具有疏水特性的容器成型和填充系统的制作方法

1.本发明技术涉及用于同时成型和填充容器的液体的改进的传送，包括具有疏水液体传送表面的容器成型和填充系统。


背景技术：

2.本节提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
3.各种产品分布在塑料容器中，诸如由一种或多种聚合物形成的容器。用于形成容器的常见聚合物包括聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、高密度和低密度聚乙烯、聚碳酸酯和聚丙烯等。塑料容器可使用各种吹塑过程来制造，包括注射吹塑和挤出吹塑。
4.注射吹塑可用于在一个或多个阶段中形成某些塑料容器并且可涉及使用拉伸杆。在两阶段注射拉伸吹塑过程中，首先使用注射模制过程将塑料模制成预成型件。预成型件包括要形成的容器的颈部和口部(其上可包括螺纹)以及封闭的远侧端部。然后，预成型件可被加热到高于塑料玻璃化转变温度，通过拉伸杆纵向拉伸，并且使用高压气体(例如，空气)吹成符合模具的容器。当预成型件膨胀时，它会伸长和拉伸，从而呈现模腔的形状。塑料在接触模具的较冷表面时固化并且随后将已完成的中空容器从模具弹出。注射拉伸吹塑过程可用于形成用于包装消费饮料以及其他液体和材料的塑料容器。然而，过程有一些固有限制，其包括容器的底部部分上的不希望的浇口井(gate well)或不连续部，以及可使用拉伸吹塑过程来实现的可能设计范围的限制，诸如结合的手柄或其中有空隙空间的容器。
5.挤出吹塑可用于形成某些塑料容器，其中连续挤出的热塑料管或型坯被捕获在模具内并且抵靠模具的内表面膨胀以形成容器坯件。模具可被设计成当模具在型坯上闭合时以挤压式型坯移动的速度行进，使得过程就可连续操作。有几种不同类型的挤出吹塑机，包括被设计成以线性运动行进的梭式模具和以旋转或圆周运动行进的挤出吹塑轮。虽然挤出吹塑过程已经解决了消除使用拉伸吹塑过程来制造的容器所固有的一些缺点以改进塑料容器的需求，但挤出吹塑工艺需要许多步骤来形成容器并且然后对容器进行填充和封盖。因此，在单独执行容器成型和填充过程时可产生大量成本，包括运输和时间付出。
6.吹塑容器和后续容器填充因此作为两个单独过程发展，其在许多情况下在不同设施处进行操作。为了使容器填充更具成本效益，一些填充设施在现场安装有吹塑装备，从而在许多情况下将吹塑机直接整合到填充管线中。装备制造商已经认识到此优势并且正在销售设计成确保吹塑机和填充机完全同步的“整合式”系统。尽管努力将两个过程结合在一起，但吹塑和填充仍然是两个独立的、不同的过程。因此，单独执行这两个过程时可能产生大量成本。
7.响应于分开的吹塑和填充过程，已经出现了在单个操作中成型和填充容器的某些液体或液压吹塑系统。用于将预成型件成型并填充成所得容器的液体产品此后可保留已完成的容器。因此，成型和填充步骤的组合可通过消除空瓶的运输和与后续填充操作相关的时间需求来优化液体产品的包装。
8.然而，在通过某些产品成型和填充容器时存在某些障碍。具体地，某些产品可表现
出低表面张力、高粘度和/或具有与某些表面的亲和力或甚至反应性。处理和传送此类产品以成型和填充容器可导致残留产品粘附、粘连产品接触的表面部分或与产品接触的表面部分发生反应。当试图通过成型和填充系统传送限定的产品的装料或产品数量时，这可能会出现问题，因为留在材料处理部件(诸如储液器、导管、泵、分配单元等)中的任何残留产品导致限定的产品的装料的传送的不精确。例如，留下的产品残留物可减少通过系统的产品的装料量，而系统内的预先存在的残留物可增加通过系统的产品的装料体积。在任一种情况下，处理限定产品量的确定性的降低可能对于通过产品的装料同时成型和填充容器而言是有害的，其中预成型件被设计成在限定模具体积内膨胀限定量。因此需要通过在同时成型和填充容器时最小化产品残留物来优化某些产品的传送。


技术实现要素：

9.本发明技术包括系统、过程和制品，它们涉及使用一个或多个疏水液体传送表面来使传送液体产品的准确性最大化以同时成型和填充容器，其中液体产品作为最终产品保留在容器中。此类疏水液体传送表面可通过促进残留液体产品或清洁溶液的移除来进一步改进清洁。
