DE2717294C3

DE2717294C3 - Verfahren zum Erhöhen der mechanischen Festigkeit der zylindrischen Mündung von vorgeformten flaschenförmigen Behältern aus hartem, thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2717294C3
Application number: DE2717294A
Authority: DE
Inventors: Erling Ingvar Aakarp Nilsson (Schweden)
Original assignee: Tetra Pak Rausing and Co KG
Current assignee: Tetra Pak GmbH and Co
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1980-05-08
Also published as: AU2441277A; FR2348802B1; SE404669B; DE2717294A1; GB1573534A; SE7604510L; IT1076702B; DE2717294B2; CH618626A5; JPS52127976A; NL7704328A; AU511918B2; US4158692A; FR2348802A1; CA1101173A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der mechanischen Festigkeit der zylindrischen Mündung von vorgeformten flaschenförmigen Behältern aus hartem, thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Hart-PVC oder aus Kunststoff auf Acrylnilrilbasis, Wobei ein Dor in die Mündung eingeführt wird, der einen giößeren Durchmesser als Hi» Mündung hat.

Aus der DE-OS 27 17 294 ist ein Verfahren bekannt, flach welchem Kunststoffrohre di'-ch Hindurchziehen eines Doms mit größerem Durchmesser verfestigt Werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch mit Temperaturen im Bereich von 10O⁰C bis I3O°C gearbeitet und es sollen Durchmesservergrößerungen von 200% erzielt werden.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ohne eine wesentliche Vergrößerung des Durchmesse", der Mündung die Festigkeit der Mündung so erhöht werden kann, daß beim Eindrücken eines Verschlusses keine Spannungsrisse entstehen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein Dorn, dessen Durchmesser 4 bis 12% größer ist als der Innendurchmesser der Mündung, bei einer Temperatur des Kunststoffs zwischen 25°C und der Erweithungstemperalur in die Mündung eingeführt und in der Mündung 2 bis 3 Sekunden lang belassen wird.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der Dorn eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem sich Verjüngenden Vorderende hat und daß sein Durchmcsler 4 bis 12% größer als der Innendurchmesser der Mündung ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstellend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen bekannten Behälter;

Fi g, 2 einen Schnitt durch die Mündung des Behälters nach F i g, 1 mit eingesetztem Deckel; und

F i g. 3 einen Schnitt durch die Mündung des Behälters nach Figii vor dem Einsetzen des Deckels sowie in Ansicht einen Dorn zur Aufweitung der Mündung.

Fig. I zeigt einen Behälter bekannter Art. Der Behälter hat einen im wesentlichen konischen oberen Teil 1, der aus einem Hart-Kunsistoff auf Acrylnitrilbasis gefertigt ist. Der obere Teil 1 ist dicht mit einem unteren, im wesentlichen zylindrischen Teil 2 aus dem gleichen Werkstoff verbunden. Der untere Teil 2 ist an seinem Unterende mittels eines einstückigen halbkugeligen Bodens 3 abgeschlossen. Der zylindrische Teil 2 sowie der Boden 3 sind von einem zylindrischen Mantel 4 aus Papier umschlossen, der sich gering unter den halbkugeligen Boden 3 des zylindrischen Teils 2 erstreckt und eine Standfläche bildet. Eine am oberen Ende des Behälters ausgebildete Mündung ist mittels eines Deckels 5 aus weichem Kunststoff verschlossen.

Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß der obere Teil 1 an seinem Oberende einen Mündungsbereich 6 aufweist, in > dem ein nach innen geflanschter Hals 7 des oberen Teils eine Mündung 8 (vgl. F i g. 3) umgrenzt Der Deckel 5 ist auf die Mündung 8 aufgesetzt Der Deckel hat einen länglichen, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 9, der am unteren Ende des Deckels von einem Flansch 10 begrenzt ist, der eine konische Eintrittsfläche aufweist. Der Flansch 10 liegt am Unterende des Halses 7 an und häit dadurch den Decke! in der rviündung.

Wenn der Behälter nach dem Füllen einen Deckel erhalten soll, wird er in einer Verschließmaschine in einer solchen Stellung angeordnet, daß die Mündung gerade unter einem Dorn liegt der an seinem Unterende einen Deckel 5 trägt Während des Verschließen wird der Dorn relativ schnell nach unten in Richtung der Mündung bewegt und der Flansch 10

JO des Deckels 5 wird dabei nach unten in die Mündung 8 gedrückt Die Eintöhrung des Deckels in die Mündung wird durch die Abrundung der Ränder der Mündung, sowie dadurch erleichtert daß der Flansch 10 an seinem Unterende eine konische F.intrittsfläche hat. Da der Deckel aus relativ weichem Werkstoff besteht, ist er zusammendrückbar, so daß er unter einer gewissen Ausweitung des Halses 7 der Mündung 8 in diese eintreten kann: wenn der Deckel 5 die Lage nach r i g. 2 erreicht hat dehnt er s'ch wiedc aus.

