FI69028C

FI69028C - TRYCKHAOLLFAST FLASKA AV PLAST

Info

Publication number: FI69028C
Application number: FI844042A
Authority: FI
Inventors: Kenneth George Mabb
Original assignee: Sodastream Ltd
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1984-10-15
Publication date: 1985-12-10
Also published as: TR21665A; ZW19183A1; NO841967L; NZ205443A; FI844042A0; IT8322893A0; IL69673A; JPS59501544A; AR231952A1; OA07531A; EP0138812A1; ES283040U; KR840005992A; PT77352A; GR81282B; PT77352B; DK225684A; DK151550C; DK151550B; IT1169826B

Description

6902869028

Paineenkestävä muovipullo Tämä keksintö liittyy pulloihin ja tarkemmin sanoen pulloihin, joihin käytössä on tarkoitettu kohdistumaan si-5 säisiä paineita, kuten pulloihin, jotka on tarkoitettu käytettäväksi karbonointikoneissa hiilihappoa sisältävien juomien valmistamiseksi.This invention relates to bottles, and more particularly to bottles intended to be subjected to internal pressures, such as bottles for use in carbonation machines for making carbonated beverages.

Esimerkiksi GB-patenttiselityksessä 1 453 363 tunnetaan sentyyppinen karbonointikone, jossa nestettä, yleensä 10 vettä pannaan pulloon ja pullo ladataan sitten koneeseen. Karbonointiprosessin aikana paineistaa nesteeseen syötetty kaasu pullon. Joskus voivat vialliset tai vahingoittuneet pullot särkyä tämän paineen alaisina. Tästä syystä on pullo tavallaisesti sijoitettu lujan kilven sisälle koneen käyttä-15 jän vahingoittumisen estämiseksi. Tähän saakka on tavallisesti käytetty lasipulloja, koska lasissa ei ole huokosia, jolloin hiilihappoa sisältäviä juomia on voitu säilyttää pitkähköjä aikoja, minkä lisäksi lasin pinta on erittäin sileää, mikä helpottaa karbonointiprosessia. Vaikka monet 20 muovit ovat aivan sopimattomia, on saatavana muoveja, joiden ominaisuudet ovat sellaiset, että niitä voitaisi käyttää pulloihin, joita käytetään karbonointikoneissa. Sellaisten materiaalien esimerkkeihin kuuluvat polyeteeniterefta-laatti (PET), jota laajalti käytetään pulloihin, jotka on 25 tarkoitettu hiilihappoa sisältäviä juomia varten, määrätyt nailonlaadut, polykarbonaatti ja PVDC. Myös muut aineet ovat mahdollisia, ja ne juolahtavat tekniikkaan perehtyneiden lukijoiden mieleen.For example, GB Patent Specification 1,453,363 discloses a type of carbonation machine in which a liquid, usually 10 water, is placed in a bottle and the bottle is then loaded into the machine. During the carbonation process, the gas introduced into the liquid pressurizes the bottle. Sometimes defective or damaged bottles can break under this pressure. For this reason, the bottle is usually placed inside a strong shield to prevent injury to the machine operator. Until now, glass bottles have usually been used because there are no pores in the glass, which makes it possible to store carbonated beverages for long periods of time, in addition to which the surface of the glass is very smooth, which facilitates the carbonation process. Although many plastics are quite unsuitable, plastics are available that have properties such that they can be used in bottles used in carbonation machines. Examples of such materials include polyethylene terephthalate (PET), which is widely used in bottles for carbonated beverages, certain grades of nylon, polycarbonate, and PVDC. Other subjects are also possible, and they come to the minds of readers skilled in the art.

Jos muovipulloa paineistetaan, kunnes se puhkeaa, 30 repeää materiaali tavallisesti auki paineen vapauttamiseksi ja on ehdotettu, että muovipullojen käyttö karbonointikoneissa tekisi suojakilven käytön tarpeettomaksi, koska ei olisi vaaraa lentävästä pullomateriaalista. Kokeet ovat kuitenkin osoittaneet, että jopa jotkut muovipullot, joissa 35 on jäykkä valettu kaulaosa, voivat joissakin tilanteissa revetä niin, että kaula särkyy.If a plastic bottle is pressurized until it bursts, the material will usually rupture to release the pressure, and it has been suggested that the use of plastic bottles in carbonation machines would make the use of a shield unnecessary because there would be no danger of flying bottle material. However, experiments have shown that even some plastic bottles with a rigid molded neck portion can, in some situations, rupture so that the neck breaks.

