HU223334B1

HU223334B1 - Pasztörizálható műanyag palack

Info

Publication number: HU223334B1
Application number: HU9802562A
Authority: HU
Inventors: Wayne N. Collette; Suppayan M. Krishnakumar; David Piccioli
Original assignee: Continental Pet Technologies, Inc.
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 2004-06-28
Also published as: DE69605044T2; WO1997003885A1; CA2227181A1; AU699116B2; DE69605044D1; US5908128A; AU6475396A; HUP9802562A3; EP0839109A1; EP0839109B1; MX9800403A; HUP9802562A2; ATE186265T1; NZ312834A

Abstract

A találmány tárgya műanyag palack, folyadék csomagolására és csomagoltállapotban történő pasztörizálására, amely biaxiálisan orientáltpalacknak kupakkal (10) lezárható, nyitott nyakrésze (122), zártfenékrésze (144) és közbenső panelrészének (136) lapos részekettartalmazó oldalfala van. A palacknak közbenső panelrészen (136), akerület kör alakú burkolóvonalától beugró, a kerület menténelosztottan kialakított, mélyített paneljai (140) vannak, amelytérfogatváltozást megengedő, mélyített paneloknak (140) lapos íves,hőkezelésnél keletkező belső nyomásra kidomborodó, de a kör alakúburkolóvonalon belül maradó, és eredeti alakját rugalmasanvisszanyerő, sima középső fala van. ŕ

Description

A leírás terjedelme 16 oldal (ezen belül 9 lap ábra)

HU 223 334 Bl

A találmány tárgya műanyag palack, folyadék csomagolására és csomagolt állapotban történő pasztörizálására, amely lehetővé teszi a palackba zárt folyadék pasztörizálása során fellépő térfogatváltozás maradandó alakváltozás nélküli elviselését.

A pasztörizálási eljárás elviselésére alkalmas italcsomagolópalackok jellemzően üvegből készülnek, mert ezek alkalmasak a magas hőmérséklet, és magas hőmérsékleten a pasztörizálásnál fellépő túlnyomás elviselésére. Az 1. ábrán egy üvegpalackban lejátszódó pasztörizálási folyamat hőmérséklet- és nyomásgörbéje van feltüntetve az idő függvényében. A pasztörizálás menete eszerint az alábbi:

(1) egy első fürdőbe merítik és ott kb. 12,5 percig tartják a folyadékkal teli palackot, és a fürdő 43 °C-os hőmérsékletére hevítik a palack tartalmát, (2) egy második fürdőbe merítik és ott 12,5-21 percig tartják a folyadékkal teli palackot, és a fürdő 77 °Cos hőmérsékletére hevítik a palack tartalmát, (3) egy harmadik fürdőbe merítik és ott 12,5-21 percig tartják a folyadékkal teli palackot, és a fürdő 73 °Cos hőmérsékletén tartják a palack tartalmát, (4) egy negyedik fürdőbe merítik és ott 31,5-43 percig tartják a folyadékkal teli palackot, és a fürdő 40 °Cos hőmérsékletére hűtik le a palack tartalmát, (5) egy ötödik fürdőbe merítik és ott 43-60 percig tartják a folyadékkal teli palackot, és a fürdő 10 °C-os hőmérsékletére hűtik le a palack tartalmát.

A felső görbe a hőmérséklet alakulását, az alsó görbe a palack belső nyomásának alakulását mutatja. A pasztörizálandó folyadék hőmérséklete több mint tíz percig 70 °C fölött van, eközben a palackban a nyomás mintegy 140 kPa-ig (20 psi) nő. A folyamat végén egy kicsi negatív nyomás áll elő a palackban. Egy üvegpalack ezeknek az igénybevételeknek képes deformáció nélkül ellenállni, Szükség lenne pasztörizálásra töltött állapotban alkalmas műanyag palackokra is, mert ezek nem törékenyek, könnyebbek. Az ismert szénsavas üdítőitallal vagy forró itallal megtölthető poliészterpalackoktól azonban, mint amilyen például az EP 0322 651 számú iratban ismertetett palack, nem várható el, hogy azok számottevő deformáció nélkül elviseljék a pasztörizálásnál fellépő hő- és nyomás-igénybevételeket. A technika állása szerint egy pasztörizálható műanyag palack panelrészének átlagosan nagyon magas szinten (35-40%) kristályos szerkezetűnek kell lennie, ami magas hőmérsékleten történő hőkezeléssel vagy kettős füvási eljárással érhető el. Szükség lenne azonban kevésbé költséges, kisebb anyagigényű, alacsonyabb kristályosságszintű pasztörizálható palackra.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölésére, a pasztörizálással járó igénybevételek jelentős és maradó alakváltozás nélkül történő elviselésére alkalmas, biaxiálisan orientált műanyag palack kialakítása, amely palack előállításához nem szükséges hőkezelés vagy kettős füvási eljárás alkalmazása.

