部分，和/或圓周機(jī)械增強(qiáng)區(qū)域，所說的措施因此而可能在每個容器的制造中節(jié)省材料，與此同時不減小機(jī)械性能或不增加費用以及為此目的而使用的裝置的復(fù)雜性。
為此，按照第一特性，本發(fā)明提出一種熱處理瓶體的方法，該瓶體(包括瓶底)是由熱塑性材料制成的料坯(或中間容器)，此方法在生產(chǎn)例如圓桶或瓶子這樣的容器，尤其是通過吹塑或拉伸吹塑的過程中進(jìn)行。在此過程中熱處理料坯，同時使料坯本身旋轉(zhuǎn)，將其傳送穿過加熱爐，所說方法的基本特征在于這一事實，由于整個料坯瓶體都被加熱至高于熱塑性材料軟化溫度的溫度，因此以料坯瓶體本身旋轉(zhuǎn)的至少一部分長度按交替方式傳送至加熱區(qū)和非加熱區(qū)或減輕加熱區(qū)的前面，這些區(qū)域至少位于爐中料坯所沿通道的一側(cè)，致使料坯瓶體的至少一個縱向部分或幾個沿圓周方向分隔開的縱向遍布至少所說瓶體的長度部分，該部分被加熱至高于瓶體其余部分溫度的溫度，隔開加熱區(qū)的間隔被確定為優(yōu)先被加熱的料坯縱向部分?jǐn)?shù)目和料坯瓶體周長的函數(shù)，在這種方式中，優(yōu)先被加熱的料坯瓶體縱向部分在料坯線性傳送和旋轉(zhuǎn)運動相結(jié)合的過程中于逐次加熱區(qū)前面通過，與此同時需要較少加熱的被置于之間的縱向部分在逐次非加熱或減輕加熱區(qū)前面通過。
由于此選擇性的加熱，料坯瓶體(或中間容器的瓶體)要結(jié)合一或幾個相當(dāng)熱的縱向部分，它們與較涼的被置于之間的縱向交錯，在接著發(fā)生的料坯瓶體變形工藝(使用例如吹塑或拉伸吹塑)過程中前者比后者更易于受到變形。因此較熱部分比較涼部分被拉伸得更多。如果相對于料坯軸線，它們經(jīng)向位移的距離小于較涼部分位移的距離，則它們所增加的變形能力就可能在圓周方向更大程度地拉伸它們。這樣就能向較涼部分提供材料，這就要經(jīng)歷更顯著得多的徑向移動。
由于可選擇不同的材料分布或料坯瓶體的不同加熱，最終產(chǎn)品是一容器瓶體，它具有復(fù)雜的形狀和壁厚，此壁厚無論在任何點都是大體均勻的，此瓶體包括離初始料坯軸線最遠(yuǎn)的部分，如果最終產(chǎn)品是完全非對稱的(瓶頸在側(cè)面相對于瓶體偏移并存在一夾緊把手)，實際也會有相同的局面。在瓶體底部還會再產(chǎn)生這些相同的狀況。它在兩處都有近乎均勻的壁厚，一處離初始料坯的軸線距離最遠(yuǎn)，一處離此軸線最鄰近。
瓶壁的厚度今后可根據(jù)所希望的強(qiáng)度而精確地確定，而消除至今生產(chǎn)的容器中的局部過厚可產(chǎn)生顯著的對每個容器所要求的材料數(shù)量的節(jié)約。
所探求的選擇加熱方法可以以不同的方式來進(jìn)行，即或以料坯本身或以加熱裝置來進(jìn)行。
關(guān)于在料坯本身區(qū)域使用適宜的手段所進(jìn)行的料坯瓶體的選擇加熱，以及從最廣泛使用的熱處理裝置(在該裝置中目的物穿過烘爐)的結(jié)構(gòu)來看，可以考慮以下的解決辦法之一種—使料坯穿過烘爐同時使料坯本身非勻速旋轉(zhuǎn)，致使某些縱向部分比其它部分暴露于熱輻射時間更長些。然而，實際實現(xiàn)似乎又是既復(fù)雜又費錢；—安裝在基座上本身連續(xù)轉(zhuǎn)動的每個料坯都被裝配上一適宜的護(hù)罩來保護(hù)縱向部分使其保持在較低溫度。然而，這種解決辦法看來既費錢(在整條傳輸線上為每個料坯座都要配備一護(hù)罩)又不實用(把料坯放到基座上受到護(hù)罩的妨礙，并且為了生產(chǎn)不同形狀和/或尺寸的容器就需要更換護(hù)罩)。
盡管使用適當(dāng)?shù)难b置在料坯本身的區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)選擇加熱在某種特殊情況下，尤其是應(yīng)用上述解決方法之一是肯定能預(yù)料得到的，然而，此方法的問題及費用使之優(yōu)選考慮將瓶體的選擇性加熱引入加熱裝置本身內(nèi)進(jìn)行，以便留住常規(guī)的料坯傳送系統(tǒng)為料坯提供其本身的定時旋轉(zhuǎn)，因為按照目前的設(shè)計，這些系統(tǒng)是可靠的和令人滿意的。此外，連續(xù)旋轉(zhuǎn)料坯本身的作法看來需要達(dá)到均勻加熱料坯瓶體至少高于該熱塑材料軟化溫度的值。此均勻加熱對于允許接著進(jìn)行吹塑或拉伸吹塑容器瓶體的成型工藝是最重要的要素。
作為簡單的解釋，實現(xiàn)該方法是有利的，結(jié)果料坯移動速度和料坯旋轉(zhuǎn)速度實際上是恒定的，加熱區(qū)域以基本均勻的距離彼此間隔設(shè)置。