10.本发明提供了一种用于通过液体产品同时成型和填充容器的方式，其包括模腔、分配装置、吹嘴、疏水表面和将分配装置流体联接到吹嘴的导管。模腔限定内表面并且配置为接收预成型件，分配装置配置为接收液体产品并且分配液体产品的装料。吹嘴配置为将从分配装置分配的液体产品的装料传送到预成型件中，以便使预成型件朝向模腔的内表面膨胀并且成型所得容器，其中液体产品作为最终产品保留在容器内。当系统同时成型和填充容器时，疏水表面接触液体产品，其中疏水表面形成分配装置、吹嘴和/或其间的导管的一部分。在某些实施例中，提供了拉伸杆，该拉伸杆可操作以在液体产品的装料通过吹嘴传送到预成型件中之前在模腔内机械拉伸预成型件。在存在拉伸杆的情况下，疏水表面可形成分配装置、吹嘴、导管和/或拉伸杆的一部分。可使用各种类型的疏水表面，其中疏水表面包括疏水涂层(诸如聚合物涂层(例如，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷等))、疏水微结构、具有疏水微结构的疏水涂层和表面处理(例如，等离子处理、阳极氧化处理等)。
11.提供了一种清洁用于通过液体产品同时成型和填充容器的各种系统的方式。具体地，当系统同时成型和填充容器时，可将气体吹过接触液体产品的疏水表面以从疏水表面移除残留液体。残留液体可包括来自先前成型和填充操作的残留液体产品和/或用于冲洗和清洁系统的清洁溶液。气体也可以是干燥气体(例如，干燥的二氧化碳或氮气)以帮助蒸发残留液体。
12.进一步的应用领域将从本文提供的描述中变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明目的并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
13.本文描述的附图仅用于说明选定实施例而不是所有可能的具体实现方式的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
14.图1是根据本发明技术的用于同时成型和填充容器的系统的示意图，其中已加热
预成型件进入模具站，分配单元流体联接到吹嘴，并且拉伸杆被配置为通过吹嘴进入预成型件。
15.图2是图1所示的系统的示意图，其中半模围绕预成型件闭合并且液体产品可加载到分配单元中。
16.图3是图2所示的系统的示意图，其中拉伸杆延伸到预成型件中以启动其机械拉伸。
17.图4是图3的系统的示意图，其中拉伸杆已完全拉伸预成型件并且分配单元已接收液体产品的装料。
18.图5是图4的系统的示意图，其中液体产品的装料从分配单元分配到已拉伸预成型件中以使已拉伸预成型件部分膨胀以便形成部分膨胀的预成型件。
19.图6是图5的系统的示意图，其中液体产品的装料的剩余部分从分配单元分配并且通过吹嘴传送到部分膨胀的预成型件中以完成容器在模具内的膨胀和成型，其中拉伸杆被取出。
20.图7是图6的系统的示意图，其中分配单元已完成将液体产品的装料传送到新成型的容器中，拉伸杆被取出，并且半模分离以释放填充有产品的所得容器。
21.图8a至图8b是可将分配单元联接到多个吹嘴和相关联模具的歧管的实施例的示意图。
具体实施方式
22.以下对技术的描述在本质上仅是一个或多个发明的主题、制造和使用的示例，并且不旨在限制在本技术中或在可提交的要求本技术的优先权的其他申请中、或从其发布的专利中要求保护的任何特定发明的范围、应用或使用。关于所公开的方法，所呈现的步骤的顺序本质上是示例性的，并且因此在各种实施例中，步骤的顺序可不同。如本文所用，“一”和“一个”指示存在“至少一个”项目；如果可能，可存在多个此类项目。除非另有明确说明，否则本说明书中的所有数字量均应理解为由单词“约”修饰，并且所有几何和空间描述符应被理解为在描述本发明技术的最广泛范围时由单词“基本上”修饰。当应用于数值时，“约”指示计算或测量允许该值存在某个轻微不精确性(通过某种方法接近该值的准确性；近似或合理地接近该值；几乎)。如果由于某种原因，由“约”和/或“基本上”提供的不精确性在本领域中没有以这种普通含义理解，则如本文所用，“约”和/或“基本上”至少指示可产生于测量或使用此类参数的普通方法。
23.除非另有明确指示，否则本详细说明中引用的所有文件(包括专利、专利申请和科学文献)均通过引用并入本文。在通过引用并入的文件与本详细描述之间可能存在任何冲突或歧义的情况下，以本详细描述为准。
24.虽然作为非限制性术语(诸如包含、含有或具有)的同义词，开放式术语“包括”在本文中用于描述和要求保护本发明技术的实施例，但可另选地使用更限制性术语(诸如“由
…
组成”或“基本上由
…