A találmány alapja az a felismerés, hogy megfelelő idomok kialakításával a műanyag palack alkalmassá tehető olyan reverzibilis térfogat-változtatásra, amellyel a palack képes ellenállni a pasztörizálásnál fellépő hőmérsékletnek, a térfogatváltozással pedig elkerülhető a belső nyomás oly mértékű megnövekedése, ami károsítaná a palackot.

A feladat találmány szerinti megoldása műanyag palack, folyadék csomagolására és csomagolt állapotban történő pasztörizálására, amely biaxiálisan orientált palacknak kupakkal lezárható, nyitott nyakrésze, zárt fenékrésze és közbenső panelrészének lapos részeket tartalmazó oldalfala van. A palacknak a közbenső panelrészen, a kerület kör alakú burkolóvonalától beugró, a kerület mentén elosztottan kialakított, mélyített paneljai vannak, amely térfogatváltozást megengedő, mélyített paneloknak lapos íves, hőkezelésnél keletkező belső nyomásra kidomborodó, de a kör alakú burkolóvonalon belül maradó, és eredeti alakját rugalmasan visszanyerő, sima középső fala van.

Előnyösen a panel középső fala kétoldali csuklóként ható keretfalon belül van kialakítva.

Célszerűen a mélyített paneloknak alapállapotban befelé domború, lapos íves középső fala van.

Előnyösen a középső fal lapos ívének szélesség/mélység aránya 0,01-0,15.

Célszerűen a középső fal lapos ívének szélesség/mélység aránya 0,03-0,08.

Előnyösen a palack anyaga poliészter és a panelrész feszültség okozta, átlagos kristályossága legfeljebb 30%.

Célszerűen a panelrész feszültség okozta, átlagos kristályossága 18-28%.

Előnyösen a palack anyaga poliészter, és a panelrész (9:1)-(12:1) arányú, síkbeli nyújtással irányított szövetszerkezetű.

Előnyösen a palacknak hosszváltozást megengedő, körbefutó, deformációs hornya van.

Célszerűen a palack a pasztörizáló hőkezelésnél fellépő nyomásnövekedés hatására 0,5-1,5% hossznövekedést megengedően van kialakítva.

Előnyösen a hengeres panelrész a pasztörizáló hőkezelésnél fellépő nyomásnövekedés hatására 0,2-0,7% átmérőcsökkenést megengedően van kialakítva.

Célszerűen a palack a pasztörizáló hőkezelésnél fellépő nyomásnövekedés hatására 1,0-2,0% térfogat-növekedést megengedően van kialakítva.

Előnyösen a mélyített panelek között, a kerület mentén oszlopfalak vannak kialakítva, amely oszlopfalak össz-szélessége legalább a kerület 23%-át teszi ki.

Célszerűen az oszlopfalakban hosszirányú merevítőhorony van kialakítva.

Előnyösen a hengeres panelrészben legalább egy körbefutó horony van kialakítva.

Célszerűen a mélyített panel alatt és fölött egy-egy körbefutó horony van kialakítva.

Előnyösen az oldalfalnak felső vállrésze van, benne körbefutó, hosszváltozást megengedő, deformációs horonnyal.

Célszerűen a zárt fenékrész egy, a palackba benyúló, középső kupolaként és ezt körülvevő, gyűrű alakú talprészként, valamint a talprészt a kupolával összekötő, a vízszintessel 0₅ kúpszöget bezáró, kúpos felületként van kialakítva.

HU 223 334 Bl

Előnyösen a kúpszög 5°-15° tartományba esik.

Célszerűen a kúpszög 8°-12° tartományba esik.

Előnyösen a palacknak hat mélyített panelje van, amelyek középső falának kerületirányú terjedelme 32°-50° középponti szöget zár be.

Célszerűen a mélyített panel középső falának kerületirányú terjedelme 36°-46° középponti szöget zár be.

Előnyösen a palack anyaga poliészter, és panelrészének falvastagsága 0,3-0,64 mm.

Célszerűen a hengeres panelrésznek címketartó vállai vannak.

Előnyösen a palack anyaga poliésztert, poliolefint, polikarbonátot, poliakrilátot, poliakrilonitrilt és kopolimereiket tartalmazó anyagcsoportból választott anyag.

Célszerűen a palacknak átlátszó poliészter falai vannak.

Előnyösen a palack anyaga jellemzően polietiléntereftalát (PÉT). Célszerűen anyaga jellemzően polietilén-naftalát (PEN).