2 69028 Tämä keksintö pyrkii ratkaisemaan edellä mainitun ongelman ja perustuu muovista tehtyyn pulloon, jossa on yhtenäistä rakennetta oleva ohennettu osa, joka muodostaa ennä Itamäärätyn heikon kohdan, josta pullo puhkeaa ylipainees-5 sa paineen vapauttamiseksi hallitulla tavalla.2,69028 The present invention seeks to solve the above-mentioned problem and is based on a bottle made of plastic with a thinned part of a uniform structure which forms a predetermined weak point from which the bottle bursts under overpressure in a controlled manner.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa on ohennettu osa pullon kaulan alueella, mieluummin pullossa olevan nesteen normaalipinnan yläpuolella ja se tehdään pullon kaulan ruiskupuristuksen aikana. Tällä tavoin määrätään heikenne-10 tyn osan paksuus ennalta tarkoituksenmukaisesti niin, että osa murtuu repeämällä halutussa paineessa välttäen pirstou-tumisvaaran. Sijoittamalla heikennetty osa nesteen normaalipinnan yläpuolelle varmistaudutaan, että paineenalaista nestettä ei suihkua kun puhkeaminen sattuu, mikä tapahtui-15 si, jos pullon runko repeäisi auki.In a preferred embodiment of the invention, the portion is thinned in the region of the neck of the bottle, preferably above the normal surface of the liquid in the bottle, and is made during injection molding of the neck of the bottle. In this way, the thickness of the weakened part is expediently determined in advance so that the part breaks by tearing at the desired pressure, avoiding the risk of fragmentation. By placing the weakened part above the normal surface of the liquid, it is ensured that the pressurized liquid does not spray when the burst occurs, which would happen if the body of the bottle ruptured.

Ohuen kohdan muoto voi vaihdella ja kuten alempana yksityiskohtaisemmin selitetään, voi se esimerkiksi olla tasainen pinta rungon ulkosivulla, ohuempaa ainetta oleva laikka tai ulkopinnalla oleva ura.The shape of the thin section may vary and, as explained in more detail below, may be, for example, a flat surface on the outside of the body, a disc of thinner material, or a groove on the outside.

20 Nyt selitetään kolme keksinnön nimenomaista suoritus muotoa, joita on sovellettu polyeteenitereftalaatista (PET) tehtyihin pulloihin, viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 on etukuva pullon kaulasta, 25 kuvio 2 on sivukuva pullon kaulasta, kuvio 3 on kuvion 2 osittainen leikkaus pitkin viivaa X-X, kuvio 4 on etukuva erään toisen pullon kaulasta, kuvio 5 on sivukuva pullon kaulasta, 30 kuvio 6 on kuvion 5 osittainen leikkaus pitkin vii vaa Y-Y, kuvio 7 on etukuva erään muun pullon kaulasta ja kuvio 8 on kuvion 7 leikkaus pitkin viivaa Z-Z.Three specific embodiments of the invention applied to polyethylene terephthalate (PET) bottles will now be described with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 is a front view of the bottle neck, Figure 2 is a side view of the bottle neck, Figure 3 is a partial section along the line XX in Figure 2; Fig. 4 is a front view of the neck of another bottle, Fig. 5 is a side view of the neck of the bottle, Fig. 6 is a partial section of Fig. 5 along the line YY, Fig. 7 is a front view of the neck of another bottle and Fig. 8 is a section of Fig. 7 along the line ZZ.

Usein käytetty menetelmä valmistettaessa muovipullo-35 ja, esimerkiksi PET-materiaalista, käsittää kaulaosan ja rungon muodostaman esimuodon ruiskupuristamisen, minkä 69028 jälkeen runko puhalletaan lopulliseen muotoonsa. Rungon puhallusvaiheen aikana venyy materiaali huomattavasti ja sen paksuus pienenee. Pullon kaulan muoto ja malli pysyvät muuttumattomina puhalluksen aikana, mistä on seurauksena, 5 että materiaali valmiin pullon kaulan kohdalla on suhteellisen haurasta, huolimatta siitä, että se on paljon paksumpaa kuin runko.A frequently used method of making a plastic bottle-35 and, for example, of PET material, involves injection molding a preform formed by a neck portion and a body, after which the body is blown into its final shape. During the blowing phase of the body, the material stretches considerably and its thickness decreases. The shape and design of the neck of the bottle remain unchanged during blowing, with the result that the material at the neck of the finished bottle is relatively brittle, despite being much thicker than the body.