组成”)来描述实施例。因此，对于列举材料、部件或过程步骤的任何给定实施例，本发明技术还具体包括由此类材料、部件或过程步骤组成或基本上由此类材料、部件或过程步骤组成的实施例，该实施例排除附加材料、部件或过程(针对由
…
组成)并且排除影响实施例的重要性质的附加材料、部件或过程(针对基本上由
…
组成)，即使
此类附加材料、部件或过程未在本技术中明确叙述。例如，叙述元素a、b和c的组合物或过程的叙述具体设想了由a、b和c组成和基本上由a、b和c组成的实施例，该实施例排除本领域中可叙述的元素d，即使元素d是未明确在本文中描述为排除。
25.如本文所指，除非另有说明，否则范围的公开内容包括端点并且包括整个范围内的所有不同值和进一步划分的范围。因此，例如，“从a到b”或“从约a到约b”的范围包括a和b。特定参数(诸如量、重量百分比等)的值和值范围的公开内容不排除其中有用的其他值和值范围。设想了给定参数的两个或更多个具体例示值可定义可为该参数声明的值范围的端点。例如，如果参数x在本文中被例示为具有值a并且还被例示为具有值z，则可设想参数x可具有从约a到约z的值范围。类似地，设想了参数的两个或更多个值范围的公开内容(无论此类范围是嵌套的、重叠的还是不同的)包含可能使用公开范围的端点来声明的值范围的所有可能组合。例如，如果参数x在本文中被例示为具有1-10、或2-9、或3-8的范围内的值，则还设想参数x可具有其他值范围，包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10、3-9等。
26.当元件或层被称为“在”另一个元件或层“上”、“接合到”另一个元件或层、“连接到”另一个元件或层或“联接到”另一个元件或层时，它可直接在另一个元件或层上、接合、连接或联接到另一个元件或层，或者可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一个元件或层“上”、“直接接合到”另一个元件或层、“直接连接到”另一个元件或层或“直接联接到”另一个元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其他单词应以类似方式解释(例如，“之间”与“直接之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
27.尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些项目。这些术语只能用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开来。诸如“第一”、“第二”的术语和其他数字术语在本文中使用时并不暗示序列或顺序，除非上下文明确指示。因此，在不脱离示例性实施例的教导内容的情况下，下面讨论的第一元件部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
28.空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在本文中使用以便于描述以描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系，如图所示。除了图中描绘的定向之外，空间相对术语可旨在涵盖设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向为“高于”其他元件或特征。因此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方的定向。设备可以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)并且在本文中使用的空间相关描述符相应地进行解释。
29.本发明技术允许通过与疏水表面接触的液体产品同时成型和填充容器以使限定液体产品的装料的传送最大化并且在提供产品填充的容器中使残留液体产品最小化。本文所述的各种系统、过程和制品允许通过利用模腔、分配装置、吹嘴、导管和一个或多个疏水表面来通过液体产品同时成型和填充容器。模腔限定内表面并且配置为接受预成型件。分配装置配置为接收液体产品并且分配液体产品的装料。吹嘴配置为将从分配装置分配的液体产品的装料传送到预成型件中，以便促使预成型件朝向模腔的内表面膨胀并且成型所得容器，其中液体产品保留在容器内作为最终产品。导管将分配装置流体联接到吹嘴。当系统