實際上要使裝置能保證，至少從烘爐的一側(cè)開始，料坯瓶體被逐次加熱區(qū)域不連續(xù)地加熱，這些加熱區(qū)域沿著料坯的移動路線間隔設(shè)置，并形成前述的加熱區(qū)。尤其是，沿著料坯的移動路線至少在烘爐的一側(cè)設(shè)置幾個加熱裝置。
然而，加熱裝置實際上是由市場上以標(biāo)準(zhǔn)長度出售的輻射管組成的，這些管不可能恰好與實現(xiàn)該工藝所希望的加熱長度一樣。面臨此困難，甚至不可能實現(xiàn)所需長度的管，應(yīng)用不同的實施例被證明是有利的，其中加熱裝置被安置在烘爐的至少一側(cè)，將沿著料坯的移動路線彼此間隔設(shè)置的隔板逐次安置在這些加熱裝置之前。
然而，不管執(zhí)行什么變體，上述加熱裝置的排列都可能降低料坯瓶體總的加熱強(qiáng)度，和/或引起總的加熱不均勻，因此使之很難維持一均勻的料坯溫度至少等于該熱塑材料的軟化溫度。
因此最好是通過裝備加熱裝置的另一部分來實現(xiàn)瓶體的所希望的選擇性加熱，即在料坯移動路線的另一側(cè)，加熱裝置的對面放置反射板。如上面所強(qiáng)調(diào)的，按常規(guī)在烘爐中使用這些反射板將加熱裝置發(fā)出的，在循序漸進(jìn)的瓶體之間穿過的那部分輻射反射到料坯瓶體上，致使改進(jìn)了烘爐的生產(chǎn)率。
因此，根據(jù)本發(fā)明，料坯瓶體由烘爐的一側(cè)被加熱，而由烘爐的另一側(cè)，熱輻射被沿著料坯移動路線逐次每隔一定間距配置的反射區(qū)域反射回來，這就形成了上述的加熱區(qū)。于是可以在烘爐任一側(cè)所說對面沿著料坯的移動路線提供幾個逐次放置的反射板，或者，作為一個變型，提供一基本連續(xù)的反射板并在此反射板前面，沿著料坯的移動路線逐次配置相互隔開的非反射屏，或者，在又一變型中，提供一基本連續(xù)的非反射墻，在此墻前面沿著料坯的移動路線間隔放置逐次反射板。
盡管需要配置反射板的解決方法可能要與包括裝配加熱裝置的解決方法相結(jié)合，但是看來僅僅使用反射板能產(chǎn)生最佳的操作靈活性。實際上，當(dāng)保持在常規(guī)方位的加熱裝置為加熱瓶體總體提供入射能量時，只要過分加熱瓶體所需縱向部分至加熱裝置大體產(chǎn)生的溫度以上的值，僅僅適當(dāng)設(shè)置的反射板就可供給所尋求的加熱選擇性。然而，實踐證明使用在連續(xù)的非反射墻前面放置不連續(xù)的反射板特別有利，因為一些或所有的反射板都可簡單地制成適于插入逐次缺口形狀的板，而且尤其是，它易于拆卸和更換，從而簡化了為生產(chǎn)不同類型容器而對設(shè)備的調(diào)整。
在根據(jù)本發(fā)明方法的另一應(yīng)用領(lǐng)域，在縱向相互隔開的至少一或幾個料坯瓶體的環(huán)形部分被加熱至比料坯其余部分溫度更低的溫度。
根據(jù)此方法，料坯瓶體插入一或多個較冷的環(huán)形部分，它們與較熱的環(huán)形部分交錯，在接著進(jìn)行的料坯瓶體變形過程中，它們比后者較少變形。存在至少一個較冷、較少變形的環(huán)形部分在完成的容器瓶體上就產(chǎn)生一個其壁厚超過瓶體其余的環(huán)形部分，它起到一個圓周加強(qiáng)區(qū)域的作用，或叫加強(qiáng)箍。
有利的是，在執(zhí)行該方法時要使料坯在穿過加熱爐時本身也同時旋轉(zhuǎn)，料坯瓶體被烘爐的一側(cè)加熱，而加熱爐相對一側(cè)的至少一個非反射的帶形區(qū)域并不將熱輻射反射回來，該區(qū)域基本上平行料坯的移動方向延伸并被設(shè)置在料坯瓶體至少一個環(huán)形部分的對面，該部分的料坯較涼，與此同時，熱輻射在至少一個帶形反射區(qū)域被反射，該區(qū)域平行于料坯的移動方向延伸并被設(shè)置在要被加熱至較熱的料坯瓶體其余部分的對面。
為了避免不希望的副效果，非反射區(qū)應(yīng)當(dāng)吸收入射的熱輻射。
根據(jù)第二特點，本發(fā)明進(jìn)一步提出在制造如圓桶或瓶子這樣的容器的工藝過程中(尤其是通過吹塑或拉伸吹塑工藝)，用于熱處理由熱塑材料制備的料坯瓶體(或中間容器瓶體)的烘爐。所說的烘爐根據(jù)本發(fā)明配置，其主要特征在于這樣的事實即，為準(zhǔn)備加熱料坯瓶體的整體至高于該材料軟化溫度的溫度，在料坯本身旋轉(zhuǎn)同時還移動的路線的至少一側(cè)，該烘爐包括設(shè)置在為進(jìn)行加熱的料坯瓶體長度的至少一部分對面放置的，交錯排列的加熱區(qū)和非加熱區(qū)或減小加熱區(qū)，加熱區(qū)把它所對著的料坯加熱至高于料坯其余部分溫度的溫度，料坯瓶體的至少一個縱向部分或在圓周方向相互隔開的幾個縱向部分遍布所說瓶體的至少所說部分的長度，加熱區(qū)的間距要依據(jù)被優(yōu)先加熱的料坯瓶體縱向部分的數(shù)量以及料坯瓶體的周長來確定，通過下述方式，在料坯的行進(jìn)和旋轉(zhuǎn)運動過程中，料坯瓶體要被優(yōu)先加熱的縱向部分逐漸被定位到逐次加熱區(qū)的前面，與此同時，要被加熱至較小程度的插入的縱向部分逐漸被定位到逐次非加熱區(qū)或減小加熱區(qū)的前面。
