具有环境灌注和可反转膜片的容器包装件的形成方法

摘要

本发明涉及形成包装件的方法，所述方法包括下列步骤：提供空的容器(1)的步骤，容器具有侧壁(5)、开口的颈部(2)、以及底部(7)，容器还具有可反转的膜片(9)，所述膜片处于向外突出的位置；灌注步骤，用于将温度低于或等于环境温度的制品(16)通过颈部(2)灌注到容器(1)内；通过将盖(18)安装到颈部(2)上密封封闭被灌注容器(1)的加盖步骤；使膜片(9)移动到向内突出的位置的反转步骤，所述反转步骤在密封封闭容器(1)之后在数秒内实施。

权利要求

1.形成包装件的方法，所述方法包括下列步骤：-提供空的容器(1)的步骤，容器具有侧壁(5)、开口的颈部(2)、以及底部(7)；

-灌注步骤，用于将温度低于或等于环境温度的制品(16)通过颈部(2)灌注到容器(1)内；

-通过将盖(18)安装到颈部(2)上密封封闭被灌注的容器(1)的加盖步骤；

其特征在于：

-容器(1)具有可反转的膜片(9)，所述膜片(9)处于向外突出的位置；

-所述方法还包括使膜片(9)移动到向内突出的位置的反转步骤，所述反转步骤在密封封闭容器(1)之后实施，反转步骤在完成加盖步骤之前启动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，容器(1)的底部(7)具有高的站立环(8)，可反转的膜片(9)在中央布置在底部(7)上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，被灌注的制品的温度低于或等于40℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，被灌注的制品(16)的温度低于或等于20℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制品(16)是水。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反转步骤由机械推进器(22)实施。

说明书

具有环境灌注和可反转膜片的容器包装件的形成方法

技术领域

[0001] 本发明一般涉及塑料制容器包装件，其中容器被灌注温度低于或等于环境温度的内装物，然后加盖。

背景技术

[0002] 容器通常通过吹塑制造，其一般包括：

[0003] -在高于材料的玻璃化转变温度的温度(对于PET约为80℃)下，加热由塑料例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的坯件(术语坯件或者指半成品注塑预型件，或者指通过预吹塑预型件获得的中间容器)，

[0004] -将这样被加热的坯件插入到模型中，模型的侧壁限定容器的型腔，[0005] -将压力(等于或高于15巴)下气体(例如空气)注入到坯件中。

[0006] 吹制可辅以用一个滑杆(称为“拉伸棒”)拉伸坯件。

[0007] 在吹塑或者拉伸吹塑期间，材料经历双分子取向(轴向和径向，即分别平行和垂直于容器的总轴线)。这种双分子取向使容器具有一定的结构刚度。

[0008] 但是，近年来，容器制造所用的材料量减少。换句话说，容器以及因而预型件(或坯件)，总是更轻，符合能耗和污染降低的要求。

[0009] 增大容器刚性的一个公知方法是热定形，其在于通过热，更确切地说，通过加热在吹制结束时材料贴靠在其上的模型侧壁，增大材料的结晶率，例如见法国专利FR 2 649 035(Sidel公司)或其美国等效专利，专利号US 5,145,632。但是，由于其成本和其降低的生产率，热定形一般局限于热灌注容器，即容器被灌注温度远高于环境温度的(一般超过80℃)内装物。

[0010] 对于环境灌注应用(例如静水、香水、果汁)，生产厂家通常借助于形状窍门，低成本地增大容器的机械强度。作为一个实施例，欧洲和美国专利申请EP 2 580 132和US 2013/175236(Sidel公司)提出在容器底部上配置径向延伸的加强肋。