同时成型和填充容器时，疏水表面接触液体产品，其中疏水表面形成分配装置、吹嘴和/或导管的一部分。由此，本发明技术能够提高在处理用于同时成型和填充容器的限定产品数量方面的确定性。因此，可通过最小化产品残留来优化某些产品的传送和产品装料体积的准确性。
30.本发明技术的某些实施例包括拉伸杆，拉伸杆被配置为在液体产品的装料通过吹嘴传送到预成型件中之前在模腔内机械拉伸预成型件。在此类实施例中，疏水表面形成分配装置、吹嘴、导管和拉伸杆的一部分。例如，在预成型件在模腔内的填充和膨胀期间，拉伸杆至少部分地保留在已拉伸预成型件内的情况下，拉伸杆可与液体产品进行接触。随后从部分填充和膨胀的预成型件或从已填充和膨胀的容器中取出拉伸杆可移除粘附或附接到拉伸杆的液体产品的一部分。移除这种残留物可降低所得容器内的液体产品量的准确性。同样，粘附或附接到拉伸杆的残留液体产品可被引入到随后成型和填充的容器中。在成型和填充操作期间，在与液体产品接触的拉伸杆的至少一部分上提供疏水表面可由此使来自具有低表面张力、高粘度和/或与某些表面具有亲和性或甚至反应性的产品的残留物最小化。拉伸杆也可被通风(vent)，并且用于通风的拉伸杆的内部导管可包括疏水表面以使与其接触的任何液体产品的残留物最小化。
31.在本发明技术中使用的分配装置可采取若干形式。在某些实施例中，分配装置包括压力源。压力源可具有入口、腔室、出口和机械驱动的活塞式设备，活塞式设备能够在腔室内沿第一方向移动以通过入口将液体产品吸入腔室中，并且能够沿第二方向移动以通过出口将液体产品推出腔室作为液体产品的装料。活塞式设备可以是活塞、泵和蓄能器中的一者。特定示例包括属于andison等人的美国专利第8,435,026号所描述的压力源20以及属于andison等人的美国专利第8,858,214号所描述的压力源20，每个专利都通过引证并入本文。在某些实施例中，分配装置可包括由discma ag于2018年6月28日提交的初始公布号wo/2019/002944描述的压力源20和伺服系统60，该专利通过引证并入本文。在某些实施例中，分配装置包括压力源和液压增压器。具体示例包括如2019年6月27日提交的属于sieradzki的美国临时专利申请第62/867,546号描述的压力源20和液压增压器60，该专利都通过引证并入本文。在某些实施例中，分配装置包括两级注射单元。两级注射单元可配置为接收液体产品并分配液体产品，其中两级注射单元包括：包括挤出机的第一级和包括蓄能器的第二级。挤出机可配置为向产品施加机械能以降低产品的粘度并且将降低粘度的产品传送到蓄能器。蓄能器配置为从挤出机接收降低粘度的产品并且分配降低粘度的产品的装料。具体示例包括属于m.barrklaus的美国专利第5,863,567号所描述的两级电注射单元，该专利通过引证并入本文。适用于本发明技术的两级注射单元还包括可作为mold-masters e-multi购自milacron llc(俄亥俄州辛辛那提市)的那些。
32.在本发明技术中使用的疏水表面可采取若干形式。在某些实施例中，疏水表面包括疏水涂层。例如，分配装置的一个或多个部分(例如，柱塞、腔、储液器、液压增压器、挤出机、蓄能器等)、吹嘴、流体联接分配装置和吹嘴的导管和/或拉伸杆可被涂覆有疏水涂层以增加与其接触的液体产品的界面张力，以降低液体产品与表面的粘性或亲和力，和/或降低液体产品与表面的反应性。某些示例包括疏水涂层包括聚合物涂层的情况，其中具体示例包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯和/或聚二甲基硅氧烷的聚合物涂层。在某些实施例中，疏水表面可包括疏水微结构。疏水微结构的示例包括与所谓的“莲花效应”相关
的那些，其可增加液体产品相对于疏水微结构的表面张力。在某些实施例中，疏水表面可包括具有疏水微结构的疏水涂层。示例包括应用于一个或多个表面的某些疏水微结构膜。在某些实施例中，疏水表面通过表面处理来形成。此类表面处理的示例包括等离子体处理和阳极氧化处理。用于提供疏水表面的方式还可包括如属于chauvin等人的美国专利第10,137,606号所述的示例或提供疏水特性，该专利通过引证并入本文。
