[发明专利]用于制造和填充薄壁饮料容器的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造或填充薄壁的和/或在热作用下至少部分形状不稳定的饮料容器的方法以及设备。

背景技术

在无菌填充饮料时，公知饮料容器顶端空间内所包含的空气例如通过加入液态氮排出，正如EP 0481019B1所公开的那样。利用加入液态氮尽可能将容器内所含有的氧气排出，由此可以达到更好保存饮料的目的。

此外，在将饮料热填充到PET容器内时，对于材料的热稳定性和容器的真空稳定性来说是一种可通过不同措施消除的挑战。PET的热稳定性由于约75℃的低熔点，这对一般情况下在85℃到92℃的温度范围内填充的敏感制品的填充温度来说不够。因此该材料通常在拉伸吹塑机上加工时必须热结晶。这一点通过加工的预成型坯料的高温(所谓的预成型温度)和加热的吹塑模具(120℃至160℃)实现。但这样做导致明显更高的能耗，因为在这些方法中，容器在脱模之前需要借助压力气体进行附加冷却。另一个缺点是由于模具内必要的结晶时间而限制了排料效率。

例如由WO 2006/062829A2所公开的那样，补偿由于冷却造成的填充物的体积收缩可以通过相当复杂的瓶子结构实现。这种适用于可热填充的瓶子与冷填充容器的传统结构相比，制造时明显更加复杂并因此明显更加昂贵。但鉴于高的和将来进一步提高的原料价格越来越不经济，热填充的优点通过更高的瓶子重量而丧失。此外，具有真空补偿面的瓶子很难贴标签和与此同时部分明显降低了堆装能力。

出于这一原因，JP 06263190A公开了一种用于热填充薄壁容器的方法，其中容器稳定性在通过加入液态氮的冷却阶段后得到保证，因为其膨胀与通过容器内装物冷却的收缩过程相反作用。

发明内容

与此相比，本发明的优先目的在于，提供一种用于容器制造和填充的过程，该过程从预成型坯料出发通过吹塑变形成为饮料容器以及对容器热填充，可以保证得到改进、尽可能可靠和节能地提供填充的饮料容器。在此方面的主要注意力在于，通过容器的后续填充以及处于容器内的填充物的冷却，保证与吹塑模具的容器轮廓尽可能小的形状偏差。

该目的在一种具有独立的权利要求1特征的方法得以实现，即预成型坯料和由其成型的容器在吹塑成型期间充入基本上低于110℃的吹塑模具温度。特别有利是，吹塑模具温度基本上低于100℃。经过大量实验证明特别适用的吹塑模具的温度处于80至90℃的范围内。吹塑成型后冷却容器和特别是容器底部，然后将容器送去填充。容器大致冷却到常见的环境温度(约室温或以下)。为了使瓶子在热填充的液态填充物冷却后不会过强收缩，容器在填充后加氮。此外需要注意的是，吹塑模具温度调整到110℃以下、优选在60至95℃之间、特别优选在80至90℃之间。

根据本发明的方法的一种优选方案，吹塑模具通过通道系统由液态恒温介质通流，该恒温介质特别是基本上由水构成。为了这种恒温介质基本上可以使用水，只要吹塑模具温度不超过100℃。吹塑模具通常在吹塑机的中心通过软管与中央分配器连接。恒温介质流动的孔网穿过吹塑模具。(每个吹塑站的)每两个吹塑模具作为介质输送和返回的两个连接管。该介质根据本发明在低于110℃的温度范围内在这种大面积的孔迷宫中将热量传递到吹塑模具上。吹塑模具的底部正常情况下具有用于以其他温度进行第二循环的单独的连接管。底部温度优选为低于30℃，尽可能优选低于10℃。

根据本发明的方法的一种特别的优点在于，该方法可以在100℃以下的温度下利用作为吹塑模具恒温介质的水工作，而不是像所公开的现有技术中那样通常采用130至140℃的油工作。也就是说，该方法可以有利地利用水，而不是油作为恒温介质工作。

在一种传统的所谓Hotfill方法中，采用约130℃的吹塑模具温度和约90℃的填充物温度工作。在此方面，拉伸的PET在吹塑过程中被压向热模具壁，以便从材料中释放出应力，从而PET瓶在与热填充物进行接触时在靠后的时间点上不能再缩回到未拉伸的预制形状(预成型)。根据在这种情况下形成的材料结构也称为去应力的PET。

与现有技术所公开的这种方法相反，本发明仅允许最大110℃、优选约80至90℃(在填充物温度同样约90℃时)的吹塑模具温度，使拉伸的PET内仍保持固有应力，以便可以在后面利用氮加压时更好地压缩。

此外有利是，容器在无缓冲器或暂时储存器的中间连接下直接在吹塑过程后输送到填充过程。这一点首先用于为瓶子或容器尽可能产生相同的条件(吸潮、冷却)。也就是说，吹塑机与填充机之间不使用缓冲器，而是每个瓶子以相同的时间转移到填充机。瓶子在这种中间存放的运输系统中最好保持相同分配。吹塑机与填充机之间恒定的运输时间在使用缓冲器的情况下不能得到保证。