[0011] 但是，在重载条件下，例如如果容器位于托盘的下排，和/或如果材料的使用量进一步减少，那么，这种加强肋可能是不够的。

发明内容

[0012] 本发明旨在增大环境(或者冷)灌注容器包装件的机械强度。

[0013] 本发明的另一个目的是进一步减轻用于进行环境(或者冷)灌注的容器的重量。

[0014] 因此，本发明提供一种形成包装件的方法，所述方法包括下列步骤：

[0015] -提供空的容器的步骤，容器具有侧壁、开口的颈部、以及底部，所述容器具有可反转的膜片，所述膜片处于向外突出的位置；

[0016] -灌注步骤，用于将温度低于或等于环境温度的制品通过颈部灌注到容器内；

[0017] -通过将盖安装到颈部上密封封闭被灌注容器的加盖步骤；

[0018] -使膜片移动到向内突出的位置的反转步骤，所述反转步骤在密封封闭容器之后在数秒内实施。

[0019] 单独地或者组合地，根据各种实施例：

[0020] -底部具有高的站立环，可反转的膜片在中央布置在底部上；

[0021] -被灌注的制品的温度低于或等于40℃，以及可低于20℃；

[0022] -制品是水；

[0023] -反转步骤由一个机械推进器实施；

[0024] -反转步骤在加盖步骤完成之前启动。

附图说明

[0025] 根据参照附图对优选实施例所作的详细说明，上述的以及本发明其他目和优越性将显而易见。

[0026] 图1是空的容器的剖视图，容器配有高的站立环和处于向外突出的位置的膜片。

[0027] 图2是图1所示容器在灌注步骤期间的剖视图。

[0028] 图3是图1和图2所示容器在完成灌注步骤和加盖步骤之后的剖视图。

[0029] 图4是图3所示容器在完成反转步骤之后的剖视图。

具体实施方式

[0030] 图1示出从塑料例如PET制的坯件(例如预型件)通过吹塑或者拉伸吹塑制造的容器1。如下所述，容器1适于在低于或等于环境温度(或室温)的温度下被灌注内装物。在一个实施例中，内装物是水(例如静水或者香水)。在另一个实施例中，内装物是果汁。

[0031] 容器1具有开口的圆柱形螺纹上部或者颈部2，在其上端，终止于开口或者口部3，容器1通过所述开口或者口部3能够被灌注和其后的被排出。在颈部2之下，容器1具有肩部4，肩部的直径在与颈部2相反的方向中增大。

[0032] 在肩部4之下，容器1具有侧壁5，侧壁围绕容器主轴线X基本上呈圆柱形。如图1所示，侧壁5可具有环形加强肋6，用于增大侧壁5的机械强度抵抗容器1在灌注、加盖和后续装卸期间经受的压力。

[0033] 在侧壁5的下端，容器1具有底部7，底部封闭容器1并允许容器正常地放在平的表面上(例如当最终消费者使用时是桌子，或者在容器1自动装卸期间是输送机的上表面)。

[0034] 容器的底部7具有站立环8和中央的可反转膜片9，所述站立环8如后所述为高的站立环，所述膜片9围绕主轴线X具有回转对称性并在如图1至3所示的向外突出的位置(或低位)与图4所示的向内突出的位置(或高位)之间是相对于侧壁5可变形的，在向外突出的位置(或低位)，膜片9相对于容器1向外突出，在向内突出的位置(或高位)，膜片9相对于容器1向内突出。

[0035] 容器1吹制模制而成，膜片9处于其低位。如下将详述的，在容器1被灌注可灌注的制品之后，膜片9能够被机械地强制向上(即相对于容器1向内)，以增大被灌注的容器1的全面刚性，有利于提高容器1在装卸和储存期间的机械性能，也有利于消费者的质量感受。

[0036] 站立环8在容器1的下端部分10连接于容器1的侧壁5。站立环8具有支承凸缘11和圆柱形或截椎形的内部部分12，所述支承凸缘11邻接和基本上垂直于侧壁5的下端部分10，所述内部部分12将支承凸缘11连接于膜片9。支承凸缘11也基本上垂直于容器主轴线X。

[0037] 在一优选实施例中，当从图1所示的横剖面图看，侧壁5的下端部分10呈拱形，凹度相对于容器1向内，由此支承凸缘11的外径小于侧壁5的总直径。

[0038] 如前所述，当从图1和图2所示的横剖面图看，内部部分12最好具有圆锥体的平截锥体形状，相对于容器1向内倾斜，具有倾斜角。

[0039] 内部部分12的圆锥形状为处于反转位置(如图4所示)的膜片9提供拱顶加强和锁定功能，由此，内部部分12的在与膜片9的接合处的直径的约束，防止了膜片9相对于内部部分12从其反转位置返回。因此，膜片9在内装物的压力下从向内突出的位置反转到向外突出的初始位置的危险被消除，或者至少得到下降。

