本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于填充塑料容器的方法。

背景技術(shù)：

0、現(xiàn)有技術(shù)

1、pet瓶被認為是剛性且穩(wěn)定的，因為壁厚增加或者因為當(dāng)填充和封閉時它們具有內(nèi)部壓力。

2、pet對水和水蒸氣的阻隔性差。因此，即使厚壁容器也會快速地損失其內(nèi)容物的一部分。通過瓶中的真空可注意到缺少的水。真空使得瓶對外力敏感，并且它們立即變形。消費者認為此類瓶是不穩(wěn)定的。隨著水損失的進展，瓶塌縮并最終變形，并且通常在超市擱架上無法銷售。

3、因此，pet瓶通常設(shè)置有人工內(nèi)部壓力。氮氣優(yōu)選地用于該目的，因為氮氣可以容易地以液滴的形式添加到填充材料中，其中溫度為-195℃且在氮氣小滴轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮之前有足夠的時間封閉容器。當(dāng)?shù)獨鈿饣瘯r，在瓶中產(chǎn)生內(nèi)部壓力。這使得可以連續(xù)地減小瓶的重量和壁厚，特別是對于無氣礦泉水、冰茶、果汁、食用油等。

4、使用氮氣是因為氮氣比水更慢地遷移通過pet。水是極性的，并且作為極性材料的pet不是良好的屏障。氮氣是非極性的，并且因此pet可以長時間保持內(nèi)部壓力，盡管同時損失水。

5、然而，不是所有的瓶都適用于這種技術(shù)。特別地，扁平或卵形瓶具有這樣的問題，即它們由于內(nèi)部氮氣壓力而變圓并且失去它們的初始扁平或卵形形狀。

6、當(dāng)填充pet瓶時出現(xiàn)另一個問題：由于快速運行的填充機器，瓶通常不能被填充到最頂部，因為它們會溢出。在一些填充過程中，必須考慮填充槍的排量，在其它填充過程中，必須考慮填充材料的泡沫形成。這是有利于具有增加的頂部空間的瓶的論據(jù)。水的損失進一步增強了空的頂部空間的效果。然而，具有大的未填充的頂部空間的瓶看起來填充不足，并且被最終消費者本能地評級為比具有充分填充的頂部空間的瓶更差。

7、本發(fā)明的目的

8、所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點導(dǎo)致產(chǎn)生在經(jīng)填充的、封閉的瓶中積聚壓力的替代可能性的目的，這是成本有效的并且另外提供充分填充的頂部空間。

9、描述

10、在用于填充塑料容器的方法的情況下，所述目的通過權(quán)利要求1的特征部分中列出的特征來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及發(fā)展和/或有利的替代實施方案。

11、優(yōu)選地，本發(fā)明的特征在于，在變形步驟中，在封閉之前，通過機械力使該容器變形，使得該容器的橫截面形狀改變并且其體積從而增加，并且在壓力釋放步驟中，一旦容器已經(jīng)被封閉，機械力就被移除，因此體積收縮導(dǎo)致在封閉的容器中積聚過壓，并且液體填充高度上升。通過由變形步驟引起的瓶體積的增加，容器被置于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。由于塑料容器是彈性的，因此在壓力已經(jīng)被釋放之后，容器盡可能地彈回其初始形狀。然而，在這種情況下，密封的頂部空間中填充的液體和空氣表示阻力。這使得容器被加壓。通過彈性體積收縮，可以以目標(biāo)方式積聚期望的內(nèi)部壓力。過壓使得瓶抓握更緊并且運輸更穩(wěn)定。與基于氮氣的技術(shù)一樣，在此可以減小瓶的重量或其壁厚。材料節(jié)省可能性為10重量％至20重量％。此外，由于體積的增加，容器也具有增加的頂部空間。在用液體填充變形容器期間，擴大的頂部空間可容納發(fā)泡液體、填充槍的體積和溢出的液體。通過釋放容器上的壓力，頂部體積也減小并且填充水平增加。這意味著當(dāng)容器在擱架上時，它被很好地填充，并且對于消費者來說不會看起來填充不足。

12、在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，容器的橫截面具有最小直徑，并且在變形步驟中，最小直徑增加。如果需要，變形步驟允許體積大于兩倍。

13、在另外的優(yōu)選的實施方案中，機械力是壓縮力，并且以最小直徑增加的方式作用在容器上。這允許容器在填充之前使用傳送帶上的滑塊快速且精確地變形?；瑝K在水平方向上壓縮容器，優(yōu)選地在與最小直徑相對的點處壓縮容器。

14、在另外的優(yōu)選的實施方案中，機械力是張力，并且以最小直徑增加的方式作用在容器上。可以使用吸盤來產(chǎn)生張力，該吸盤在最小直徑的區(qū)域中自身附接到容器的外壁并且在水平方向上拉開容器。

15、在特別優(yōu)選的實施方案中，容器具有卵形橫截面，該卵形橫截面具有最大直徑的長軸和最小直徑的短軸，并且機械力作為壓縮力作用在長軸上或者作為張力作用在短軸上。卵形橫截面也可以具有橢圓的形狀。這種形狀可以特別充分地擴展到圓形橫截面。彈性體積收縮非常適用于卵形容器，因為在壓力釋放步驟之后，它們返回到期望的卵形形狀并且不保持圓形。