33.本发明技术还包括具有本文提供的特征的各种系统和系统部件。本发明技术还设想了使用此类系统和部件以通过液体产品同时成型和填充容器的方法。还提供了使用本发明技术来成型的精确填充的容器(例如，方法限定的产品)。提供了清洁此类系统的方法，该方法包括在系统同时成型和填充容器时将气体吹过接触液体产品的疏水表面以从疏水表面移除残留液体。一些实施例包括残留液体包括液体产品的情况。其他实施例包括残留液体包括清洁溶液的情况。
34.现在参考随本文提供的几个附图，示出了根据本发明技术的系统及其操作的实施例并且该系统大体被引用为附图标记10。图1至图7示出了使用根据本发明技术的系统10来同时成型和填充容器c的顺序的实施例。如将从以下描述中理解的那样，系统10和相关联方法利用液体产品来施加使预成型件12膨胀或进一步膨胀以呈现模腔16的形状所需的压力，从而通过液体产品同时成型和填充所得容器c。
35.系统10包括由附图标记100表示的分配装置，或者在设想多件式分配装置的情况下，分配装置可由附图标记100和200表示。例如，在分配装置包括压力源的情况下，诸如属于andison等人的美国专利第8,435,026号或属于andison等人的美国专利第8,858,214号中的压力源20所述的，压力源20可位于本公开的图1至图7中的附图标记100处。在分配装置包括压力源和伺服系统的情况下，诸如由discma ag于2018年6月28日提交的初始公布号wo/2019/002944描述的压力源20和伺服系统60，压力源和伺服系统可位于本公开的图1至图7中的附图标记100处。在分配装置包括多件式压力源的情况下，诸如由2019年6月27日提交的属于sieradzki的美国临时专利申请第62/867,546号中的压力源20和液压增压器60所描述的，在本公开的图1至图7中，附图标记100处并且液压增压器可位于附图标记200处。在分配装置包括两级注射单元的情况下，诸如在属于m.barr klaus的美国专利第5,863,567中描述的两级注射单元或可购自milacron llc(俄亥俄州辛辛那提市)的被称为mold-masters e-multi的两级注射单元llc，两级注射单元可在本公开的图1至图7中位于参考数字100处。
36.分配装置(无论是一件式100还是多件式100、200)配置为接收液体产品并且分配液体产品的装料。系统10可包括提供用于成型和填充容器的液体产品的来源的储液器400。阀52被可打开以允许分配装置100、200接收来自储液器400的液体产品。多个储液器400可被提供以用于多种液体产品，并且可包括导管和阀门以选择性地将多个储液器(未示出)中的每个联接到系统10的其余部分。储液器400可以各种方式联接到分配装置(例如，一件式100或多件式100、200)并且可经由一个或多个阀选择性地联接到系统10的其他部分；例如，参见阀52、54、76、68、80。
37.导管300将分配装置100、200流体联接到吹嘴22。因此，液体产品的装料通过导管300分配到吹嘴22，在该吹嘴处，液体产品的装料由吹嘴22传送到模具14内的预成型件12中。导管300可以各种方式配置并且包括各种阀门(例如，参见阀52、54、76、68、80)。在系统
10采用一件式分配装置100的情况下，分配装置100可从分配装置引导液体产品的装料，使其通过导管100并通过例如打开阀54、76而使其通过吹嘴。在系统10采用两件式分配装置100、200的情况下，分配装置的第一部分可包括100处的压力源，该压力源可将液体产品的装料传送到分配装置的第二部分，该第二部分可包括200处的液压增压器，其中阀54、78打开。然后，当阀78、76打开时，200处的液压增压器可向吹嘴22提供液体产品的装料。
38.系统10同时成型和填充容器的操作可包括以下方面。参考图1至图2，系统10通常可包括具有模腔16的模具14、分配装置100、200、吹嘴22、导管300、拉伸杆26以及当系统同时成型和填充容器时接触液体产品的疏水表面。图中所示的示例性模腔16包括两个半模30、32，它们配合以限定对应于所得容器c的期望外部轮廓的内表面34。模腔16可从打开位置(图1)移动到闭合位置(图2)，使得预成型件12的支撑环38可被捕获在模腔16的上端处。预成型件12可由聚酯材料形成，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，预成型件可具有类似于具有大致柱形截面的试管的形状，并且可具有为所得容器c的高度的约百分之五十(50％)的长度。支撑环38可用于通过各个制造阶段以及在各个制造阶段承载预成型件12或对该预成型件进行定向。例如，预成型件12可由支撑环38承载，支撑环38可用于帮助将预成型件12定位在模腔16中，并且最终消费者可使用支撑环38来承载塑料容器c(一旦被制造)。