由于料坯的行進(jìn)速率以及料坯本身的旋轉(zhuǎn)速度是大致恒定的，因此加熱區(qū)被有利地以大致均勻的距離相隔設(shè)置。
根據(jù)第一種可能的總體結(jié)構(gòu)，該烘爐包括設(shè)置在烘爐至少一側(cè)的不連續(xù)加熱裝置，這就沿著料坯的移動路線劃分出所說的逐次、間隔的加熱區(qū)。在這種情況下，不連續(xù)加熱裝置可以包括沿著料坯的行進(jìn)路線而設(shè)置的幾個逐次、間隔的加熱元件；要不就，在一變型中，不連續(xù)加熱裝置可以包括一連續(xù)的加熱元件和逐次的隔屏，這些隔屏排列在所說元件的前面并且沿著料坯的行進(jìn)路線彼此間隔設(shè)置。
根據(jù)另一種可能的總體結(jié)構(gòu)，它在實踐中是優(yōu)選的，在烘爐的一側(cè)包括至少一個加熱元件，在它的對面，有用于反射入射的的熱輻射的裝置，這些裝置沿著料坯的行進(jìn)路線隔開設(shè)置以便形成逐次反射區(qū)，這樣就構(gòu)成了上述的加熱區(qū)。在這種情況下，所說的反射裝置可以在對邊，沿著料坯的行進(jìn)路線插入幾個間隔設(shè)置的逐次反射板；要不然，在一變型中，在一基本連續(xù)的反射板前，沿著料坯的行進(jìn)路線間隔設(shè)置逐位非反射屏；或者，再一次，在一優(yōu)選的實施例中，在一基本連續(xù)的不反射墻前，沿著料坯的行進(jìn)踐線間隔設(shè)置逐位反射板。
在后一種情況下，至少幾個反射板被匯集在一定形板上致使插入逐位的缺口，它們可移動地附著在所說的非反射墻前面。在這種情況下，隨著所要生產(chǎn)的不同類型的容器的變化得到一簡單的易于調(diào)整的結(jié)構(gòu)。
實際上，當(dāng)非反射墻也吸收入射的熱輻射的波長時，非反射墻應(yīng)被冷卻以避免過熱。
在一提供操作靈活性的實施例中，按標(biāo)準(zhǔn)型式設(shè)計制造的非反射墻是有利的，結(jié)果它可容易地適應(yīng)不同長度的料坯。因此該非反射墻由堆疊的檔板構(gòu)成，此檔板向內(nèi)的表面被涂黑且穿過此檔板有利地循環(huán)冷卻流體。
為了執(zhí)行上述根據(jù)本發(fā)明第二種應(yīng)用場合的方法，所制的設(shè)備，尤其要保證烘爐包括用于加熱的裝置，將料坯瓶體至少一個環(huán)形部分或沿縱向間隔設(shè)置的幾個環(huán)形部分，加熱至低于料坯其余部分溫度的溫度。
在一優(yōu)選的實施例中，烘爐在料坯本身旋轉(zhuǎn)同時還移動的通路的一側(cè)包括加熱裝置，在它的對面，烘爐包括至少一個不反射熱輻射的區(qū)，此帶形非反射區(qū)基本平行于料坯的移動方向延伸并被設(shè)置在料坯瓶體要被加熱至較冷的一個環(huán)行部分的對面，烘爐還包括至少一個反射熱輻射的區(qū)，此帶形反射區(qū)基本平行于料坯的移動方向延伸并被設(shè)置在要被加熱至較熱的料坯瓶體其余部分對面。
為了防止波長的轉(zhuǎn)換而伴隨的熱輻射的再放射(這可中斷烘爐的正常操作)，非反射區(qū)或墻最好使之吸收入射的熱輻射。
通過閱讀以下若干實施例的說明(它們尤其是被看作并完全被規(guī)定作為非限制性例子)可更好地理解本發(fā)明。在此說明中，引用了以下附圖，其中—圖1所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)兩個連續(xù)吹塑和/或拉伸吹塑步驟的方法所產(chǎn)生的形狀；—圖2A是用剖面方式表達(dá)的烘爐中由熱塑性材料制取的料坯瓶體在加熱時的一般原理；—圖2B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)熱處理料坯所生產(chǎn)的容器在橫剖面所顯露出的缺陷；—圖3A和3B分別是透視圖和橫剖面圖，用圖解說明了本發(fā)明方法的第一個應(yīng)用領(lǐng)域；—圖4是高度放大的橫向剖面圖，用圖解說明由圖3A和3B的料坯以及根據(jù)本發(fā)明熱處理生產(chǎn)的容器所得到的優(yōu)點；—圖5至9是高度放大的頂視圖，用圖解分別說明根據(jù)本發(fā)明的幾個可能的烘爐結(jié)構(gòu)，這就有可能獲得所希望的料坯瓶體的選擇性加熱；—圖10和11分別為本發(fā)明另一可能的烘爐的頂部投影和前視圖。