Kuviot 1-3 esittävät yllä mainitulla menetelmällä valmistetun PET-pullon kaulaosaa. Kaula muodostetaan lopul-10 liseen muotoonsa kun esimuoto tehdään ruiskupuristamalla. Kuten esitetään, käsittää kaula ruuvikierteen 1 ja kiinteän renkaan 2, mutta nämä piirteet eivät ole olennaisia keksinnölle. Pullossa on myös ohennettu osa 3, jonka muodostaa kaulan ulkopinnassa, renkaan 2 alapuolella oleva tasainen 15 pinta. Kaulan materiaalin minimipaksuus osan 3 kohdalla voi olla luokkaa 0,1 - 0,25 mm. Muutama tämän muotoinen pullo tehtiin ja koestettiin ja osa 3 murtui kaikissa tapauksissa paineessa 1,38 - 1,73 MPa ja aina, ennen kuin kaula tai runko halkesivat.Figures 1-3 show the neck portion of a PET bottle made by the above method. The neck is formed into its final shape when the preform is made by injection molding. As shown, the neck comprises a screw thread 1 and a fixed ring 2, but these features are not essential to the invention. The bottle also has a thinned portion 3 formed on the outer surface of the neck, a flat surface 15 below the ring 2. The minimum thickness of the neck material at part 3 can be of the order of 0.1 to 0.25 mm. A few bottles of this shape were made and tested and part 3 broke in all cases at a pressure of 1.38 to 1.73 MPa and always before the neck or body cracked.

20 Kuvioissa 4-6 esitetty pullo on olennaisesti sama kuin kuvioissa 1-3 esitetty lukuun ottamatta sitä, että tässä tapauksessa heikonnettu osa on pyöreä laikka tai kalvo 4, jonka halkaisija on noin 8 mm ja jonka yhdenmukainen paksuus valitaan vaaditun puhkeamispaineen mukaan. Laikan 25 4 muodostaa kaulaan valettu sylinterin muotoinen syvennys 5, joka varmistaa hallitun puhkeamisen paineessa, joka on turvallisesti sen paineen alapuolella, jossa runko tai kaula halkeaisivat. Tyypillisen, karbonointikoneella valmistetun, paineessa 2,07 MPa puhkeavan pullon kalvon tu-30 lee puhjeta paineessa 1,38 - 1,66 MPa ja on todettu, että kalvon paksuus 0,1 - 0,15 mm on sopiva siinä tapauksessa, että käytetään PET:tä.The bottle shown in Figures 4 to 6 is essentially the same as that shown in Figures 1 to 3, except that in this case the weakened part is a circular disc or membrane 4 with a diameter of about 8 mm and a uniform thickness selected according to the required burst pressure. The disc 25 4 is formed by a cylindrical recess 5 molded into the neck which ensures a controlled burst at a pressure safely below the pressure at which the body or neck would rupture. A typical film made by a carbonator machine with a burst pressure of 2.07 MPa can burst at a pressure of 1.38 to 1.66 MPa and it has been found that a film thickness of 0.1 to 0.15 mm is suitable in the case of PET. : s.

Kuvioissa 7 ja 8 esitetyt pullot eroavat aikaisemmista suoritusmuodoista siten, että heikennetty osa käsit-35 tää pullon kaulan ulkopinnassa olevan uran 6. Uran poikkileikkaus on V:n muotoinen ja se kulkee suorakulmaisen ne- 4 69028 liön muotoisen, olennaisesti suljetun radan ympäri. Ura tehdään pullon kaulaan silloin kun pullon tämä osa ruiskupuris-tetaan. Jotta heikennetty osa murtuisi halutussa 1,38 - 1,66 MPa:n paineessa, tulee PET-materiaalin paksuuden uran 5 pohjassa olla 0,05 - 0,15 mm. Tämän mallisella keksinnön mukaisella pullolla tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että heikennetty osa puhkeaa aluksi jostain kulmasta, joka on uran 6 viereisten osien välissä.The bottles shown in Figures 7 and 8 differ from the previous embodiments in that the weakened portion comprises a groove 6 in the outer surface of the neck of the bottle. The groove has a V-shaped cross-section and runs around a rectangular, substantially closed track. A groove is made in the neck of the bottle when this part of the bottle is injection molded. In order for the weakened part to rupture at the desired pressure of 1.38 to 1.66 MPa, the thickness of the PET material at the bottom of the groove 5 must be 0.05 to 0.15 mm. Experiments with a bottle of this type according to the invention have shown that the weakened part initially bursts from some angle between the adjacent parts of the groove 6.

