DK147417B - Hul plastgenstand - Google Patents

Description

i 147417 o

Den foreliggende opfindelse angår en hul plastgenstand, der er fremstillet ved trykstøbning af termoplastisk plastmateriale omkring en blæsekerne i en trykstøbeform og videreformgivet ved påfølgende blæseformning i en 5 blæseform.

Plastgenstande, der er fremstillet på denne måde, frembyder en række fordele. Man kan således til fremstilling af genstanden vælge blandt et stort antal forskellige plastmaterialer, og genstanden har typisk en stor målnøj-10 agtighed og skal ikke efterbearbejdes efter fremstillingen.

Afhængigt af genstandens udformning og typisk for genstande, hvor det om blæsekernen støbte plastmateriale har en stor udstrækning i længden i forhold til tværmålet, kan der under fremstillingen i plastmaterialet og/-15 eller i blæsekernen forekomme temperaturforskelle, som bevirker, at den formblæste genstand har unøjagtige mål, har kastet sig, eller i værste fald er kassabel.

For at modvirke disse mangler hos genstanden foreslås det ifølge opfindelsen, at genstanden består af et 20 forformet indre hylster af termoplastisk materiale, der ved trykstøbning i trykstøbeformen, i hvilket det indre hylster var påsat blæsekernen, er blevet påstøbt et ydre lag af termoplastisk materiale, hvilket laminerede plast-råemne er blevet videreformgivet ved blæseformning i blæ-25 seformen, og at hylsteret og det ydre lag klæber til hinanden over i hovedsagen hele deres indbyrdes kontaktflade.

Det har vist sig, at man ved disse foranstaltninger også ved genstande, der har en stor længdeudstrækning i forhold til deres tværmål, i vidt omfang har kunnet und-30 gå de førnævnte ulemper og mangler hos den færdige genstand, formodentlig fordi hylsteret under trykstøbningen af råemnet virker som et varmeisolerende lag mellem kernen og det trykstøbte plastmateriale og derved bevirker en mere ensartet temperatur både i dette og i kernen. Sam-35 tidig opnås en lamineret genstand, hvori de indgående plastlag er indbyrdes forbundne og danner en i ét stykke sammenhængende genstand.

147417

O

2

Denne fordelagtige virkning kan opnås, selv om hylsterets termoplastiske materiale har samme egenskaber som det termoplastiske materiale i det ydre lag, eller når der er tale om samme termoplastiske materiale i hylst-5 eret og det ydre lag.

Ved en foretrukken udførelsesform for genstanden ifølge opfindelsen foretrækkes det imidlertid, at det indre hylster har egenskaber, der adskiller sig fra det ydre lags egenskaber. Herved kan man opnå, at genstanden 10 opfylder krav og specifikationer, som vanskeligt kan opfyldes af en genstand bestående af materialer med samme egenskaber.

Det indre hylster kan således bestå af plastmateriale med egenskaber såsom uigennemtrængelighed for gas-15 arter og/eller uopløselighed i væsker, mens det ydre lag kan bestå af plastmateriale med egenskaber såsom stor mekanisk styrke og/eller lav pris.

Ved på denne måde at udforme genstanden ifølge opfindelsen som et laminat af to lag med forskellige egen-20 skaber kan den finde anvendelse på en række områder som f.eks. til beholdere til drikkevarer eller til flydende, delvis flydende eller pastaagtige madvarer, hvor man hidtil har anvendt beholdere af andre materialer såsom glas eller fortinnet blik, og hvor det indre lag eller hylste-25 ret er tyndt og indifferent overfor beholderens indhold og samtidig udgør en oxygenbarriere, mens det ydre lag meddeler beholderen fornøden styrke til håndtering, stab-ling og transport.

Ved en særlig udførelsesform for opfindelsen har 30 det ene af de to plastmaterialelag i genstanden en diskontinuitet, som er udfyldt med materiale fra det andet lag.

Hvis dette andet lag er hylsteret eller det indre lag, kan genstanden anvendes til beholdere, hvor diskon-35 tinuiteten danner en udtømningsåbning, som, indtil beholderen benyttes første gang, forsegler beholderens indhold med materialet fra det andet lag.