Előnyösen a palack oldalfalának felső részén oldalirányban kiálló, ütköző horonyperem van kialakítva.

Célszerűen a palack fenékrészének lefelé kiálló, merevítő kinyomásai vannak.

Előnyösen a palacknak jellemzően amorf anyagú nyakrésze van, amely nyakrész szájfelülete zárófóliával van lezárva.

Célszerűen a palack nyakrészének felső része átlátszatlanná van téve, és rugalmas anyagú tömítőgyűrűvel bélelt kupakkal van lezárva.

Az alábbiakban kiviteli példákra vonatkozó rajz alapján, részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzok közül az

1. ábrán a pasztörizálás folyamatának hőmérséklet- és nyomásgörbéje az idő függvényében, üvegpalack esetén, a

2. ábrán a pasztörizálás folyamatának hőmérséklet- és nyomásgörbéje az idő függvényében, polietilénpalack esetén, a

3. ábrán a polietilénpalack nézete, kitörésekkel, a

4. ábrán a 3. ábra szerinti 4-4 metszet, az

5. ábrán a 3. ábra szerinti 5-5 metszet, üres állapot, a

6. ábrán az 5. ábra szerinti palackkeresztmetszet kinagyított részlete, a

7. ábrán a 6. ábra szerinti részlet, méretjelölésekkel, a

8. ábrán a 3. ábra szerinti polietilénpalack alulnézete, a

9. ábrán a 8. ábra szerinti 9-9 metszet, a

10. ábrán az amorf anyagú nyakrész és kupak részlete a 3. ábra szerinti 10-10 metszetben, a

11. ábrán az amorf anyagú nyakrész más kialakítású lezárással, a

12. ábrán a palackfuvó szerszám vázlatos keresztmetszete, előgyártmánnyal és palackkal, a

13. ábrán a különböző összetételű műanyagok anyagszerkezet-változásainak jellemző hőmérsékletei keverés esetén, a

14. ábrán a különböző összetételű műanyagok anyagszerkezet-változásainak jellemző hőmérsékletei, kopolimerizáció esetén, a

15. ábrán a PÉT és PEN szerkezete kerül bemutatásra.

Azt találtuk, hogy ha egy, a kereskedelemben forgalmazott polietilén-tereftalát (PET)-anyagú, forró anyaggal feltöltött palackot pasztörizálófolyamatnak vetünk alá, ez a palack végleges és szabályozhatatlan deformációt szenved, főként a talprészén (ami instabillá, leállíthatatlanná teszi), a panelrészén (amely körkörössé válik és kidudorodik úgy, hogy a ragasztott címke nem áll meg rajta), és a térfogata véglegesen megnő, ami miatt úgy tűnik, mintha hiányozna töltet a palackból. Ezek miatt az okok miatt az ismert, forró anyaggal feltöltött palackok nem vethetők alá pasztörizálásnak.

A találmány szerinti műanyag palacknak olyan rugalmas részei vannak, amelyek végleges deformáció nélkül lehetővé teszik a palack átmeneti térfogat-növekedését és visszaállását eredeti méreteire. Ez egy új működési elv, ami az üvegpalack esetében nem valósítható meg. A 2. ábrán az 1. ábrával összehasonlítható módon, a találmány szerinti, műanyag palack pasztörizálási folyamatának hőmérséklet- és nyomásgörbéje van feltüntetve az idő függvényében. A felső görbe a hőmérséklet alakulását, az alsó görbe a palack belső nyomásának alakulását mutatja. A belső nyomás skáláján tízszer kisebb nyomásértékek vannak feltüntetve, mint az 1. ábrán. A pasztörizálandó folyadék hőmérséklete több mint tíz percig 70 °C fölött van, eközben a palackban a nyomás csak mintegy 14 kPa-ig (2 psi) nő. A folyamat végén az üvegpalackhoz képest nagyobb negatív nyomás áll elő a palackban.

A 3. ábrán a találmány szerinti, pasztörizálható PET-anyagú 130 palack egy példakénti kiviteli alakja van feltüntetve. A 130 palack fröccsöntött 120 előgyártmányból, formába Alvással készült (12. ábra). A 130 palack lényegében hengeres 124 edényrésze expandáltatással van kialakítva egy 508 formaüreg alakjára, így lényegében átlátszó, biaxiálisan orientált falszerkezetű 130 palackot nyerünk. A 130 palack menetes 122 nyakrésze nem expandáltatással van kialakítva. A 130 palack nyitott, menetes 132 szájrészét 10 kupak (3. ábrán részben ábrázolva) zárja le. Az expandált 124 edényrészhez tartozik:

(a) egy domború, a nyaktól lefelé, egy 136 panelrészig bővülő, felső 134 vállrész, (b) egy burkoló körvonalában hengeres 136 panelrész, amelyben, a kerület mentén hatszög alakban elrendezett, hat, ablakszerűén mélyített 140 panel van kialakítva, amely mélyített 140 paneleket két oldalt 162 oszlopfalak, alul és felül 138,142 tartófalak határolnak, továbbá (c) egy zárt 144 fenékrész.

