用于制造容器的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造容器的裝置，尤其是通過吹塑模制的方法制造容器的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于采用這種裝置來制造容器的方法。
【背景技術】
[0002]通過吹塑模制來制造容器是眾所周知的，其中，通常被稱為“預成型件”的、大體呈管狀的塑性型坯布置在模具的空腔中，且通過將加壓流體注射至所述預成型件中而使該塑性型坯膨脹成空腔的形狀。該方法非常適用于快速地制造統(tǒng)一具有高質量的容器。
[0003]該過程的常用變型是拉伸吹塑模制，其中，伸展桿插入預成型件內并抵靠預成型件的內表面推動，從而使預成型件沿其縱軸線變形。這樣的具體有益效果在于，使得操作人員能夠更大程度地對預成型件的縱向變形進行控制，從而使得能夠生產(chǎn)比僅通過簡單的膨脹更大的容器形狀范圍。
[0004]典型的吹塑模制裝置包括模具，在模具中設置有待制造容器形式的模腔。預成型件以大體呈管狀的形式提供，其總體類似于試管，且至少部分地布置在模具內，通常通過布置在模具上表面的孔中而插入模腔中。
[0005]在將預成型件插入模具之前，將預成型件從制造預成型件的溫度大體加熱至熱塑性樹脂的玻璃化轉變溫度之上。這會軟化預成型件，因而提高預成型件的變形傾向，從而促進預成型件形成容器。
[0006]優(yōu)選地，預成型件的一小部分從模具突出，從而允許將注射頭附接至與預成型件的內部空腔連通的預成型件的嘴部。預成型件的該嘴部通常設有螺紋、墊環(huán)或用于與諸如蓋的封閉設備相連接的其它此類器件，且在容器形成過程期間基本保持不變，而預成型件的其余部分則膨脹成容器。
[0007]為了完成預成型件的膨脹，將受壓流體注射至預成型件的空腔中，以使預成型件膨脹。雖然這種流體通常為諸如壓縮空氣的壓縮氣體，但眾所周知的是，可注射不可壓縮的注射液體來替代壓縮氣體。這提供了對模制過程的更大程度的控制，且在注射液體是將被包裝至該容器內的情況下，結合了形成和填充步驟，從而在處理效率上實現(xiàn)了相當大的獲益。
[0008]雖然諸多此類吹塑模制過程應用如上所述的模具，但最近變得公眾所知的是通過自由吹塑來形成容器。在自由吹塑過程中，預成型件在其開放端處固定于模制裝置中，但是在其他發(fā)明則由于預成型件在注射液體的壓力下膨脹而不受至模具的約束。在該過程的常用變型中，提供局部模具來限定容器的一部分，例如，提供淺的杯形板來限定容器的底部，同時允許預成型件在其表面的其他部分上自由地膨脹。
[0009]自由吹塑模制過程的優(yōu)勢在于，容器的尺寸是注射至容器中的液體的體積的函數(shù)，自由吹塑模制過程的優(yōu)點還在于，其將提供模具的成本將至最低或消除了提供模具的成本。
[0010]自由吹塑模制過程并非沒有缺點。在制造容器期間，預成型件冷卻，這種冷卻隨著容器的膨脹而加速。具體地，注射液體將用作散熱器，從而將熱量從預成型件吸出。這就限制了可在預模制體冷卻至可發(fā)生膨脹而不在最終的容器中產(chǎn)生缺陷的溫度之下之前制造的容器的最大體積。
[0011]為了克服該缺點，必須補償形成過程期間的熱損失，這目前通過提供比其它方式所必需的預成型件更厚且更重的預成型件以補償對于注射液體的熱損失來實現(xiàn)。如此形成的容器的缺點在于相應增加的厚度、重量和費用。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種容器制造裝置，其提供用于加熱在自由吹塑模制過程中經(jīng)歷膨脹的預成型件的器件。本發(fā)明的另一目的在于提供應用這種裝置的方法。

【發(fā)明內容】