—圖12是一簡圖，用圖解說明本發(fā)明方法的另一應(yīng)用領(lǐng)域；和—圖13是一透視圖，用圖解說明圖12中的方法的一個優(yōu)選實施例。
以下結(jié)合附圖所提供的詳細(xì)說明，更特別涉及到料坯的處理，然而可以理解，所說的裝置正好可容易地應(yīng)用于中間容器，如前面所說明過的圖1中的中間容器I2。
為了克服常規(guī)實踐中因均勻加熱料坯瓶體而造成的困難，本發(fā)明提出的手段是，當(dāng)料坯1的整個瓶體2被加熱至高于該熱塑性材料軟化溫度以上的溫度時，要確保至少瓶體的一部分被加熱至超過瓶體其余部分的溫度(與此同時，當(dāng)然要保證不達(dá)到所說材料的結(jié)晶溫度)。
該方法包括加熱一個縱向部分13((圖3A和3B中所示的灰色陰影便于對該圖的理解)或由較涼部分沿圓周方向相互分隔開的幾個縱向至更高的溫度。每個較熱的縱向部分13都遍布瓶體2的至少一部分長度，并且有一環(huán)形尺寸與外圍尺寸以及從完成的容器瓶體相等部分軸線A的距離相適應(yīng)。當(dāng)然，較熱和較涼部分并非由一清楚切割的邊界分隔開，在這兩部分之間有一溫度過度，這種變化與軸線A和完成的容器瓶體最大距離部分之間逐漸增加的距離完全一致。
當(dāng)料坯接著被再成型以便生產(chǎn)容器瓶體時，例如在一合適的模具中通過吹塑或拉伸吹塑而再成型時，較熱的縱向部分13比較冷的縱向部分14更容易被再成型。
因此在這個再成型操作中，較熱部分13比較冷部分14具有增強(qiáng)的拉伸能力。如果它們從料坯的軸線部分A徑向移動的距離(圖4中箭頭15)小于該部分的對應(yīng)距離(箭頭16)，它們較大的成型能力就允許它們周邊拉伸至較高的程度。這樣，較熱部分13就可以提供材料(箭頭17)至較冷部分，這樣就進(jìn)行了較大的徑向移動。
這種材料的不均勻分布，(這可能是通過有區(qū)別地或有選擇地加熱料坯1的瓶體2基本上圓周排列的各個縱向部分而形成的)生產(chǎn)出完成的容器瓶體10，它含有復(fù)雜的形狀(例如圖3c所示的四角形，它圖解說明了在橫剖面中料坯瓶體和完成的容器瓶體)和在任何點都大體均勻的壁厚e，同時包括離初始料坯的軸線A最遠(yuǎn)距離的部分(引入瓶體中的角度)。
可以理解以同樣的方式對料坯瓶體進(jìn)行合適的熱處理就能生產(chǎn)完全不對稱的成品容器；例如瓶頸相對于瓶體和把手橫向偏移的容器。
當(dāng)然，這種熱塑性材料的差分再成型方法不只是留給瓶體的橫向壁，而且也可被實現(xiàn)于成型容器底部，由此消除了接著發(fā)生的變形的起因(差分收縮)，這種變形在傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的容器底部當(dāng)經(jīng)受熱或機(jī)械應(yīng)力時出現(xiàn)。
如此獲得的基本優(yōu)點就是可以生產(chǎn)瓶體(即，瓶肩、瓶底及它們之間的延伸部分)中任何點大體均勻厚度的容器。此厚度可以被最小限度地預(yù)先確定以便給與所希望的機(jī)械強(qiáng)度，按常規(guī)方法生產(chǎn)的容器中在某些位置多余超量的厚度就可被省去。使用本發(fā)明的方法使我們極高地節(jié)省原材料，并因此而節(jié)省制造大批容器產(chǎn)品的費用。
可以按許多方式來實現(xiàn)剛剛敘述的方法，該方法允許生產(chǎn)較熱縱向部分13的料坯瓶體，從開頭采用廣泛現(xiàn)行實踐的應(yīng)用于穿過烘爐的料坯的熱處理。在圖5和Ff中，圖解說明了可被考慮的基本技術(shù)解決方法，所示的只是為理解本發(fā)明所需的烘爐的基本構(gòu)件(例如加熱元件和，如果需要的，反射板)。
在圖5頂視圖所示的第一解決辦法包括使料坯在向前運動的同時本身以變化的速度而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)一或幾個預(yù)定的縱向部分13通過加熱元件6之前時，料坯緩慢轉(zhuǎn)動(如在料坯1左前方所示的小箭頭18)，致使這部分或這些部分13被過分加熱，當(dāng)一或幾個縱向部分14(不同于上述的部分13)通過加熱元件6之前時，料坯較快轉(zhuǎn)動(在料坯右前方所示大箭頭19)，致使這部分或這些部分14被加熱至較小程度。如果徑向相對的過熱部分13的數(shù)為偶數(shù)，則可在烘爐的相對面提供第二加熱元件6。