39.吹嘴22通常可限定用于从分配装置100、200接收液体产品的入口50和用于将液体产品的装料传送到预成型件12中的出口56。将液体产品接收到预成型件12中可与打开阀54同时发生，该阀定位在用于液体产品的装料进入预成型件12的传送路径中，在该路径中装料从分配装置100、200经由导管300通过吹嘴22并且到预成型件12中。另一个阀76可定位在吹嘴22内以控制将液体产品递送到预成型件12中，其中当吹嘴22将一部分液体产品传送到预成型件12中以使预成型件12朝向模腔16的内表面34部分膨胀时，阀76打开。应当理解，出口56可限定成与支撑环38附近的预成型件12互补的形状，使得吹嘴22可在成型/填充过程期间与预成型件12联接或容易地接合或配合。在某些实施例中，吹嘴22可限定开口58，其用于可滑动地接收用于启动预成型件12的机械拉伸的拉伸杆26。
40.如图所示，导管300可将分配装置(无论是一件式100还是多件式100、200)流体联接到吹嘴22。导管300也可流体联接到其他部件，例如，如延伸到分配装置100、200的任一侧的阀和导管300部分所示。此类其他部件可包括一个或多个产品储液器(例如，储液器400)、再循环系统或回路、清除或冲洗系统等。导管300还可配置为歧管(例如，图9a至图9b)，该歧管提供多个分支点以将分配装置100、200联接到多个吹嘴22以及相应的多个预成型件12和模具14。
41.作为本发明技术的一部分的疏水表面可包括当系统10同时成型和填充容器c时系统10的接触液体产品的任何表面。系统10的多个部分的多个表面可包括疏水表面，其中此类疏水表面可以是相同类型或形式的疏水表面或不同类型或形式的疏水表面。具体地，疏水表面可形成分配装置100、200、吹嘴22、导管300、拉伸杆26和/或储液器400中的产品接触表面的一部分。
42.液体产品可从分配装置100、200在高温(例如，高于室温)下引入预成型件12和所得塑料容器c中。例如，分配装置100、200可包括加热器或热交换器以将热能传递到液体产品。作为另一个示例，在分配装置100包括两级注射单元的情况下，第一级可包括加热器，该加热器配置为向液体产品施加热能以降低液体产品的粘度。液体产品的温度增加因此可向
两级注射单元的第二级提供加温和降低粘度的产品。
43.根据以下方面，系统10可进一步进行操作以同时成型和填充塑料容器c。在某些实施例中，预成型件12可在被引入模腔16之前通过蒸汽或其他方式进行消毒。通过使预成型件12经受消毒技术(例如，蒸汽和/或加热)，可产生无菌预成型件和所得容器，因为分配装置100、200可配置为以消过毒或无菌的方式分配液体产品的装料。因此容器c不需要通过热填充过程形成。对预成型件12进行消毒的其他示例包括与一种或多种不同的消毒介质(诸如液体过氧化物)的接触。预成型件12也可通过超过212℉(100℃)的烘箱并且几乎立即进行成型和填充，并且然后可将所得的已填充容器c加盖。由此，空容器暴露于其可能被污染的环境中的机会最小化并且可减小无菌填充的成本和复杂性。
44.预成型件12可放置到模腔16中；参见图1至图2。例如，机器(未示出)可将加热到大约190℉至250℉(约88℃至121℃)之间的温度的预成型件12传送到模具14，其中预成型件12被封装在模腔16中。当预成型件12放置到模腔16中时，分配装置100、200可开始对液体产品进行操作以准备分配液体产品的装料。模腔16的半模30、32可闭合由此捕获预成型件12；参见图2。吹嘴22可在预成型件12的最后形成密封。模腔16可被加热到约250℉到350℉(约93℃到177℃)之间的温度以便施加在所得容器c内的增加的结晶度水平。在其他实施例中，模腔16可设置在约32℉至90℉(约0℃至32℃)之间的环境温度或低温。
45.现在转向图3，拉伸杆26可延伸到预成型件12中以启动机械拉伸。参考图4，拉伸杆26继续拉伸预成型件12，由此使预成型件12的侧壁变薄并形成已拉伸预成型件12。分配装置100、200可完成液体产品的装料的准备。液体产品的装料可对应于适合成型和填充所得容器c的适当体积。在某些实施例中，导管300可配置有歧管(例如，图9a至图9b)，该歧管可提供多个分支点以将分配装置100、200流体联接到可与多个预成型件12和模具14相关联的多个吹嘴22。在此类情况下，液体产品的装料可设置大小以使得装料通过导管300中的歧管进行的划分可提供适当大小的部分，这些部分可被引导到对应吹嘴22、预成型件12和模具14。