[0013]在本發(fā)明的第一方面，提供一種用于制造容器的裝置，其包括注射頭。注射頭配置成通過所述注射頭的噴嘴在注射液體源與大體呈管狀的預成型件的預形成空腔之間建立流體連通。所述注射頭的縱軸線基本豎直地定向并經(jīng)過所述噴嘴。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述裝置還包括布置成將紅外輻射發(fā)射至膨脹區(qū)中的多個紅外線發(fā)射元件。所述膨脹區(qū)布置成鄰近所述噴嘴并圍繞所述注射頭的所述縱軸線，所述膨脹區(qū)還配置成當所述預形成空腔布置成與所述注射頭的所述噴嘴流體連通時容納所述預成型件。
[0015]有利之處在于，在使用該裝置期間，被導入膨脹區(qū)中的紅外輻射會加熱被設置在膨脹區(qū)中的預成型件。具體地，膨脹區(qū)鄰近注射頭的噴嘴設置意味著，當將注射頭定位成與預成型件流體連通以將預成型件形成為容器時，預成型件被定位在膨脹區(qū)內并會通過紅外線發(fā)射元件發(fā)射至膨脹區(qū)中的紅外輻射進行加熱。因而，可補償預成型件中對于注射液體的熱損失，從而避免需要提供重預成型件來提供所需熱量。與本領域公知的裝置相比，這樣構思的容器制造裝置會制造更便宜且具有更統(tǒng)一的高質量的容器。
[0016]在可能的實施方式中，紅外線發(fā)射元件具有大體豎直定向的縱軸線。所述紅外線發(fā)射元件布置成以大體相等的間距、以基本符合彎曲輪廓的布局圍繞注射頭的縱軸線。
[0017]優(yōu)選地，彎曲輪廓大體為圓形。
[0018]有利之處在于，沿著彎曲輪廓圍繞膨脹區(qū)布置成的、豎直定向的紅外線元件陣列會輻射，從而在注射頭的縱軸線處產(chǎn)生在每個方向上都均勻的輻射。當彎曲輪廓大體為圓形時，該輻射圍繞預成型件的縱軸線也是均勻的。這促進布置在該膨脹區(qū)的預成型件對稱地變形成具有均勻圓形橫截面的容器。從而，使得通過如此配置的裝置制造的容器更均勻。
[0019]在另一可能的實施方式中，紅外線發(fā)射元件具有大體水平定向的縱軸線，并被分組成多個陣列，其中，每個元件與各自陣列中的每個其它元件大體平行。所述陣列以大體相等的間距圍繞所述注射頭的縱軸線進行布置。
[0020]可選地，每個紅外線發(fā)射元件都以基本符合彎曲輪廓的布局進行布置。
[0021]具體地，彎曲輪廓大體是一段圓弧。
[0022]可替代地，每個陣列的紅外線發(fā)射元件都布置成基本共面。
[0023]以這些布局中的一個來布置紅外線發(fā)射元件的有益之處在于，紅外線發(fā)射元件的配置將沿著縱軸線控制膨脹區(qū)的紅外線輻射的強度。從而，可以調整對布置在膨脹區(qū)中的預成型件的輻射，由此實現(xiàn)在沿預成型件的長度的某些區(qū)域中的熱量比其它區(qū)域的熱量更多，從而在由預成型件制造容器期間實現(xiàn)對預成型件膨脹的更多控制?？商娲兀烧{整輻射以確保平均和一致的輻射，從而確保預成型件的平均和一致的加熱。由此，使該裝置更有能力且更適合，并且增大該裝置可制造的容器形式的范圍。
[0024]優(yōu)選地，紅外線發(fā)射元件布置成使得垂直于每個元件的縱軸線的線既在所述元件的中點處與所述元件相交，又與所述注射頭的縱軸線相交。
[0025]有利之處在于:這樣配置的裝置的紅外線發(fā)射元件會關于注射頭的縱軸線對稱地定位；紅外線發(fā)射元件的兩端會距離所述縱軸線等距。布置在這樣配置的裝置的膨脹區(qū)中的預成型件會接收橫向對稱的紅外線輻射，從而提高該裝置的操作的一致性和均勻性。
[0026]在實際的實施方式中，紅外線發(fā)射元件是紅外發(fā)光二極管。
[0027]有利之處在于，紅外發(fā)光二極管緊湊且高效；使用紅外發(fā)光二極管既提高了該裝置可配置的靈活性，又提高了該裝置的操作效率。
[0028]可替代地，紅外線發(fā)射元件是鎢絲白熾燈。
[0029]有利之處在于，鎢絲白熾燈便宜，并且相對于由其它類型的紅外線發(fā)射元件發(fā)射的紅外輻射，鎢絲白熾燈發(fā)射強度非常高的紅外輻射。這會提高使用鎢絲白熾燈的容器制造機器的能力，同時使其成本降至最低。
[0030]優(yōu)選地，提供布置在預成型件與紅外線發(fā)射元件之間的至少一個防護件