[0040] 膜片9的表面最好平滑，没有褶皱。这样可能增大膜片9从其低位向其高位反转所需的作用力，但是，其增大处于高位的膜片9的稳定性，减少反转到低位的危险性。

[0041] 内部部分12具有轴向延伸部分，对于支承凸缘11的外径而言该轴向延伸部分是重要的，因而用“高的站立环”称呼站立环8。更准确地说，内部部分12的轴向延伸部分(或者高度)大于支承凸缘11的外径的1/10，最好包括在支承凸缘11的外径的1/10至1/5之间。

[0042] 在图1所述的容器1的吹制配置中，可反转膜片9从外缘13向内缘14以截椎形形状向外延伸，在外缘13处，膜片9连接于内部部分12的上端，在内缘14处，膜片9连接于中央的向上突出的凹入部分15。

[0043] 还是在容器1的吹制配置中，膜片9的轴向延伸部分或者高度是这样的，膜片9的内缘14略高于支承凸缘11与侧壁5的下端部分10之间的接合处限定的支承面进行延伸。换句话说，膜片9的高度略低于站立环8的高度。

[0044] 在容器1被吹制模制之后，在灌注装置内，容器经历灌注步骤，通过容器颈部2(更确切地说，通过其口部3)灌注制品16(诸如液体，比如饮料，例如水)。制品16在低于或等于环境温度(记为T0)的温度T被灌注，环境温度对应于可在容器1外部而不需要在其附近测得的平均温度。灌注步骤示于图2。灌注步骤以膜片9处于低位进行。

[0045] 当T

[0046] 当T＝T0(或者T≌T0)时，灌注称为环境灌注。

[0047] 如果环境温度T0约为40℃，那么，制品16的温度T等于或低于40℃。这相当于温暖的国家(例如热带国家)的环境温度。

[0048] 如果环境温度T0约为20℃，那么，制品16的温度T等于或低于20℃(制品的温度T甚至可更低，例如在泉水的情况下，可能新鲜如10℃)。这些例子是西方国家的正常环境温度。

[0049] 容器1通常不完全被注满，因此在颈部2内在制品16之上还有空容积(也称为顶部空间)17。灌注制品16的量可因容器1而异。因此，顶部空间17也可因容器1而异，虽然顶部空间17应该在容积上始终等于与制品正确分配量相应的基准顶部空间。

[0050] 然后，被灌注的容器1经历加盖步骤，通过盖18被安装在颈部2上，密封封闭口部3(因而密封封闭容器1)。在一优选实施例中，颈部2和盖18相应地车有螺纹，盖18被旋拧在颈部2上，以密封封闭容器1。

[0051] 容器1还经历使膜片9移动到向内突出的位置的反转步骤。

[0052] 如图3和4所示，反转步骤可在处理装置19内进行，处理装置19具有容器支撑环20，适于嵌合容器的底部7。更确切地说，支撑环20形成至少支承凸缘11和容器侧壁5的下端部分10的型腔。

[0053] 处理装置19还具有容器保持件21，用于当膜片9被反转时，使容器1刚性地保持在竖直位置，容器的底部位于支撑环20内。

[0054] 在所述实施例中，保持件21配有锥形头，适于沿容器的轴线X与盖18进行竖直对接。

[0055] 处理装置19还具有机械推进器22，机械推进器相对于支撑环20是移动的和能够穿过支撑环20与容器底部7进行对接以使膜片9从其向外突出的位置(图3)反转到其向内突出的位置(图4)。

[0056] 更确切地说，推进器22可沿轴线X滑移，以在中央凹入部分15内进行对接。在所述实施例中，推进器22具有顶端23，顶端在形状上与中央凹入部分15互补，但是，顶端23可以是较为简单的形状，例如呈圆柱形。

[0057] 处理装置19还具有致动器24，致动器使推进器22穿过支撑环20向前(即向上)向容器底部7滑移，得以使膜片9反转，以及尔后向后(即向下)滑移，以准备用于另一个容器的反转周期。

[0058] 更确切地说，在所述实施例中，可见，致动器24是液压或气动缸，最好是双作用式的。

[0059] 致动器24具有缸体25、活塞26和固定于活塞26的操纵杆27，推进器22安装在操纵杆27上或者与之形成整体。

[0060] 公知地，致动器24具有外壳顶盖28和通过缸体25连接的外壳底部29。活塞26在缸体25内限定围绕操纵杆27的前室30和与操纵杆27相对的后室31，由此，前室30主要限定在活塞26与外壳顶盖28之间，而后室31主要限定在活塞26与外壳底部29之间。