此解決方法的優(yōu)點是允許生產(chǎn)任意數(shù)目的過熱部分13，另一方面，它的缺點是需要使料坯以快速變化的速度旋轉(zhuǎn)，在技術(shù)上很難配置因此費用大，這又需要對現(xiàn)有裝置作不希望有的改進(jìn)。
代替先前基于控制料坯傳輸方式的解決方法是，在維持料坯的復(fù)合運動的同時，即沿軸線D傳輸并且本身也旋轉(zhuǎn)(圖6和ff中的箭頭20)，可以充分控制加熱裝置。
在圖6所示的解決方法中，加熱裝置是設(shè)置在烘爐單側(cè)面的加熱元件6，并且是間斷地平行于料坯傳輸方向D排列的，同時提供間隙21致使每個旋轉(zhuǎn)的料坯1將預(yù)先確定的縱向部分13暴露于逐位的加熱元件6而使預(yù)定的縱向部分14暴露于分離逐位加熱裝置6的間隙21。
此設(shè)備的正確操作需要加熱裝置的長度l，分離加熱元件的間隙的d值，以及料坯瓶體相，互匹配的周長。現(xiàn)在加熱裝置在理論上是由彼此平行設(shè)置的加熱管列組成(見圖1)。市場上廣泛可買到的加熱管是以限定的不同長度數(shù)字和不能證實適于所預(yù)期的解決方法的指數(shù)來銷售的。制造具有希望長度的特殊加熱管品種是一個太昂貴的方案。
圖7所示的解決方法避免了此問題。將常規(guī)排列的加熱裝置6一個接一個地連續(xù)排列，在加熱元件之前設(shè)置護(hù)罩22，這些護(hù)罩的長度為d(相當(dāng)于圖6中的距離d)并相隔距離l(相當(dāng)于圖6中加熱裝置的理論長度l)配置。
然而，此解決方法看來也很難實現(xiàn)。事實上，把護(hù)罩22(例如由金屬板制成)緊挨加熱元件6配置，這就產(chǎn)生了高熱能；它們因此而經(jīng)受變形，甚至由熱造成構(gòu)成它們的材料的劣化。因此，整個料坯瓶體1的加熱，必須被均勻加熱至高于熱塑性材料軟化溫度的溫度，而只能非均勻地進(jìn)行，所希望的料坯的均勻加熱也成為不確定的了。
在圖8至10所示的解決方法解決了這些問題。在這些解決方法中，加熱裝置不僅包括配置在烘爐一側(cè)的加熱元件6，還包括配置在烘爐對面的反射裝置(如圖1所示)，反射裝置能把相鄰料坯之間通過的熱輻射反射到烘爐的中心，烘爐的生產(chǎn)能力因此而被明顯提高。
因此，在圖8所示的全部解決方法中，熱輻射在所安排的區(qū)域23被斷續(xù)地反射回來，結(jié)果只是料坯瓶體1的縱向部分13被暴露于烘爐的這一面，而在烘爐的對面，所安排的加熱元件6連續(xù)提供為軟化制備整個瓶體的熱塑性材料所需要的均勻加熱。在一變型中這些區(qū)域23之后可以設(shè)置一非反射墻35以防止熱輻射超越這些區(qū)域23擴(kuò)散。
一個實施例要求把常常放在烘爐內(nèi)的連續(xù)反射器9(見圖1)之前的非反射保護(hù)屏24(例如，黑色的)連在一起，它們一個接一個地斷續(xù)設(shè)置，結(jié)果形成插入反射窗23(圖9)中的反射器9。
但是，非反射保護(hù)屏因吸收了全部或部分入射的熱輻射，而變熱，由于它們起黑體一樣的作用，因此可朝料坯重發(fā)改頻輻射，這可能中斷料坯瓶體的選擇加熱工藝。為了避免此問題，保護(hù)層24因此應(yīng)被冷卻。
在圖10和11中圖示的技術(shù)解決方法能解決由以上綜述的其它困難(包括圖9中所圖示的解決方法)而出現(xiàn)的問題。如圖10所示，所有的其它元件都是相同的，在烘爐相對加熱元件6的一側(cè)裝配有連續(xù)的，非反射表面25，該表面吸收入射的熱輻射(即黑表面)。在此表面上一個接一個地排列著反射板26，它們以這樣一種方式間隔開，以使所希望的料坯瓶體預(yù)定縱向部分13的選擇性過加熱能夠?qū)崿F(xiàn)。
實際上，如圖11中的透視圖所示，預(yù)制墻27通過疊加擋板28而形成，擋板28有一朝向烘爐中心的面29并且被涂黑(即，非反射的，吸收面)，整組的面29形成前述的表面25。擋板28安裝有縱向孔30，孔的末端接到冷卻流體(即，水)循環(huán)旁通導(dǎo)管31。
反射板26可以形成被切成凹口的完整單體金屬構(gòu)件32。在圖11中，入射的熱輻射由箭頭33示意，由板26反射回的熱輻射由斷箭頭34示意。
這種布置除了允許可靠操作設(shè)備這一事實以外還提供了使用的靈活性，通過改變檔板28的數(shù)量以及更換構(gòu)件32，就能快速調(diào)整并容易地適應(yīng)料坯尺寸的變化和每個料坯瓶體過熱縱向部分?jǐn)?shù)的變化。