O

3 147417

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser i længdesnit et hylster, der er beregnet til at omgive en blæsekerne af den type, som er 5 egnet for fremstilling af en formblæst flaske, fig. 2 i længdesnit en råemneform med blæsekernen overdækket med det i fig. 1 viste hylster, fig. 3 et længdesnit med blæsekernen trukket op af råemneformen med råemnet på, 10 fig. 4 et længdesnit med blæsekernen i blæsestil- ling i en blæseform, hvis hulhed er formet til dannelse af en flaske, fig. 5 skematisk en vakuumform, hvori et hylster kan formes, 15 fig. 6 skematisk en holder for opstablede hylstre og en blæseform i stilling overfor en blæsekerne, fig. 7 i perspektiv et materialelag med et antal formede hylstre, inden disse er afskåret og opstablede, og fig. 8 et snit gennem en beholder med en kontinu-20 erlig foring, der dækker over udtømningsåbningen.

Fig. 1 viser et hylster 1 til en blæsekerne, som skal benyttes i en påfølgende støbeproces, hvor hylsteret har en indvendig overflade, der nøje svarer til blæse-kernens udvendige flade. Hylsterets tykkelse kan variere.

25 Således kan dets sidevægge 2 være ganske tynde, såsom mellem 0,025 og 0,5 mm, mens dets bund 3 kan være to til ti gange så tyk som sidevæggene og have en form, som er indrettet på en sådan måde, at den flugter med råemneformen. Hylsterets kant 4 kan svare til den øverste del af den 30 hule genstand, som skal fremstilles. Sådanne hylstre kan fremstilles af en række plastmaterialer til rimelig pris og efter metoder, som er velkendt inden for faget, f.eks. varmformning, pulverovertrækning og støbning, og ved hjælp af andre metoder, som er velkendt indenfor fremstilling 35 af tyndvæggede, formede plastartikler.

147417

O

4

En metode til formning af hylstrene vises i fig.

5, 6 og 7, hvor et ark 20 af det materiale, hvoraf hylsteret skal fremstilles, efter at være opvarmet til en temperatur, ved hvilken dette materiale kan deformeres, an-5 bringes i stilling ud for åbningen i en hylsterform 21, hvorefter der gennem en ledning 22 dannes vakuum i hylsterformens formhulhed, og arket omdannes til den ønskede form ved vakuumformning, det vil sige ved en strækningsproces som efter sin natur medfører, at arket bliver tyndere. Ad-10 skillige hylstre, som er formet på denne måde, kan nu stables op på hinanden og anbringes i en holder 23, se fig. 6, som kan bringes i stilling ud for en blæsekerne 5 i en form-blæsemaskine. Dannelsen af hylsteret 1 kan ske ét ad gangen eller kontinuerligt, idet begge fremgangsmåder er vel-15 kendte indenfor dette fagområde. Hvis det sker kontinuerligt, kan det, som produceres ved formningsprocessen, svare til den formede materialebane 24 i fig. 7, hvori partier 25 er formet på en sådan måde, at de svarer til den i fig. 5 viste form 21, og forbindes af partier af den ikke 20 deformerede materialebane 26. Som alternativ til at anbringe hylstrene i en holder 23 som i fig. 6, kan en sådan materialebane 26 føres frem over blæsekernen 5 på en sådan måde, at den ene formede del 25 efter den anden, kommer i stilling i forhold til blæsekernen 5. Det er 25 klart, at de formede hylstre må løsgøres fra materialebanen 26. Dette kan imidlertid ske enten før eller efter, at hylstrene 1 anbringes over blæsekernen 5.

Som et yderligere alternativ kan en ikke-defor-meret materialebane bringes i stilling i forhold til blæ-30 sekernen, og blæsekernen selv kan da benyttes til at forme hylsteret i materialebanen.

Dersom hylstrene 1 anbringes på blæsekernen fra en holder 23 som den i fig. 6 viste, kan man eksempelvis få dem til at sidde fast på blæsekernen 5 på følgende qe made: Efter at holderen 23 og blæsekernen 5 er i stilling ud for hinanden, indsættes blæsekernen relativt løst i 147417 5 o det første hylster i stabelen. Hylstrene i holderen er ikke fast stablet og kan om fornødent holdes en smule adskilt fra hinanden ved hjælp af luftstråler, som virker imellem hylstrene. Når blæsekernen 5 først er indsat på 5 denne måde, kan der tilsluttes vakuum gennem blæseåbnin-gen 15, hvormed blæsekernen er udstyret for at kunne blæse råemnet til dets endelige form, og hylsteret kan derved blive trykket imod blæsekernen på en sådan måde at det derefter vil blive siddende på denne. Derefter fjernes blæ-10 sekernen 5 med hylsteret, som sidder fast derpå, fra holderen 23, som kan flyttes til siden. Holderen 23 kan naturligvis være indrettet til blot at bære et enkelt hylster 1, som i så fald ville blive indsat i holderen i et opbevaringsafsnit ved siden af aggregatet for senere at 15 kunne overføres til blæsekernen.