Vaikka selitys viittaa erityisesti PET-materiaalista 10 tehtyihin pulloihin, voidaan keksintöä soveltaa myös muista muovimateriaaleista, kuten laminaateista, tehtyihin pulloihin. Uskotaan, että edellä selitettyjä heikennetyn kaula-osan eri muotoja voidaan käyttää myös muille materiaaleille, vaikkakin ehkä mitoitusta on säädettävä halutun puh-15 keamispaineen saavuttamiseksi.Although the description refers specifically to bottles made of PET material 10, the invention can also be applied to bottles made of other plastic materials, such as laminates. It is believed that the various shapes of the weakened neck portion described above can also be used for other materials, although the sizing may need to be adjusted to achieve the desired burst pressure.

Hiilihappoa sislältävä pullo, jonka rakenne on keksinnön mukainen, poistaa tarpeen käyttää karbonointikonees-sa lujaa suojakilpeä, koska lentävän materiaalin vaara on eliminoitu, mikäli pullo puhkeaa. Jos pullo puhkeaa, paine 20 vapautuu asteittain ja hallitusti äkkinäisen räjähdyksen sijasta.The carbon dioxide-containing bottle, the structure of which according to the invention eliminates the need to use a strong protective shield in the carbonation machine, since the danger of flying material is eliminated if the bottle bursts. If the bottle bursts, the pressure 20 is released gradually and in a controlled manner instead of a sudden explosion.

Karbonointikoneessa käytettäväksi tarkoitetussa pullossa järjestetään ohennettu osa murtumaan paineessa, joka on mieluummin noin 0,14 - 0,41 MPa korkeampi kuin koneen 25 normaali työpaine. Vaikka keksintöä on selitetty erityisesti karbonointikoneita varten tarkoitettuihin pulloihin liittyen, on kuitenkin selvää, että keksintöä voidaan soveltaa paljon laajemminkin ja se on hyödyksi muissakin muovipulloissa, joissa on tarkoitus käyttää sisäistä painetta.In the bottle for use in the carbonating machine, the thinned part is arranged to rupture at a pressure which is preferably about 0.14 to 0.41 MPa higher than the normal working pressure of the machine 25. Although the invention has been described in particular in connection with bottles for carbonation machines, it is clear that the invention can be applied much more widely and is also useful in other plastic bottles in which internal pressure is to be used.

Claims

1. Bottle designed or subjected to internal pressure and made of plastic material, characterized in that the bottle has a portion integral with the bottle (3, 4, 6) which is thinner than the other wall of the bottle and defines a predetermined zone of weakness , in which the bottle cones to open at excess pressure to release the pressure in a controlled manner.

2. Bottle according to claim 1, characterized in that the reduced-thickness portion is arranged in a shaped portion located in the upper portion of the bottle and formed during the forming of this portion.

3. Bottle according to claim 2, characterized in that said portion is manufactured by injection molding.

4. Bottle according to claims 1-3, characterized in that the reduced-thickness portion is arranged in the region of the bottle neck above the intended liquid level 20. the bottle.

5. Bottle according to any one of the preceding claims, characterized in that the reduced-thickness portion is provided through a pie surface (3) on the outer surface of the bottle.

6. Bottle according to any one of claims 1-4, characterized in that the reduced-thickness portion comprises a membrane (4) formed by an outer recess (5) in the bottle.

7. Bottle according to any one of claims 1-4, characterized in that the reduced-thickness part is formed through a cut (6) in the outer surface of the bottle.

Bottle according to claim 7, characterized in that the cutter has a substantially V-shaped cross-section.

9. Bottle according to claim 7 or 8, characterized in that the cutter includes two portions which meet at an angle.