A 136 panelrészen körbefütó 150 címke van felragasztva (a 3. ábrán részben van ábrázolva).

A 3. ábra szerinti 130 palack űrtartalma 591,4 cm³(20 oz) folyadék csomagolására alkalmas. A 130 palack A magassága 195 mm, 136 panelrészének B magassága 89 mm, a 136 panelrész átmérője 72 mm, a pa3

HU 223 334 Bl nel mélyített 140 paneljeinek D magassága 62 mm, a felső és alsó 138,142 tartófalak magasságirányú E szélessége 13,5 mm. A 130 palack anyaga PÉT palackanyag, azaz 1,5% komonomert tartalmazó PÉT, mintegy 0,80 belső viszkozitással. A 136 panelrész falvastagsága mintegy 0,4 mm.

A 134 vállrész lefelé bővülő, kupola alakú test, amelynek anyaga fuvásnál így viszonylag nagy radiális nyúlásnak van kitéve, következésképp nagyobb lesz az irányított (kerületirányú) szilárdsága. Közvetlenül a 136 panelrész fölött, a 134 vállrészben egy, a kerület mentén körbefutó, viszonylag mély 131 deformációs horony van kialakítva, amely 131 deformációs horony a belső nyomás hatására szélesebbre nyílik, és így megnöveli a palack 102 középvonal menti magasságát és térfogatát a pasztörizálási folyamat idején. A pasztörizálást folyamat végén a 131 deformációs horony visszakeskenyedik, anélkül, hogy lényeges maradandó alakváltozást szenvedne. A 4. ábra szerint a 131 deformációs horonynak lekerekített élei vannak, így r₃ horonyfenéksugara 4,0-4,5 mm, r₄, horonyperemsugara 6,0-6,5 mm. A 131 deformációs horony sugárirányú d₄ horonymélysége a 134 vállrész alsó peremétől (ütköző, felső 133 horonyperem) számítva 6,5-7 mm, d₃ horonymélysége a 136 panelrész felső peremétől (ütköző, alsó 146 horonyperem) is 6,5-7 mm. Az r₃ horonyfenék-sugarú ív alsó vége 0₃ 30-35°-os szögben áll a keresztmetszet síkjához képest, az r₄ horonyfenék-sugarú ív felső vége 0₄ 30-35°-os szögben áll a keresztmetszet síkjához képest. A131 deformációs horony nyílásszöge (a legyártott állapotban) 0₃ és 0₄ együtt 60-70°, ami elegendő „rugózási” utat biztosít a szükséges térfogat-növekedéshez és térfogatcsökkenéshez.

A 133 és 146 horonyperemek átmérője legnagyobb a 130 palackon, és ezek nagyobb átmérőjűek, mint a 136 panelrész átmérője, ahol a 150 címke van felragasztva. Ily módon a sugárirányban kiemelkedő 133, 146 horonyperemek ütközőként szolgálnak, és megvédik a címkét a szállítás közbeni sérülésektől. A 144 fenékrész legnagyobb átmérője a 133, 146 horonyperemekhez hasonló átmérőjű ütköző-145 peremet alkot.

A 144 fenékrésznek vízszintes SP síkon felfekvő, gyűrű alakú 143 talprésze és ezen belül - alul nyitott, felül zárt - a palack belsejébe benyúló 152 kupolája van. A 152 kupola falában a 152 kupola alsó terébe benyúló, hat bordaszerű, merevítő- 148 kinyomás van kialakítva (8., 9. ábra), amelyek megtámasztják a 143 talprészt befelé fordulás ellen. A 152 kupola merev szerkezetként viselkedik, a 152 kupola csuklóját a gyűrű alakú 143 talprész alkotja. A 152 kupola belső túlnyomás esetén kifelé, a légkörinél kisebb nyomás esetén befelé mozdul el a gyártás során kialakított alaphelyzetéhez képest.