[0061] 后室31通过在外壳底部29上形成的底部流体口32与控制阀进行流体连接，所述控制阀连接于压力下流体(例如空气或者油)源以及连接于通气口。同样，前室30通过在外壳顶盖28上形成的上流体口33也与控制阀进行流体连接，所述控制阀连接于压力下流体源以及连接于通气口。后室31和前室30交替地流体连接于流体源和通气口，以使推进器22向前(或向上)以及向后(或向下)在低位与高位之间移动，在低位，活塞26位于外壳底部29附近(图3)，在高位，活塞26位于外壳顶盖28附近(图4)。

[0062] 膜片9的反转如下所述。

[0063] 从活塞26的低位开始，后室31连接于流体源，而前室30连接于通气口，以致活塞26与整个机械推进器22一起，开始向前(或向上)移动，离开其低位。推进器22只要不遇到阻力，就随时间向前进行线性移动。

[0064] 在后室31连接于流体源之后大约十分之一秒到十分之几秒，推进器22与容器底部7接触，更确切地说，与中央凹入部分15接触，开始相对于容器1向内推动中央凹入部分。因为推进器22继续向上移动到其高位，膜片9被反转到其向内突出的位置(图3)。

[0065] 在膜片9反转期间，实际上不能被压缩的制品16被向上移动，由此，顶部空间17中的气体(一般是空气)被一容积压缩，该容积与膜片9在膜片向外突出的位置和膜片向内突出的位置之间在反转期间掠过的容积(所谓排出容积)基本相等。

[0066] 在推进器22到达其高位之后，最好保持就位十分之几秒到大约一秒或数秒的一段时间，以确保膜片9在其向内突出的位置的稳定(和减振)，防止其反转回其向外突出的位置。

[0067] 然后，推进器22回移至其低位，保持直到具有另一个容器1的下一个周期启动。为此，前室30连接于流体源，而后室31连接于通气口，以致活塞26与整个机械推进器22一起，向后移动到低位。

[0068] 反转步骤在密封封闭容器1之后在数秒内进行。“密封封闭”不一定意味着盖18完全旋拧在颈部2上。相反，其意味着盖18提供容器1的密封封闭件，密封可在盖18在颈部2上仅转动几度之后获得。

[0069] 因此，反转步骤可以在加盖步骤完成之前启动，只要已获得容器1的密封封闭件。因为盖18旋拧在颈部2上，所以顶部空间17的容积减小，因此，其内的空气压力增大。

[0070] 因为膜片9反转所需的作用力取决于顶部空间17内的压力，所以反转步骤启动越早，启动膜片9反转所需的作用力越小。因为加盖步骤一般持续约一秒，所以反转步骤可在加盖步骤开始之后少于一秒(例如十分之几秒)启动，加盖步骤可在膜片9反转期间完成。

[0071] 当然，反转步骤也可在加盖步骤完成之后启动，但是，启动膜片9反转所需的作用力将较大。在这种情况下，反转可在加盖步骤完成之后立即进行，即在盖18完全旋拧在颈部2上之后，少于一秒(例如十分之几秒)进行。

[0072] 因为内装物处于环境温度(或者冷的温度)，被灌注的容器1在灌注和加盖之后容积不减小。因此，膜片9的反转并不补偿容器1内的任何容积损失(真空度)。换句话说，整个排出容积用于增大被灌注的容器1内，更确切地说是顶部空间17内，的额外压力(因为制品16不能被压缩或者被认为是这样的)。该额外压力导致侧壁5刚性大，由此，容器1在被叠置或者托盘化时，可承受高的压缩作用力。

[0073] 高的站立环8的存在具有多个优越性。

[0074] 首先，因为膜片9在向外突出的位置延伸在支承凸缘11之上，容器1可用普通的输送机输送，即容器1可由支承凸缘11支承在输送机的平表面上。

[0075] 其次，如前所述，内部部分12的圆锥形状(或者倾斜角)提供将膜片9锁定在向内突出的位置的锁定功能。锐利的外缘13也有助于防止膜片9连接返回到其向外突出的位置。

[0076] 另外，膜片9的平滑度和回转对称性(围绕轴线X)有助于其保持向内突出的位置。

[0077] 在其他实施例中，可反转膜片9可在容器上布置在底部7以外的区域。例如，在一个实施例中，膜片布置在容器侧壁5上。在这种情况下，用于膜片反转的推进器相对于容器径向移动，而不是轴向移动。