配合上述的布置，并且可以確保料坯1的瓶體2的至少一個環(huán)形部分36，或沿縱向相互分隔的幾個環(huán)形部分，其溫度低于瓶體的其余部分的溫度，同時在這種情況下也維持溫度高于熱塑性材料的軟化溫度。如圖12所示，其中較冷環(huán)形部分36顯示為灰色陰影，外圍區(qū)域39的厚度明顯大于瓶體其余部分的壁厚，該區(qū)域在已完成的容器38瓶體37的相對應(yīng)位置形成，容器38是再成型(吹塑或拉伸吹塑)后得到的。
實際上，低于瓶體其余部分溫度的環(huán)形部分36不能只簡單地通過將排列在烘爐一側(cè)的加熱管合宜放置而形成，因為熱輻射不直接擴(kuò)散而且兩個鄰接管發(fā)射的輻射重疊。結(jié)果，為了達(dá)到所希望的目的，得到優(yōu)點，就要通過適當(dāng)配置面對移動著的料坯瓶體的反射區(qū)和非反射區(qū)從而實現(xiàn)對所生產(chǎn)的瓶體的加熱的變化。
為此，如圖13所示，在加熱裝置(圖13中未示)對面放置一壁板40(或連續(xù)的壁板或類似物體)。此壁板的面直接朝向烘爐內(nèi)側(cè)，把此面垂直接分成水平帶形的交替圖案，它們或是反射性的41，使面對的料坯瓶體2的區(qū)域相當(dāng)熱，或是非反射的42，使面對的料坯瓶體2的區(qū)域相當(dāng)涼。
非反射區(qū)最好吸收入射的熱輻射以便避免再放射。
料坯瓶體縱向部分和環(huán)形部分的聯(lián)合加熱可以允許制造特別復(fù)雜形狀(尤其是不對稱的)的產(chǎn)品，其形狀具有相當(dāng)均勻厚度的壁，只是有一或幾個較厚的外圍區(qū)域充分機(jī)械加強(qiáng)部分使該容器更容易被常握。
此外，可以理解，包括幾個連續(xù)吹塑和/或拉伸吹塑操作的工藝特別有助于為數(shù)眾多的應(yīng)用，這些應(yīng)用包括處理料坯和/或中間容器的縱向和/或環(huán)形部分。事實上，可以進(jìn)行縱向和環(huán)形部分的聯(lián)合加熱—僅對料坯加熱(如上所解釋的)，
—僅對中間容器加熱，—對料坯和中間容器加熱。
也可以只加熱料坯的縱向部分和只加熱中間容器的環(huán)形部分，或反之亦然。
類似地，如果不希望聯(lián)合熱處理，可以單獨地加熱料坯的縱向(或環(huán)形)部分或中間容器的縱向(或環(huán)形)部分；或者另一方面可以加熱料坯的縱向(或環(huán)形)，然后在中間容器的那些相同部分再加熱一次。
因此根據(jù)本發(fā)明的方法適于實現(xiàn)非常高度的靈活性。
由以上的討論顯然本發(fā)明決不受限于這些實施例以及尤其是所設(shè)想的應(yīng)用，相反的，包括它們的所有變形。
權(quán)利要求
1.在制造如圓桶或瓶子這樣的容器的過程中，尤其是通過吹塑或拉伸吹塑成型過程中，熱處理由熱塑性制成的料坯瓶體或中間容器瓶體的方法，，在熱處理料坯過程中，在使料坯本身旋轉(zhuǎn)的同時，使其穿過烘爐，在烘爐內(nèi)，料坯瓶體整體被加熱至高于該材料軟化溫度的溫度，使至少一部分本身旋轉(zhuǎn)的料坯長度以交替形式通過加熱區(qū)和非加熱區(qū)或減少加熱區(qū)，這些區(qū)設(shè)置在烘爐中料坯遵循的通路的至少一側(cè)，結(jié)果料坯瓶體的至少一個縱向部分，或圓周上相互分隔開的幾個縱向部分(至少遍布料坯的所說長度部分)被加熱至高于料坯其余部分溫度的溫度，加熱區(qū)的間隔根據(jù)料坯瓶體要被優(yōu)先加熱的縱向部分的數(shù)以及料坯瓶體的周長而加以確定，結(jié)果在料坯的傳送和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動過程中，料坯瓶體要被優(yōu)先加熱的縱向部分逐漸被配置到逐次加熱區(qū)之前，與此同時要被加熱至較小程度的插入的縱向部分逐漸被配置到逐次非加熱區(qū)或減少加熱區(qū)之前，借助于這種配置在料坯瓶體中或中間容器瓶體中就形成一個或幾個相當(dāng)熱的縱向部分，這些部分與插入的相當(dāng)冷的縱向部分交錯并且在接著發(fā)生的料坯瓶體再成型過程中比所說的較冷縱向部分能夠被更容易地再成型，由此可以制造具有復(fù)雜形狀(非圓筒形并且不是由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的)瓶體的容器，且在所有的點該容器都有大致均勻的壁厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中料坯的傳送速率以及料坯本身的旋轉(zhuǎn)速度是大致恒定的，而加熱區(qū)按基本均勻的距離相隔設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中料坯瓶體從烘爐的至少一側(cè)被逐次加熱區(qū)斷續(xù)加熱，這些區(