Fig. 2 viser en råemneform 6 og et værktøj til dannelse af den åbne ende af den hule genstand, illustreret som en halsring 7. En kanal 8 forbinder råemneformen 6 med et forråd af varm plast, som findes i en cylinder 20 9, hvorfra den smeltede plast kan trykkes ind i råemnefor men 6 af et stempel 10 under tilstrækkelig tryk til, at hulrummet mellem blæsekernen 5 og råemneformen 6 og ligeledes hulrummet indvendigt i halsringen 7, som står i forbindelse med råemneformen, hurtigt kan fyldes.

25 Råemnet 11, der er et laminat, og som indehol der hylsteret 1, som det er formet i det i fig. 2 viste apparat, kan fjernes fra råemneformen 6 sammen med blæsekernen 5 og halsringen 7 som vist i fig. 3, og indsættes i en blæseform 12. Trykmedium fra en ikke vist kilde kan 30 lukkes ind i råemnet 11's indre gennem passager 13, som står i forbindelse med blæseåbninger 15. Blæseformen 12 har en formhulhed 14, som svarer til formen af den hule genstand, der skal fremstilles, og den kan bestå af to halvdele, som kan skilles, når det er nødvendigt for at 35 fjerne den færdige genstand, der er fremstillet deri.

O

6 U7417

Ved gennemførelse af denne fremgangsmåde kan hylstre svarende til det i fig. 1 viste fremstilles ved enhver af de ovenfor omtalte metoder uafhængigt af den formblæs-ningsoperation, som her beskrives. Alternativt kan hylst-5 rene også formes på stedet, som f.eks. ved at lægge plast-råfolie tætsluttende op mod kernen 5. Hylstermaterialet må have deformationsegenskaber, som svarer til eller overgår råemnematerialets ved de temperaturer, som normalt benyttes for at blæse råemnet op i blæseformens hulhed 14.

10 Laminerede råemner, som er fremstillet på den oven for beskrevne måde kan, dersom det ønskes, oplagres, før de blæses op i blæseformen. I en sådan proces fremstilles råemnerne på en kerne, som ikke er en blæsekerne, fjernes fra denne kerne til oplagring, og opvarmes på ny inden blæs-15 ningen, alt efter i faget kendte metoder.

Det materiale, hvoraf hylsteret fremstilles, kan være i stand til at binde på råemnets materiale ved den temperatur, som normalt benyttes til sprøjtestøbning af sidstnævnte materiale. For at lette denne binding kan hylst-20 erets udvendige overflade, som kommer i berøring med råemnet 11's indsprøjtede plast, behandles efter metoder, som er kendt i faget, til at fremme bindingen mellem plastoverflader. F.eks. kan hylsterets udvendige overflade, hvis den skal fremstilles af polyethylen, flammebehandles. I andre 25 tilfælde kan den gøres klæbende ved påføring af et opløsningsmiddel forud for råemnetrykstøbningen. Alternativt kan hylsteret formes af lamineret materiale på en sådan måde, at hylsterets overflade, som kommer i berøring med den indsprøjtede plast, er i stand til at binde på denne.

30 Hylsteret 1 behøver ikke at være fremstillet af et enkelt materiale. F.eks. kan hylsterets sidevægge 2 være fremstillet af et materiale, som afviger fra materialet i hylsterets bund 3, som i visse tilfælde kan forsynes med forstærkning for bedre at understøtte råemnet.

35 Når blæsekernens spids er i stilling i råemnefor- men og omgivet af hylsterets bund 3, kan den holdes fast

O

7 147417 imod råemneformens indervæg, dersom det ønskes at stabilisere blæsekernen. Efter at blæsekernen er i stilling, indsprøjtes varm plast i råemneformen gennem åbningen 8 ved hjælp af stemplet 10, som arbejder i trykcylinderen 9. Ef-5 ter indsprøjtningen omgiver den varme plast hylsteret 1 under tryk. På grund af den derved etablerede intime kontakt mellem den varme plast og hylsterets udvendige flade opvarmes hylsteret hurtigt, indtil dets temperatur nærmer sig den indsprøjtede plasts. Ved denne temperatur forøges 10 adhæsionen mellem de to materialer normalt, og hylsterets materiale opvarmes desuden tilstrækkeligt til at gøre hylsteret deformerbart i samme tempo, som der indsprøjtes plast. Som følge deraf indgår hylsteret forbindelse med den indsprøjtede plast til dannelse af det laminerede rå-15 emne 11.

