[发明专利]用于吹制具有加强底部的容器的模具

说明书

技术领域

本发明涉及容器例如瓶或罐的制造，其从热塑性材料坯件吹制或吹拉而成。

背景技术

用吹塑技术制造容器，首先要以高于坯件构成材料的玻璃化转变温度的温度加热坯件(坯件涉及预型件或从预型件经受首次吹塑操作的中间容器)。接着，将坯件插入到模具中，然后，喷射高压气体(例如空气)(一般大于30巴)，进行坯件吹制。

吹拉技术除吹制之外，还在于用一滑杆拉拔坯件，以使容器偏心率减至最小，且尽可能使材料分布均匀化。

模具具有一壁，其限定一空腔，用于使容器主体具有其形状。该空腔在下端部由一模具底部封闭，所述模具底部用于使容器底部具有其形状。

容器在吹塑过程中经受双重分子取向：一方面是轴向取向，其平行于模具的总轴线；另一方面是径向取向，其垂直于模具的轴线。这种双取向使容器具有一定的结构刚度。

现在，厂家的主要目的之一是减少材料用量，这表现为减轻容器重量。作为容器这种减轻重量的补偿，必须用或者与制造方法有关、或者与设计有关的人为方法增大刚度，与仅仅是双取向有关的结构刚度显得不够。甚至有时一些技术要求(尤其是应用热填料的技术要求)提倡同时减轻重量和增大刚度。

以前已提出多种解决方案来增大容器的结构刚度。

法国专利FR2595294(Sidel)及其等同的美国专利US4836971提出的第一种解决方案在于，分两道工序(且在两个不同的模具中)吹制容器：第一道工序是形成其容积大于要获得的容器的中间容器，然后，第二道工序是以其最终的尺寸模制容器。鉴于实施的技术难度和较长的循环时间(比普通方法长两三倍)，这个解决方案很少推广。

法国专利FR 2649035(Sidel)及其等同的美国专利US 5,145,632提出的第二种解决方案在于加热模具壁，这使容器在接触时保持由于提高结晶率(其称为热定形)而引起的辅助刚度。

该解决方案已经经受了考验。实际上，其在耐热应用方面广为推广，在耐热应用中，容器用于耐受热填料，即实际上耐受高于容器构成材料的玻璃化转变温度的温度(约为85℃至95℃)。

但是，该解决方案具有多种缺陷。

首先，因为在等同的生产能力下，在相对于总循环持续时间来说的较长的持续时间期间，必须使容器与模具壁保持接触，所以生产进度始终低于普通方法的生产进度。因此，热定形法没有普及，而一般仅限于耐热应用，其考虑到有关的制品(水果汁、茶)，在大范围的容器使用方面有很大的余地。

其次，使容器底部具有适宜的结构刚度存在难度，其不仅在静水压力的作用下，而且还在热填料时在热的作用下会引起变形。实际上，不管容器形状如何，差不多经常会发现，容器底部比主体具有更大的材料厚度。原因在于，底部的变形率(即最终表面和初始表面之间的比率)小于主体的变形率。同样，应注意到，在底部存在可称为非晶态的区域(结晶率约小于20％)，或准非晶态区域(结晶率约为20％至25％)，热定形法不能再吸收，除非采用工业上不能接受的周期时间。

已经提出一种技术解决方案，通过提高其变形率，增大底部的结构刚度。根据该解决方案——其可与热定形法结合或不与之结合，容器首先拉制超过其最终高度，再完全吹制到合适的高度。为此，模具底部相对于模具壁轴向活动地加以安装。首先，模具底部位于低位，容器由于拉拔而经受轴向变形，直至延伸棒达到模具底部。因此，模具底部上升至高位，而吹制继续进行，容器紧贴在模具底部上。这种称为“拳击推”(boxage)的技术可拉拔底部超过其正常位置，增大其变形率，从而增大其结晶度。此外，应当看到，底部厚度减小，这不仅可减少材料用量，而且还可实施较好的热定形法。

但是，尤其是欧洲专利EP 1069983提出的变位技术并非没有缺陷。主要难度是使模具底部的上升运动与容器的吹制同步。实际上，如果拉制时时刻刻都通过延伸棒的定位在控制下进行，那么，吹制由于坯件中产生气泡而具有不定性。更确切地说，如果有出现气泡的外观，那么，由于材料温度分布的不均匀，就可能存在具有影响这种外观的其它变化的容器。这样，过早升起模具底部，会导致底部拉制不足。相反，过晚升起，会引起材料在模具底部周边上溢出，以及如此产生的边条在模具底部升起时挤压在模具壁和模具底部之间。在其它情况下，容器不适合，必须淘汰。

下述目的激励发明人要提出弥补前述缺陷的解决方案：

提高容器的机械性能，尤其是在热填料的时候；

或者，最起码可提高至少等同的机械性能，减轻容器的重量。

发明内容