A fő vonalaiban a 102 középvonallal koncentrikus, hengeres oldalfal 102 középvonalban fekvő síkban vett hosszmetszetén (4. ábra) a 130 palack folyadékkal töltve és 10 kupakkal lezárva van ábrázolva. A 4. ábrán IP és nyilak jelölik a pasztörizálás során fellépő belső túlnyomást, amely a 130 palack falait széttolni és kidomborítani igyekszik. A 130 palack legrugalmasabb részeit a mélyített 140 panelek adják, ezért legelőször ezek deformálódnak rugalmasan. A 140 panel 160 középső falának kidudorodott, szélső állapotát pontvonallal jelöltük (kinyomott 160’ középső fal). Bár a kinyomott 160’ középső fal dudorodik, szélső pontjai nem lépik túl a 136 panelrész C átmérőjét, a deformáció időleges és nem maradandó. A pasztörizálóeljárás végén a töltőfolyadék környezeti hőfok alá hűl le, a nyomása kisebb lesz a környezeti nyomásnál. Ekkor a 160 középső fal befelé dudorodik (6. ábra), így csökkentve a nyomáskülönbséget. A 160 középső falaknak ez a rugalmassága és mozgáskészsége biztosítja, hogy a 130 palack deformációja előírt módon menjen végbe, ne keletkezzenek szándékolatlan, ellenőrizetlen deformációk.

Az 5. ábrán a 136 panelrész keresztmetszete van ábrázolva, amely fő vonalaiban a 102 középvonallal koncentrikus kör, benne hatszög alakban kialakított, mélyített 140 panelekkel. A 140 panelek elrendezése is szimmetrikus, két, a 102 középvonalon fekvő 104A, 104B síkhoz viszonyítva. Mindegyik 140 panel egy-egy pár 162 oszlopfal között van kialakítva, amely 162 oszlopfalak a 102 középvonaltól mért, a 136 panelrész C átmérőjének megfelelő, sugárirányú Dj távolságban vannak kialakítva. A 140 panelek 160 középső fala egy, a 102 középvonaltól D₂ távolságban lévő P ponton átmenő, keresztmetszetirányban homorú felületű fal, amely D₂ távolság kisebb, mint a Dj távolság. A 162 oszlopfal széle és a 140 panel közötti, sugárirányú távolságot (mélységet) rugalmas 165 keretfal hidalja át, amely 165 keretfal csuklót képez a 140 panel két oldalán. A 162 oszlopfalak középvonalában, hosszanti merevítő- 164 horony van kialakítva. A 164 horony feneke sugárirányban D₃távolságban van a 102 középvonaltól, amely D₃ távolság kisebb, mint a D] távolság. A 162 oszlopfal 164 hornyának r, horonyfenéksugara viszonylag kicsi, ennél nagyobb a 164 horony kétoldali r₂ horonyperemsugara.

Ebben a hatpaneles kialakításban mindegyik 140 panel és a panelt két oldalon határoló 162 oszlopfalfelek 60°-os középponti szöget zárnak be, a kerület 360° szögéből. A 6. ábrából kitűnően a 140 panel csuklóként működő 163 oldalhatárainál hengerfelületű szegélyfalban folytatódik, amely szegélyfal a rá merőleges 165 keretfallal van egyesítve. A terheletlenül enyhén homorú 160 középső falnak két további jellegzetes állapota van, amely állapotokat a 6. ábra szerinti, a 163 oldalhatárokat összekötő, egyenes R referenciavonalhoz viszonyítjuk: a terheletlen állapotban elfoglalt (kezdő) F pozíciótól, ahol a 160 középső fal P középpontja belül van az R referenciavonalon, a pasztörizáló hőkezelés során kialakuló belső túlnyomás hatására a 160 középső fal egy másik, külső G pozícióba tolódik ki, ahol a P középpont P pontra kerül, míg a pasztörizálás utolsó szakaszában történő lehűtéskor keletkező, a légköri nyomásnál kisebb belső nyomás hatására egy harmadik, legbelsőbb H pozícióba szívódik be, ahol a P középpont P” pontra tolódik el.

A 7. ábrán a hatpaneles kialakítás egy szegmensének méretarányai vannak szemléltetve. A 160 középső fal 21 központi szöget zár be keresztmetszetirányban. A homorú 160 középső fal középpontja az R referen4

HU 223 334 Bl ciavonaltól sugárirányú, D₄ mélységben van. A 160 középső fal W szélessége (az R referenciavonal hossza) és a D₄ mélység között meghatározott arányt célszerű kialakítani. A D₄/W arány előnyösen 0,01-0,15, célszerűen 0,03-0,08. A 140 középfal 21 középponti szöge előnyösen 32°-50°, célszerűen 36°-46°. A szegmensre jutó 60° középponti szög további részét (40°-5 8°) a 162 oszlopfalak és 165 keretfalak töltik ki. A 165 keretfalak tovább merevítik a 162 oszlopfalakat, így gyakorlatilag minden deformáció a flexibilis 160 középső falakban jön létre.