■to Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und großen Kraft mit der der Deckel 5 aufgesetzt wird, entstehen bisher häufig während des Versclilicßens im Hals 7 der Behälter feine Risse. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß der Hart-Kunststoff, aus dem der Behälter besieht, siark zum Reißen neigt, wenn er in kaltem Zustand eine Verformung erfährt Diese Reißneigung wird noch durch den Umstand verstärkt, daß infolge des Form Vorgangs während der Fcriigung des oberen Teils 1 der Werkstoff im Mündungsbercich 6 eine axiale Molekülausrichtung erfahren hat, die eine erhöhte Gefahr von Axialrißbildungen mil sich bringt Dieses Risiko erhöht sich weiter, wenn der Behälter s'ark gekühlt wird; dies ist der Fall, denn durch das Abfüllen von ι. B. Bier mit einer Temperatur von etwa 4"C. das unmittelbar vor dem Verschließen staltfindet, wird die Hasche bzw. der Behälter auf eine entsprechende Temperatur abgekühlt. Wenn der Behälter vor dem Füllen außerdem aus einem kalten !.ager entnommen wurde, kann er im Winter häufig eine Temperatur bis zu einigen Grad unter dem Gefrierpunkt aufweisen.

Fs wurde festgestellt, daß bei dem Verfahren nach der Erfindung eine Rißbildung vollständig ausgeschlossen wird« Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf F i g. 3 erläutert. Die Figur zeigt die Mündung 8 friit dem

6S nach innen geflanschten Hals 7, wo bisher besonders häufig Risse aufgetreten sind. Dabei wird ein Dorn 11 mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 12 und einem daran angrenzenden, sich verjüngenden, z. B.

halbkugeligen Vorderende 13 abwärts in die Mündung bewegt. Der zylindrische Abschnitt 12 des Dorns II hat einen Durchmesser, der um 4—12% größer als der Innendurchmesser der Mündung 8 ist, so daß durch das Einführen des Dorns 11 in die Mündung diese vorübergehend leicht aufgeweitet und ihr Durchmesser vergrößert wird. Das Erweitern bewirkt ein Dehnen des Werkstoffs im Hals 7, so daß die Moleküle in Umfangsrichtung ausgerichtet werden; in Verbindung mit der urspiünglichen axialen Ausrichtung der Moleküle hat dies zur Folge, daß der Werkstoff im Hals 7 biaxial ausgerichtet wird, wodurch die Kapazität des Werkstoffs, mechanischen Spannungen ohne Rißbildung standzuhalten, erheblich gesteigert wird. Die Behandlung der Mündung ist eine Kaltbearbeitung, d. h. sie erfolgt, wenn die Temperatur des Kunststoffs der Mündung niedriger als seine Erweichungstemperatur, jedoch etwas höher als die Umgebungstemperatur, z. B. zwischen 25 und 75°C, ist Das Einführen des Dorns 11 erfolgt mit relativ geringer Geschwindigkeit, und der Dorn verweilt 2 bis 3 Sekunden in der Mündung. Eine typische Einführgeschwindigkeit des Dorns ist 0,2 m's, und hat z. B. die Mündung vor dem Bearbekungsvorgang durch den Dorn 11 einen Durchmesser von 20 mm, der zylindrische Abschnitt 12 des Dorns 11 einen Durchmesser von 21J mm, so hat die Mündung 8 nach dem Herausziehen des Dorns einen Durchmesser von etwa 20,2 mm.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrenumfaßt den axial verschiebbaren Dorn 11, der in den Behälter einführbar ist. Der Dorn 11 umfaßt den im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 12 und das sich verjüngende Vorderende 13, das z. B. halbkugelig ausgebildet ist.

Wenn der Behälter nach der Fertigung einem Drucklufttest unterworfen wird, kann die Vorrichtung in die Druckprüfstation integriert sein. Der Dorn 11 weist in diesem Fall einen axial verlaufenden Druckluftkanal auf, der am unterer Ende des Dorns endet Wenn ein Behälter die Drucknrüfstation erreicht, wird er in seiner Lage unter derp Dorn 11 festgelegt Der Dorn wird in die Mündung des Behälters eingeführt und erweitert diese, während er mit der Innenfläche des Halses 7 in engem Kontakt steht. Gleichzeitig erfolgt die Druckprüfung des Behälters, indem Druckluft durch den Kanal im Dorn U in den Behälter eingeführt wird. Der Druck wird während einer bestimmten Ze: aufrechterhalten, dann wird eine etwa auftretende Pruckdifferenz gemessen und der Dorn 11 aus der Mündung 8 herausgezogen. So ist die Bearbeitung des Halses 7 gleichzeitig mit dem üblichen Herstellungsprozeß und ohne zusätzlichen Zeitaufwand durchführbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erhöhen der mechanischen Festigkeit der zylindrischen Mündung von vorgeformten flaschenförmigen Behältern aus hartem, thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Hart-PVC oder aus Kunststoff auf Acrylnitrilbasis, wobei ein Dorn in die Mündung eingeführt wird, der einen größeren Durchmesser als die Mündung hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dorn, dessen Durchmesser 4 bis 12% größer ist als der Innendurchmesser der Mündung, bei einerTemperatur des Kunststoffs zwischen 25° C und der Erweichungstemperatur in die Mündung eingeführt und in der Mündung 2 bis 3 Sekunden lang belassen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (11) eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem sich verjüngenden Vorderende hat und daß sein Durchmesser 4 bis 12% größer als der innendurchmesser der Mündung (S) ist.