46.具体参考图5，分配装置100、200然后可开始分配液体产品的装料，其中装料通过导管300并通过吹嘴22传送到预成型件12中。针对一件式分配装置100，将液体产品的装料分配到预成型件12中遵循了图5所示的箭头的路径。在采用多件式分配装置100、200的情况下，液体产品的装料可从附图标记100通过导管300到达附图标记200，其中液体产品的装料然后通过导管300返回并进入吹嘴以用于传送到预成型件12。阀54、76、78可用于控制液体产品的装料从相应的一件式或多件式分配装置100、200和吹嘴22最终到预成型件12的移动。
47.在图5中箭头所示的示例中，阀54、76(如果存在)可定位在打开状态以将液体产品从分配装置100提供至吹嘴22。由此，液体产品通过导管300传送到吹嘴22并通过阀76进入已拉伸预成型件12以使已拉伸预成型件12朝向模腔16的内表面34部分膨胀，从而形成部分膨胀的预成型件12。由于液体产品使已拉伸预成型件12朝向模腔16的内表面34部分膨胀，因此预成型件12内的任何残留空气可通过限定在拉伸杆26中的通道74排出。分配装置100、200可配置为在一定时间段内并以一定压力提供液体产品以便通过产品同时成型和填充容器c。
48.液体产品的装料被示为从图6中的分配装置100、200分配，其中预成型件12完全膨
胀以接触模具14的内表面34以便成型所得容器c，其中液体产品保留在容器c中作为最终产品。在所示的示例中，液体产品的装料的完全分配遵循图6所示的箭头的路径。然而，如本文所述，液体产品的装料可通过导管300从分配装置的第一部分100(例如，压力源)传递到分配装置的第二部分200(例如，液压增压器)并且然后传递到吹嘴22上。由于液体产品使部分膨胀的预成型件12进一步朝向模腔16的内表面34膨胀，因此预成型件12内的任何残留空气可通过限定在拉伸杆26中的通道74进一步排出。此时可从容器c取出拉伸杆26。
49.如上所述，当系统10同时成型和填充容器c时接触液体产品的疏水表面可形成分配装置100、200、吹嘴22、导管300和/或拉伸杆26的一部分。在某些实施例中，疏水表面可以是从分配装置100、200形成液体产品的装料的位置、液体产品的装料通过导管300的路径、通过吹嘴22至液体产品的装料传送到预成型件12的位置提供与液体产品的连续接触的表面。由此，沿着液体产品的装料从分配装置100、200到预成型件12的整个行进路径的任何产品残留物可被最小化。在系统10包括储液器400的情况下，分配装置(例如，一件式100或多件式100、200)配置为从储液器400接收液体产品。因此，当液体产品移动通过储液器400、分配装置(例如，一件式100或多件式100、200)、吹嘴22、导管300和拉伸杆26时，疏水表面与液体产品接触。
50.如图7所示，分配装置100、200已经完成液体产品的装料的分配，其中适当体积的液体产品到新成型的塑料容器c的传送完成。与此同时或在此之后，拉伸杆26可从模腔16内的已成型和填充的容器c完全抽出，同时继续通过通道74排出任何残留空气。在某些实施例中，拉伸杆26可设计成当其从模腔16中取出时置换预定体积的产品，由此允许所得塑料容器c内的产品的期望填充水平。通常，期望填充水平可对应于塑料容器c的支撑环38的的水平处于或接近该支撑环的水平。在拉伸杆26的表面包括疏水表面的情况下，当从已成型和填充的容器c中取出拉伸杆时，疏水表面可使粘附或连附到拉伸杆26的任何残留产品最小化。
51.此时，成型和填充周期完成。半模30、32可分离，吹嘴22可被取出，并且产品填充的容器c从模具14移除。已成型和填充的容器c现在可根据需要进行各种后成形步骤，包括各种封盖、贴标签和包装操作。分配装置100、200可开始另一个循环以准备另一个液体产品的装料。另一个预成型件12可定位在模具14内。尽管未具体示出，但应当理解系统10可包括用于将信号传送到各种部件中的一者或多者的控制器。由此，分配装置100、200、模具14、吹嘴22、拉伸杆26和各种阀门可根据由控制器传递的一个或多个信号进行操作。还设想了控制器可用于根据给定应用调整与这些部件相关联的各种参数。