Annak érdekében, hogy a 130 palack deformált állapotában (hűtés miatti összehúzódás során) is megtartsa alapvetően kör keresztmetszetét, a mélyített 140 panelek alatt és fölött, körbefútó merevítő- 137,139 horony van kialakítva a hengeres 136 panelrész felső és alsó 138,142 tartófalában (4. ábra). A 134 vállrészben kialakított 131 deformációs horony tágulásával viszont magas hőmérsékleten fölfelé kitágul a 130 palack, így nem lép fel benne akkora túlnyomás, ami a 162 oszlopfalakat kidudorítaná. A hűtés során a 131 deformációs horony elkeskenyedik. A 8. ábrán a 130 palack alulnézete és a 9. ábrán ennek 9-9 metszete van ábrázolva. A gyűrű alakú 143 talprész körülveszi a középponti

152 kupolát. A 152 kupola kúpos falában hat merevítő148 kinyomás van kialakítva, A 152 kupola 148 kinyomásokkal ellátott része és a 143 talprész közötti kúpos

153 felület a 143 talprész síkjával θ₅ 5°-15°, előnyösen 8°-12° kúpszöget zár be. A belső túlnyomás hatására ez a 153 felület kifelé türemkedik, anélkül azonban, hogy lerontaná a 143 talprész felfekvő felületének stabilitását, vagy számottevően növelné a palack magasságát. A kitüremkedés mértéke legfeljebb a 143 talprész felfekvő síkjáig teijed, lehűlésnél, szívás hatására a 0₅kúpszög megnő.

A 10. ábrán a menetes 130 palack menetes 322 nyakrésze és 310 kupakja van ábrázolva. A menetes 322 nyakrész anyaga hőkezeléssel kristályosítva van, ez megnöveli az anyag szilárdságát, hőállóságát és nyomásállóságát. A menetes 322 nyakrésznek alsó 324 pereme van, az anyag kristályos szerkezete a 324 peremen túlnyúló részig van kialakítva. A 310 kupakba rugalmas (például plastisol vagy más termoplasztikus elasztomer) 311 tömítőgyűrű van behelyezve, amely tömítően lezárja a 322 menetes nyakrész nyílásának 323 szájfelületét. A pasztörizáló hőkezelés során a nyakrészben esetleg fellépő deformációkat kiegyenlíti a 311 tömítőgyűrű deformációja, folyamatosan biztosítva a palack zárását.

All. ábrán egy más kialakítású 422 menetes nyakrész és 410 kupakja van ábrázolva. A 422 menetes nyakrész nyílásának 423 szájfelületét laminált 405 zárófólia zárja le, amely 405 zárófólia a 423 szájfelületre van ragasztva vagy hegesztve. A pasztörizáló hőkezelés során a nyakrészben esetleg fellépő deformációkat kiegyenlíti a 405 zárófólia deformációja, folyamatosan biztosítva a palack zárását.

A 12. ábrán palackfúvó 500 berendezés húzószerszáma, hosszmetszetben van ábrázolva. Egy hüvelyszerű 120 előgyártmányt, amelynek anyaga lényegében amorf, átlátszó PÉT, az üvegesedési hőmérséklet fölé újra hevítünk, és így helyezzük a húzószerszám palackfúvó 502 formájába. A 120 előgyártmányon már ki van alakítva a 122 nyakrész, amelynél fogva a 120 előgyártmányt az 502 formába belógatjuk. Egy 504 nyújtórúddal a 120 előgyártmányt az 502 forma aljáig nyújtjuk és az alját ott rögzítjük, annak érdekében, hogy a fúvással már csak keresztirányú síkban kelljen nyújtani a palack anyagát. A 122 nyakrészen át 506 gázáramot nyomunk a 120 előgyártmány belsejébe, amivel annak falait sugárirányban kitágítjuk úgy, hogy az felveszi az 502 forma 508 formaüregének alakját. Az így formált 130 palack lényegében átlátszó marad, de a kétdimenziós húzás okozta feszültségek az anyagát részben kristályosítják, ami növeli a szilárdságát. A síkbeli nyújtásarány (9:1)-(12:1). A 130 palack panelrészének kristályosodása a 30%-ot is elérheti, előnyösen 18%-28%, célszerűen 21%-28%.

A kristályosodási % definíciója az ASTM 1505 előírás szerint az alábbi:

kristályosodási %=[(ds-da)/(dc-da)] χ 100 ahol ds=mintasűrűség (g/cm³), da=amorf film 0% kristályosodáshoz tartozó sűrűsége (PÉT esetén 1,333 g/cm³), dc=egységcella-paraméterekből számított kristály sűrűség (PÉT esetén 1,455 g/cm³). Az átlagos kristályosodási % a palack egy részére, például a panelrészre vonatkoztatható.