qū)沿著料坯的移動路線彼此相隔設(shè)置，形成所說的加熱區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中沿料坯的移動路線彼此間隔設(shè)置的幾個逐次加熱裝置被布置在烘爐的至少一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中在烘爐的至少一側(cè)布置連續(xù)加熱裝置，而在所說加熱裝置之前沿著料坯的移動路線彼此間隔設(shè)置逐次的保護(hù)屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項的方法，其中料坯瓶體在烘爐一側(cè)被加熱，而在相對的一側(cè)，熱輻射被反射到沿料坯移動路線彼此間隔設(shè)置的逐次反射區(qū)，形成所說的加熱區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所說烘爐的所說對面沿著料坯的移動路線間隔設(shè)置幾個逐次反射板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所說烘爐的所說對面設(shè)置基本連續(xù)的反射板，而在所說反射板前面沿著移動路線間隔設(shè)置逐次的，非反射屏。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所說烘爐的所說對面設(shè)置基本連續(xù)的非反射墻，在所說墻之前沿著移動路線間隔設(shè)置逐次的反射板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中料坯瓶體或中間容器的至少一個環(huán)形部分或沿縱向間隔設(shè)置的幾個環(huán)形部分被加熱至低于瓶體其余部分溫度的溫度，由此在料坯瓶體中或中間容器中形成一個或幾個相對較涼的環(huán)形部分，它們與相對較熱的環(huán)形部分交錯，在緊接著的料坯瓶體再成型過程中，它們比后者更難于再成型。因此可以制造具有這樣瓶體的容器，此瓶體包括有增厚的外緣增強(qiáng)區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中料坯在本身被旋轉(zhuǎn)的同時，穿過烘爐，料坯瓶體在烘爐的一側(cè)被加熱，在烘爐的相對的一側(cè)，熱輻輻在至少一個非反射的帶形區(qū)域不被反射回來，該區(qū)域基本平行于料坯的方向延伸并設(shè)置在要被加熱至較小程度的料坯瓶體的至少一個環(huán)形部分對面，與此同時在至少一個反射帶形區(qū)域熱輻射被反射回去，該區(qū)基本平行于料坯移動方向延伸并設(shè)置在料坯其余部分的對面，這可使料坯被加熱至相當(dāng)高的程度。
12.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9和11任一項的方法，其中，此外，非反射區(qū)吸收入射的熱輻射。
13.由熱塑性材料制成的料坯或中間容器制造容器，例如圓桶或瓶子的方法，其中所說的方法包括至少一個涉及熱處理根據(jù)權(quán)利要求1至12的料坯瓶體和/或中間容器的操作。
14.在制造如圓桶或瓶子這樣的容器的方法中，尤其是通過吹塑或拉伸吹塑的工藝，用于熱處理由熱塑性材料制成的料坯瓶體或中間容器瓶體的烘爐，其中所說的烘爐被配置來加熱料坯瓶體整體至高于材料軟化溫度的溫度，料坯本身旋轉(zhuǎn)的同時，在其傳送路線的至少一例，交替插入布置加熱區(qū)和非加熱區(qū)或減小加熱區(qū)，這些區(qū)被設(shè)置在料坯瓶體的至少一部分長度的對面，以便加熱至高于料坯瓶體其余部分溫度的溫度，料坯瓶體的至少一個縱向部分或在圓周上彼此分隔開的幾個縱向部分至少遍布所說料坯的所說長度部分，加熱區(qū)的間隔要根據(jù)被優(yōu)先加熱的料坯瓶體縱向部分?jǐn)?shù)以及料坯瓶體的周長通過下述方式來確定，要優(yōu)選被加熱的料坯瓶體縱向部分在料坯的傳輸和旋轉(zhuǎn)運動過程中逐漸被定位于逐次加熱區(qū)之前，與此同時，要被加熱至較小程度的插入縱向部分逐漸被定位于逐次非加熱或減小加熱區(qū)之前。