Efter at være anbragt over blæsekernen 5 kan hylsteret 1 dække fluidumpassagen 13, der derved beskyttes mod, at plast, der indsprøjtes under råemnestøbningen, trænger ind i den. Derved forenkles konstruktionen af blæsekernen, 20 og dens virkemåde bliver mere pålidelig.

Under trykstøbningsprocessen isoleres blæsekernen 5 fra den varme plast og beskyttes mod friktionen af den plast, som flyder med stor hastighed og højt tryk omkring blæsekernen.

25 Det er under tiden fordelagtigt, at man inden hylsteret udvides ved blæsning, opvarmer det indefra såvel som udefra, f.eks. ved hjælp af råemnets netop indsprøjtede plast. Dette lader sig uden vanskelighed gennemføre ved at konstruere blæsekernen af et metal, som er en 30 god varmeleder, f.eks. et forholdsvis blødt metal såsom, aluminium, da det ikke behøver at kunne modstå plastens erosionsvirkning vinder indsprøjtningen, og ved at opvarme blæsekernen elektrisk i stedet for at benytte fluidumcirkulation, som det er almindeligt ved trykstøbnings-35 formblæsning, for at modvirke den temperaturstigning, som ellers forårsages af den gentagne indsprøjtning af plast.

O

8 147417

For at forhindre, at blæsekernen deformeres af den indsprøjtede plast, og for derved at forhindre uønskede variationer i råemnevægtykkelsen, kan blæsekernen 5 trykkes fast imod bunden af råemneformen, som det vises 5 i fig. 2. Da hylsteret omgiver blæsekernen, vil faktisk kun hylsteret være i berøring med råemneformen. Da der ikke kan flyde nogen plast ind i dette berøringsområde, dannes der i dette område en diskontinuitet, som svarer til bunden 3 i hylsteret. Hylsteret kan være formet på en så-10 dan måde, at det i bunden 3 har en tykkelse, der svarer til den ønskede tykkelse af den færdige hule genstand på dette sted. I det område, der ligger umiddelbart omkring berøringsområdet mellem hylsteret og råemneformen, er hylsteret fast forbundet med eller sammensmeltet med råemnet.

15 Derved undgås en åbning i det laminerede råemnes væg.

Efter formning af råemnet ved trykstøbning og hylsterets forening med den indsprøjtede plast fjernes blæsekernen 5 fra råemneformen sammen med halsringen 7 og med råemnet 11, som sidder derpå, som det er vist i fig. 3, 20 derefter indsættes den i blæseformen 12, se fig. 4.

Med henblik på nøjagtig placering af blæsekernen 5 i blæseformen 12 kan blæsekernen presses imod bunden af blæseformen, med det laminerede råemnes bund eller hylsterets bund 3 imellem, alt efter omstændighederne. Blæse-25 kernen holdes således i stilling i blæseformen, ligesom den var korrekt placeret i trykstøbeformen. Som næste trin lukkes trykfluidum, i regelen komprimeret luft, ind i det laminerede råemne gennem fluidumpassagen 13 og blæ-seåbningen 15, og råemnet udvides ud i blæseformen 12 for at antage form efter blæseformshulheden 14, således som det er antydet med punkterede streger i fig. 4. Fluidumtrykket opretholdes, indtil den blæste genstand er afkølet tilstrækkeligt i berøring med blæseformen 12's vægge til, at den kan udtages derfra.

En vigtig fordel ved at have et hylster 1 som en bestanddel af et råemne på dettes inderside og ved at forme 35

O

9 147417 et lamineret produkt deraf er, at den færdige genstand 10 får egenskaber, som et enkelt plastmateriale alene ikke har. F.eks. er polyvinylidenchlorid, acrylonitrilpolymere og visse andre plastmaterialer i besiddelse af fortrin-5 lige oxygenspærringsevner, men kun til en temmelig høj pris. På den anden side er polystyren relativt billigt, har ønskelige mekaniske egenskaber, men er samtidig meget gennemtrængeligt for oxygen. For at fremstille relativt billige beholdere med god modstandsevne overfor oxygengen-10 nemtrængning kan man benytte et tyndt hylster af den dyre plast, som er uigennemtrængelig, i forbindelse med polystyren, som skal danne den færdige genstands hovedmasse.