A fúvással előállított palack anyaga a fenti kristályosodási adatok mellett lényegében átlátszó marad. Az átlátszóság mérőszáma az átmenőfényben mért H_T homályosság (%), amelyet az alábbi összefüggés jellemez:

H_T=[Y_d-(Y_d+Y_s)]xl00 ahol Y_d=a falon átjutott diffúz fény, Y_s=a falon át visszavert fénymennyiség. A diffúz és falon át visszavert fény mérése az ASTM előírás Dl003 módszerével történik, szabványos színkülönbségmérővel, mint amilyen például a Hunterlab Inc. D25D3P készüléke. A palack H_T homályosságának 15% alatt kell lennie, előnyösen kisebb, mint 10%, célszerűen kisebb, mint 5%.

A palack készülhet más olyan polimer gyantából is, amely megfelelő szilárdságú a töltésnél és pasztörizálásnál alkalmazott magas hőmérsékleten, ilyenek a poliészterek, poliolefinek, polikarbonátok, poliakrilonitrilek, és ezek kopolimerei, valamint más, magas hőmérsékletet bíró polimerek is.

A tereffál- vagy izoftálsav-alapú ffálsavas poliészterek kereskedelmi forgalomban hozzáférhetők. A hidroxi összetevők jellemzően az etilénglikol és az 1,4di(hidroxi-metil)-ciklohexánok. A italát poliészterek belső viszkozitása jellemzően 0,6-1,2 között vagy még inkább 0,7-1,0 között (o-klór-fenol-oldószerrel) van. A 0,6 viszkozitásnak 59 000 átlagos molekulatömeg, az 1,2 viszkozitásnak 112 000 átlagos molekulatömeg felel meg. Általában a italát poliészternek vannak polimer kötései, oldalláncai, végcsoportjai, amelyek nem illenek bele az egyszerű italát poliészterformulába. Hagyományosan legalább 90 mol% tereftálsav és legalább 45 mol% alifás glikol vagy glikolok, főként etilénglikol.

Más, a PET-hez hasonlóan jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező polimer a poli(etilén-naftalát)

HU 223 334 Bl (PEN), amely háromszor-ötször jobb oxigénzáró tulajdonsággal rendelkezik, mint a PET.

A PET és a PEN szerkezete a 15. ábrán van feltüntetve. A PET és a PEN keverhetők és kopolimerizálhatók a legkülönbözőbb összetételekben, amint az a 13.,

14. ábrából kiolvasható.

A 130 palack lehet egy- vagy többrétegű felépítésű, a rétegek között lehet oxigéngátló anyagú (etilén-vinil-alkohol vagy polivinilidén-klorid) réteg is, és tartalmazhat recirkuláltatott műanyagot is. A 130 palack anyaga tartalmazhat magas T_g üvegesedési hőmérsékletű anyagot egyik vagy több rétegében, amivel megnövelhető a palackfal hőtűrő képessége. Ilyen, magas T_g üvegesedési hőmérsékletű anyagok a PEN, a polikarbonátok, a poliakrilátok, a poliakrilnitrilek, és kopolimereik. Magas T_g üvegesedési hőmérsékletű anyagból készíthető a 122 nyakrész is, amely így ellenállóbb a 10 kupak rácsavarásakor keletkező nyomatékkai és feszültségekkel szemben.

A találmány szerinti műanyag 130 palack pasztörizálófolyamatban bekövetkező, legnagyobb méretváltozásai az alábbiakkal jellemezhetők:

(a) a 130 palack magassága mintegy 0,5-1,5%-kal megnő, (b) a 136 panelrész átmérője lecsökken 0,2-0,7%kal és/vagy (c) a 130 palack térfogata megnő 1,0-2,0%-kal.

A példa hat mélyített 140 panellel kialakított 130 palackra vonatkozott, de a 130 palack kialakítható például négy, öt vagy hét mélyített 140 panellel is. Előnyösen a 162 oszlopfalak össz-szélessége a kerület legalább 23%-át elfoglalja.