16、特別優(yōu)選的是，在變形步驟中，容器的橫截面被賦予基本上圓形的形狀。這賦予容器最大可能的體積增加。

17、已經(jīng)證明有利的是，在填充容器之前進行變形步驟。這意味著在填充期間可獲得最大填充體積，這使得填充更加容易并且可靠地防止由于液體溢出而污染容器或生產(chǎn)設(shè)備。

18、在本發(fā)明的另一個實施方案中，通過附接到容器表面的裝飾性元件的膨脹來實現(xiàn)壓力釋放步驟。這意味著，壓力釋放不僅可以在機械力已經(jīng)被移除之后在填充系統(tǒng)中發(fā)生，而且可以緩慢地發(fā)生，使得內(nèi)部壓力不會突然積聚。在這種情況下，對應(yīng)的標(biāo)簽或“套筒”(諸如“拉伸套筒”)通過彈性容器的回復(fù)力而被拉伸，這導(dǎo)致內(nèi)部壓力的較慢積聚。

19、從參考示意性附圖對本發(fā)明的實施方案的以下描述中，另外的優(yōu)點和特征將變得明顯。在附圖中，在不按比例繪制的示意圖中：

20、圖1：示出了卵形瓶在變形步驟之前的橫截面；

21、圖2：示出了瓶在變形步驟期間的橫截面；

22、圖3：示出了瓶在壓力釋放步驟之后的橫截面；

23、圖4：是瓶在變形步驟之前的側(cè)視圖；

24、圖5：是瓶在變形步驟期間的側(cè)視圖；

25、圖6：是瓶在壓力釋放步驟之后的側(cè)視圖；并且

26、圖7a至圖7c：是用于計算根據(jù)本發(fā)明的方法填充的瓶的表面積或體積的三個視圖。

27、圖1至圖4是容器，并且特別是瓶的橫截面和側(cè)視圖。容器或瓶整體上通過附圖標(biāo)記11表示。瓶優(yōu)選地具有卵形或橢圓形橫截面，因為這種形狀對于使瓶變形是理想的。在填充瓶之前，使其機械變形，從而使瓶成為近似圓形形狀。如果瓶11被填充并封閉并且隨后再次機械減壓，則填充高度由于體積減小而增加，并且增加的內(nèi)部壓力積聚。在此使用彈性變形的原理，以便瓶11在填充過程期間獲得較大的體積，并且隨后在瓶中可以積聚內(nèi)部壓力。

28、卵形橫截面具有最大直徑的長軸13和最小直徑的短軸15。通過機械力，瓶11在長軸13上被壓縮或在短軸15上被拉開。這賦予瓶11圖2所示的橫截面。該力例如可以經(jīng)由兩個對置的滑塊作為壓縮力施加并且作用在長軸13上。該力也可以作為張力起作用，例如經(jīng)由作用在短軸15上的兩個對置的吸盤。

29、在變形步驟之后，橫截面具有盡可能圓形的形狀，其中瓶的體積顯著地增加。液體12以增加的體積填充到變形的瓶11中。在瓶被封閉后，在壓力釋放步驟中移除力。瓶試圖恢復(fù)到其初始橫截面形狀。在這樣做時，它在封閉的頂部空間中壓縮液體12和空氣14，由此形成內(nèi)部壓力并且液體12的填充高度16上升。這使得瓶11在機械上更加穩(wěn)定。經(jīng)填充的瓶的減壓橫截面形狀如圖3所示。由于這種效果，可以使瓶重量更輕，因為機械穩(wěn)定性不再僅由瓶的材料或壁厚決定。材料節(jié)省可能性在10％和20％之間。此外，增加的體積也產(chǎn)生增加的頂部空間。這種增加的頂部空間可在填充期間用于吸收在填充期間產(chǎn)生的泡沫，以補償浸入容器中的填充槍的體積，或防止液體溢出。由于壓力釋放或所產(chǎn)生的內(nèi)部壓力，液體12被向上推動并且部分地填充頂部空間。這使得瓶的填充水平被消費者認為是積極的。過壓使得瓶抓握更緊并且運輸更穩(wěn)定。與基于氮氣的技術(shù)的情況一樣，可以減輕瓶的重量。

30、圖7a至圖7c是例示性示例的一部分：圖7a、圖7b和圖7c示出了具有相同周長(u＝31.4cm)但不同表面積的三個橫截面。使用用于計算橢圓的表面積的公式來計算表面積。為了計算體積，假設(shè)瓶高度為10cm。圖7a對應(yīng)于瓶11在變形步驟之前的初始橫截面。長軸a具有15cm的長度，并且短軸b具有2.9cm的長度。表面積為33.9cm2，并且體積為339ml。

31、如果橫截面變形為半徑為5cm的圓形，則表面積變?yōu)?8.5cm2，并且體積為785ml。由于變形，體積增加了446ml。在壓力釋放之后，橫截面為53.7cm2，并且體積減小到537ml。這使體積減小了248ml，這可用于產(chǎn)生過壓并提高填充水平。

32、該例示性示例示出了通過彈性體積收縮產(chǎn)生大的體積差并且因此產(chǎn)生過壓的可能性。通常，即使很小的變形也足以實現(xiàn)期望的過壓。

33、附圖標(biāo)記列表：

34、11?容器、瓶

35、12?液體

36、13?長軸，最大直徑

37、14?空氣

38、15?短軸，容器的最小直徑

39、16?填充高度

技術(shù)實現(xiàn)思路