Visse plastmaterialer, f.eks. polyvinylidenchlorid, er vanskelige at håndtere i nogle af de beskrevne proces-15 ser, idet de er tilbøjelige til at falde sammen eller til at klæbe sammen. For at lette håndteringen af sådanne materialer kan selve hylstrene være fremstillet som sammensatte produkter af lamineret folie, hvori sådant materiale, som er vanskeligt at arbejde med, bæres af eller imellem 20 lag af et andet plastmateriale, som kan håndteres uden vanskelighed eller som beskytter imod sammenfald, alt efter hvad der er aktuelt.

En anden vigtig grund til at benytte laminerede hylstre er, at man derved kan tilvejebringe yderligere kom-25 binationer af egenskaber såsom modstandsdygtighed overfor opløsningsmidler, modstandsdygtighed overfor passage af gasser og evne til at klæbe til den plast, som støbes omkring hylsteret. En sådan kombination kan f.eks. opnås ved, at hylsteret fremstilles af en lamineret folie be-30 stående af lag af polyethylen, polyvinylchlorid, polyvinylidenchlorid og polystyren, idet hylsteret omgives med polystyren under råemnetrykstøbningen. Mange af de plastmaterialer, som har gode egenskaber med hensyn til modstandsdygtighed mod gasgennemtrængelighed eller modstands-35 dygtighed overfor opløsningsmidler, er for kostbare til fremstilling af beholdere med stive vægge i handelskvali- 10 147417 o teter. Det drejer sig om f.eks. acetalpolymere, ionomere harpikser, polyallomere copolymere, polycarbonater, polypropylen, polyvinylidenchlorid, acrylonitril- og methacryl-nitrilpolymere, nylon og andre medens andre plastmateria-5 ler såsom polystyren og polyethylen er billige, men ikke har tilstrækkelige egenskaber som gasspærrelagsvirkning eller modstandsdygtighed overfor opløsningsmidler. I mange tilfælde er det materiale, som har de for et givet formål Ønskede egenskaber, ikke direkte foreneligt med det 10 materiale, hvoraf beholderens hovedmasse skal fremstilles, og kræver derfor et yderligere lag imellem sig og beholderens hovedmasse, hvilket lag er foreneligt med begge.

Det vil således ses, at hylstrene kan konstrueres som laminater eller emner bestående af mange lag, for at 15 kunne opfylde en mangfoldighed af krav, der stilles enten af den færdige genstands fremstillingsproces eller til selve den færdige genstand.

Når man skal kunne stole på, at det materiale, hvoraf hylsteret dannes, kan udgøre en barriere mod gas-20 gennemtrængning eller et opløselighedsspærrelag i den færdige beholder, er det vigtigt at vide, om det materiale, man således stoler på, virkelig er til stede i hele det område, der skal beskyttes. For at muliggøre kontrol af den færdige genstand i overensstemmelse med dette krav, 23 kan man fremstille hylsteret af et materiale, som har en farve, der afviger fra farven af det materiale, som indsprøjtes omkring hylsteret, idet sidstnævnte desuden kan gøres transparent eller lysgennemtrængeligt. På denne måde kan enhver diskontinuitet i det beskyttende hylster-30 materiale let konstateres i den færdige genstand ved optisk kontrol.

Alternativt kan de to materialer bringes til at afvige fra hinanden med hensyn til stråletransmissionsegenskaber, f.eks. overfor ultraviolet stråling, og den 35 tilsvarende kontrol kan da udføres ved kendte metoder til konstatering af den relative strålingsintensitet.

O

11 147417

Hylstrene kan kontrolleres forud for den i fig. 2 viste støbeoperation ved gængse metoder.

Det er også muligt at fremstille færdige genstande med et tiltrækkende udseende ved at tilvejebringe 5 forskellige farver og afvigende grader af gennemsigtighed i hylsteret og i det materiale, som indsprøjtes omkring det.

I almindelighed er den beholder, som skal fremstilles, forsynet med et kontinuerligt lag over hele den 10 indvendige overflade. Imidlertid skal undertiden visse afsnit af beholderen være uden et sådant lag. I sådanne tilfælde fremstilles hylsteret med det tilsvarende vægareal udeladt.

I andre tilfælde ønskes det at lade indvendige lag 15 dække områder hvori der er en åbning i beholderen, f.eks. ved en udtømningsåbning, således at indholdet holdes forseglet, indtil beholderen benyttes første gang, f.eks. under et lukke i en pulverbeholder med en sigteåbning.

Sådanne beholdere kan fremstilles som vist i fig.

20 8 ved at anbringe et hylster over hele kernen og blot ind sprøjte plast over udvalgte partier af kernen og derefter blæse det laminerede råemne op i ønsket form til fremstilling af den færdige genstand 17, som har en diskontinuitet 18, der er tildækket med folien 19.