A 130 palack menetes 10 kupak helyett másféle eszközzel is ellátható, például adagolófejjel is, amit például sportcélú 130 palackokon alkalmaznak.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Műanyag palack, folyadék csomagolására és csomagolt állapotban történő pasztörizálására, amely biaxiálisan préselt palacknak kupakkal lezárható, nyitott nyakrésze, zárt fenékrésze és közbenső panelrészének lapos részeket tartalmazó oldalfala van, azzal jellemezve, hogy a közbenső panelrészen (136), a kerület kör alakú burkolóvonalától beugró, a kerület mentén elosztottan kialakított, mélyített paneljai (140) vannak, amely térfogatváltozást megengedő, mélyített paneloknak (140) lapos íves, hőkezelésnél keletkező belső nyomásra kidomborodó, de a kör alakú burkolóvonalon belül maradó, és eredeti alakját rugalmasan visszanyerő, sima középső fala (160) van.
2. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a panel (140) középső fala (160) kétoldali csuklóként ható keretfalon (165) belül van kialakítva.
3. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy mélyített paneloknak (140) alapállapotban befelé domború, lapos íves középső fala (160) van.
4. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a középső fal (160) lapos ívének szélesség (W)/mélység (D₄) aránya 0,01-0,15.
5. A 4. igénypont szerinti műanyag palack, azzaljellemezve, hogy a középső fal (160) lapos ívének szélesség (W)/mélység (D₄) aránya 0,03-0,08.
6. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy anyaga poliészter, és a panelrész (136) feszültség okozta átlagos kristályossága legfeljebb 30%.
7. A 6. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a panelrész (136) feszültség okozta átlagos kristályossága 18-28%.
8. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy anyaga poliészter, és a panelrész (136) (9:1)-(12:1) arányú, síkbeli nyújtással irányított szövetszerkezetű.
9. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy hosszváltozást megengedő, körbefútó, deformációs hornya (131) van.
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a pasztörizáló hőkezelésnél fellépő nyomásnövekedés hatására 0,5-1,5% hossznövekedést megengedően van kialakítva.
11. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a hengeres panelrész (136) a pasztörizáló hőkezelésnél fellépő nyomásnövekedés hatására 0,2-0,7% átmérőcsökkenést megengedően van kialakítva.
12. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a pasztörizáló hőkezelésnél fellépő nyomásnövekedés hatására 1,0-2,0% térfogat-növekedést megengedően van kialakítva.
13. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a mélyített panelek (140) között, a kerület mentén oszlopfalak (162) vannak kialakítva, amely oszlopfalak (162) összes szélessége legalább a kerület 23%-át kiteszik.
14. A 13. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy az oszlopfalakban (162) hosszirányú merevítőhorony (164) van kialakítva.
15. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a hengeres panelrészben (136) legalább egy körbefútó merevítőhorony (137,139) van kialakítva.
16. A 15. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a mélyített panel (140) alatt és fölött egy-egy körbefútó horony (137,139) van kialakítva.
17. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy az oldalfalnak felső vállrésze van (134), benne körbefútó, hosszváltozást megengedő, deformációs horonnyal (131).
18. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a zárt fenékrész (144) egy, a palackba benyúló, középső kupolaként (152) és ezt körülvevő, gyűrű alakú talprészként (143), valamint a talprészt (143) a kupolával (152) összekötő, a vízszintessel kúpszöget (0₅) bezáró, kúpos felületként (153) van kialakítva.
19. A 18. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a kúpszög (0₅) 5°-15° tartományba esik.
20. A 18. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a kúpszög (0₅) 8°-12° tartományba esik.

HU 223 334 Bl
21. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy hat mélyített panelje (140) van, amelyek középső falának (160) kerületirányú terjedelme 32°-50° középponti szöget zár be.
22. A 21. igénypont szerinti műanyag palack, azzal 5 jellemezve, hogy középső falának (160) kerületirányú teijedelme 36°-46° középponti szöget zár be.
23. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy anyaga poliészter, és panelrészének (136) falvastagsága 0,3-0,64 mm.
24. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy a hengeres panelrésznek (136) címketartó vállai vannak.
25. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy anyaga poliésztert, poliolefint, polikarbonátot, poliakrilátot, poliakrilonitrilt és kopolimereiket tartalmazó anyagcsoportból választott anyag.
26. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy átlátszó poliészterfalai vannak.
27. A 26. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy anyaga polietilén-tereflalát (PÉT).
28. A 26. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy anyaga polietilén-naftalát (PEN).
29. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy oldalfalának felső részén oldalirányban kiálló, ütköző horonyperem (133) van kialakítva.
30. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal 10 jellemezve, hogy fenékrészének (144) lefelé kiálló merevítőkinyomásai (148) vannak.
31. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy amorf anyagú nyakrésze (422) van, amely nyakrész (422) szájfelülete (423) zárófóliával

15 (405) van lezárva.
32. Az 1. igénypont szerinti műanyag palack, azzal jellemezve, hogy menetes nyakrészének (322) felső része átlátszatlanná van téve, és rugalmas anyagú tömítőgyűrűvel (311) bélelt kupakkal (310) van lezárva.