[发明专利]用坯段热成型的方法和系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及热成型系统，更具体地涉及用坯段热成型的设备、系统和方法。

背景技术

用于食品的容器通常通过传统热成型工艺来生产。这些工艺通常涉及将来自供给轴或者挤压机的连续可热成型聚合物板材供给经过热成型机，在该热成型机中，热成型容器形成到板材中，随后从板材切割出容器。在一些工艺中，在从板材切割容器之前，填充和密封容器。在其他工艺中，容器从板材切割，然后被输送到另一位置进行填充。

图1A表示一种传统的热成型工艺。在该示例性工艺中，聚合物板材1被供给通过热成型机2，在此处热成型容器3形成到板材1中。随后通过切割模4从板材1切割热成型容器3。然后，切割的容器6经输送机发送到封装站或者直接到填充站以便填充产品。然后收集和再处理得到的废板材5。

如图1B所示，传统的热成型工艺产生大量废品。废板材5通常包括大量来自板材1的剩余网状材料。通常，只能利用板材1的55％到60％。剩下的40％到45％被浪费和回收。板材的这种利用不足由于增加了回收和挤压需求而增加了产品成本。此外，挤出板材1时使用的回收材料量可能会受到限制，以控制形成的容器的外观和性能。

如上所述，在很多情况下，形成的容器被船运到不同的位置以进行填充。必须以保护船运过程中的容器的方式准备封装。而且，卡车和海运容器通常以容器的体积而不是重量为极限。因此，预成型容器的船运成本会由于低容器表观密度和高成本保护性封装材料而很高。

此外，通过传统热成型工艺生产的容器容易在不同容器之间具有相对高的尺寸变化。这是对通过传统热成型工艺生产的容器的尺寸一致性和整体质量产生不利影响的因素。首先，由于例如聚丙烯的一些聚合物的半晶体性质，用于聚合物板材1的加工窗口可能具有仅几度的公差。此外，例如聚丙烯的一些聚合物固有的低熔体强度会造成板材在达到成型温度时下垂。

热成型机的多巷道设计也会造成不同容器之间的尺寸变化。再参照图1A，板材1在机器方向(即图1A中从左到右)上运输。如图1B所示，板材具有两个边缘7、8。由于边缘效应，外侧的腔(即用来用边缘7、8近侧的材料形成容器的模具腔)容易比中心腔冷。类似地，二维工具阵列造成工具上的冷却不一致。而且，热成型工艺中的间歇性运动会造成在机器方向上形成在相同巷道中的容器之间具有额外的温度不一致。

因此，希望提供一种新的热成型工艺，其允许更加有效地利用聚合物板材。还希望提供一种新的热成型工艺，其降低与运输容器材料相关的成本。此外，希望提供一种新的热成型工艺，其生产腔-腔品质一致的容器。

发明内容

一方面，提供一种坯段热成型系统。该坯段热成型系统可包括具有一个或多个加热元件的加热设备和能够沿着坯段运输路径将多个坯段作为单巷道系列运输经过所述加热设备的输送机。坯段热成型系统还可包括能够将多个坯段中的每一个加载到输送机上的坯段加载机以及能够在多个坯段中的每一个通过加热设备加热后将多个坯段中的每一个成型为物品的坯段热成型机。

另一方面，坯段热成型系统包括能够接收来自输送机的可热成型坯段的供给并且在提供连续转动的同时将可热成型坯段中的每一个成型为物品的单巷道转动式热成型机。

另一方面，提供一种坯段热成型系统，其包括具有一个或多个辐射加热元件的单巷道加热设备、能够在连续转动的同时将多个坯段中的每个成型为物品的单巷道转动式坯段热成型机、能够将每个物品从坯段热成型机中排出的卸载系统、以及能够针对缺陷存在检查从坯段热成型机排出的每个物品的转动检查系统。一个或多个输送机可以被设置成沿着坯段运输路径将多个坯段作为单巷道系列运输经过加热设备并从加热设备运输到坯段热成型机，且坯段加载机可以被设置成将多个坯段中的每个加载到一个或多个输送机的至少一个上。

另一方面，提供一种由坯段生产热成型物品的方法。该方法可包括将多个坯段作为单个巷道中的一系列单个坯段加载在输送机上、将多个坯段在输送机上运输经过加热设备、以及在坯段于加热设备中加热后使多个坯段的每个在热成型机中热成型，以生产热成型物品。

又一方面，提供一种用于坯段热成型系统的坯段热成形设备。该坯段热成形设备可包括具有转动轴线的转动成型轮以及附接到转动成型轮的多个成型模具，使得多个成型模具围绕转动轴线成角度定位。多个成型模具的每个能够在围绕转动轴线转动的同时接合坯段载体，以利用坯段载体内的坯段形成热成型物品。