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的烘爐，其中料坯的傳送速率以及料坯本身的旋轉(zhuǎn)速度是大致恒定的，加熱區(qū)按基本均勻的距離相隔設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的烘爐，其中所說烘爐包括在其至少一例設(shè)置的不連續(xù)加熱裝置，從而沿著料坯的移動路線確定相隔設(shè)置的所說逐次加熱區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的烘爐，其中所說的不連續(xù)加熱裝置包括沿著料坯的移動路線間隔設(shè)置的幾個逐次加熱裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的烘爐，其中所說的不連續(xù)加熱裝置包括連續(xù)加熱元件和放置在所說元件之前并沿著料坯的移動路線彼此間隔設(shè)置的逐次保護(hù)屏。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18任一項的烘爐，其中所說的烘爐在其一側(cè)安裝至少一臺加熱裝置，在其對面，安裝著用于反射入射的熱輻射的裝置，所設(shè)置的裝置為的是沿著料坯的移動路線形成間隔設(shè)置的逐次反射區(qū)域，這樣就形成了所說的加熱區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的烘爐，其中所說的反射裝置包括，在對面，沿著料坯的移動路線間隔設(shè)置幾個逐次反射板。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的烘爐，其中所說的反射裝置包括，在所說對面，基本連續(xù)的反射板和排列在所說反射板之前的，沿著料坯移動路線間隔設(shè)置的逐次非反射屏。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的烘爐，其中所說的反射裝置包括，在所說對面，基本連續(xù)的非反射墻、和設(shè)置在所說墻之前的，沿著料坯的移動路線間隔設(shè)置的逐次反射板。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的烘爐，其中在至少一塊引入逐次缺口的板上匯集至少幾個反射板，它們在所說非反射墻之前可移動地相連。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的烘爐，其中所說的非反射墻被冷卻。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24任一項的烘爐，其中所說的非反射墻是由檔板疊加而制成的，直接朝向烘爐內(nèi)側(cè)的檔板被涂黑，冷卻流體穿過此檔板循環(huán)。
26.根據(jù)權(quán)利要求14的烘爐，其中所說的烘爐包括將料坯加熱至低于它的其余部分溫度的溫度的裝置，至少一個料坯瓶體的環(huán)形部分或被縱向彼此分隔的幾個環(huán)形部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的烘爐，其中在料坯本身旋轉(zhuǎn)同時所沿著的通道一例，所說的烘爐安裝有加熱裝置，而且在其對面包括至少一個對熱輻射的非反射區(qū)和至少一個對熱輻射的反射區(qū)，所說的非反射區(qū)是條紋形的并基本平行于料坯的移動方向延伸，該非反射區(qū)固定在要加熱至相對較小程度的至少一個料坯瓶體環(huán)形部分的對面，所說的反射區(qū)是條紋形的并基本平行于料坯的移動方向延伸，該反射區(qū)固定在要加熱至相對較高程度的料坯瓶體的其余部分的對面。
28.根據(jù)權(quán)利要求19至25和27中任一項的烘爐，其中所說的非反射區(qū)或墻此外還吸收入射的熱輻射。
29.由熱塑材料制的料坯或中間容器生產(chǎn)例如圓桶或瓶子這樣的容器的設(shè)備，其中所說的設(shè)備包括至少一個用于熱處理根據(jù)權(quán)利要求14至28任一項的料坯瓶體或中間容器的烘爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及在生產(chǎn)例如圓桶或瓶子這樣的容器的方法過程中，尤其是通過吹塑或拉伸吹塑的生產(chǎn)方法中對由熱塑材料制成的料坯(1)的或中間容器的瓶體(2)熱處理，料坯的整個瓶體(2)被加熱至高于該材料軟化溫度的溫度，本身旋轉(zhuǎn)的料坯瓶體(2)的至少一個縱向部分(13)被加熱至高于料坯其余部分(14)溫度的溫度，由此使之可能生產(chǎn)有復(fù)雜形狀瓶體的制成容器。
文檔編號B29C49/06GK1120825SQ9419175
公開日1996年4月17日 申請日期1994年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月15日
發(fā)明者G·埃默, P·拉巴爾 申請人:西戴勒公司