52.图8a至图8b是歧管800a、800b的实施例的示意图，该歧管可合并到用于将分配装置100、200流体联接到多个吹嘴22的导管300中。具体地，导管300可结合歧管800a、800b的实施例之一，每个歧管具有流体联接到多个吹嘴22和模具14的多个分支805。歧管800a、800b的每个分支805可包括阀(未示出)，该阀可允许液体产品被选择性地引导到某些分支805或所有分支805。图8a示出了二分叉歧管，该二分叉歧管可用于将来自分配装置100、200的液体产品的装料分开到两个吹嘴22中，每个吹嘴22联接到相应的预成型件12和模具14。图8b示出了四分叉歧管，该四分叉歧管可用于将来自分配装置100、20的液体产品的装料分开到四个吹嘴22中，每个吹嘴22联接到相应的预成型件12和模具14。作为导管300的一部分，此类歧管可包括一个或多个疏水表面，这些疏水表面在系统10同时成型和填充容器c时
与液体产品接触。
53.提供了用于同时通过液体产品成型和填充容器的清洁系统的方法。此类系统包括在本文中描述和在图中示出的各种系统。具体地，清洁方法包括当系统同时成型和填充容器时，将气体吹过接触液体产品的疏水表面以从疏水表面移除残留液体。残留液体可包括来自先前成型和填充操作的残留产品和/或用于冲洗和清洁系统的清洁溶液。气体也可以是干燥气体或低湿度气体(例如，完全干燥的二氧化碳、干燥的氮气)以帮助移除和蒸发残留液体。可将气体吹过液体产品行进以成型和填充所得容器的路径。气体也可沿各个方向吹过系统和系统的子部分。例如，在疏水表面是分配装置、吹嘴、导管、拉伸杆和/或储液器的一部分的情况下，可打开各种阀并且使气体吹过其中。进一步的示例包括当阀78和76打开时通过阀80引入气体，当阀52、54、76、78、80打开时通过分配装置100、分配装置200和/或储液器400引入气体。系统的各个部分也使气体连续吹过其中。示例包括在阀54和76打开的情况下将气体吹过分配装置100，在阀80打开或阀78和76打开的情况下将气体吹过分配装置200，在阀52、54、76打开的情况下将气体吹过储液器400，包括执行此类步骤的各种顺序。因此减少了污染，减少了系统内的残留液体的停滞或干燥，并且减少了拆卸系统部分以对其进行有效清洁的需要。
54.用于通过液体产品同时成型和填充容器的清洁系统的方法相应地使不同液体产品之间的污染最小化，包括在系统包括用于多于一种类型的液体产品的多于一个储液器的情况。可在系统的关闭或存储之前执行清洁以使得系统中的残留液体产品最小化。也可在不同液体产品的连续分配操作之间执行清洁。
55.虽然本公开考虑了pet容器的生产，但应当理解的是，其他聚烯烃材料(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚酯等)以及许多其他塑料可使用本发明技术来处理。
56.本发明技术可实现以下益处和优点。本发明的系统和使用此类系统的方式可通过表现出低表面张力、高粘度和/或具有与某些表面的亲和力或甚至反应性的液体产品成型和填充容器。减小到基本上消除残留产品或清洁溶液是可能的。最小化液体产品与液体产品接触的表面部分的任何粘附、粘连或反应可显著改进此类产品在同时成型和填充容器时的处理和传送。通过系统传送准确限定的产品的装料或数量的能力有助于优化过程。例如，预成型件可设计成在限定模具体积内膨胀限定量，其中现在可应用更准确限定的液体产品的装料来形成预成型件并将其填充到所得容器中。附加的益处和优点与系统的改进清洁有关，因为疏水液体传送表面有助于移除任何残留液体产品或清洁溶液，其中残留液体可成珠状并且具有与疏水液体传送表面的最小接触，并且更容易由加压气体吹出系统。
57.提供示例性实施例以使得本公开将是彻底的，并且示例性实施例将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节(诸如具体部件、设备和方法的示例)以提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用特定细节，示例性实施例可以许多不同的形式体现，并且其都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的设备结构和众所周知的技术。可在本发明技术的范围内对一些实施例、材料、组合物和方法进行等效的改变、修改和变化，具有基本上类似的结果。