NO851440L - Termoplastiske roerformete gjenstander og framgangsmaate og apparat for framstilling av disse - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører generelt framstilling av termoplastiske beholdere og mer spesielt framgangsmåter for framstilling av plastbeholdere fra flere komponenter. Konvensjonelle beholdere omfatter generelt metaller, glass eller kompositt papirmaterialer utformet til beholderform. Andre konvensjonelle beholdere omfatter forming av plastene til beholderformer. Den foreliggende oppfinnelsen er rettet mot det teknologiområdet som omfatter plast og mer spesielt polymere, så som polyestre og polyolefiner. Beholderne laget ved framgangsmåtene i samsvar med oppfinnelsen erstatter de beholderne som er framstilt ved konvensjonelle plastformingsteknikker så vel som de av glass, metall og papir.

Ved konvensjonell plastflaskeframstilling, kan en flaske formes ved en av flere framgangsmåter. En slik framgangsmåte er å lage en pre-form eller "midlertidig form" ("parison")" ved å injeksjonsforme et smeltet plast-materiale til en pre-form og la den størkne. Denne pre-formen blir så plassert i et blåseformingsapparat som benytter en kombinasjon av varme-, lufttrykkog mekaniske strekkeanordninger for å ekspandere pre-formen til en ferdig flaske. Generelt er disse to eller tre trinnene svært langvarige og kostbare på grunn av den tiden og det utstyret som er nødvendig ved framstillingen, samt den store mengden energi som må tilføres polymeren. Smeltingen av polymeren for å injeksjonsforme pre-formen, med en trinnvis avkjøling, og deretter en nødvendig gjenvarming til blåseforming krever en stor tilførsel av energi.

En alternativ framgangsmåte for framstilling av plastbeholdere er i den direkte injeksonsformeteknikken der den ferdige flaskeformen er laget i en enkel form og væskeformig smeltet polymer blir injisert rett inn i formen for å forme en ferdig flaske. Denne formen vil, ved eliminering av den dobbelte energitilførselen for å lage pre-formen, være beheftet med den ulempen at ingen orientering av polymeren er oppnådd, og den resulterende flasken er strukturelt svak. På grunn av mangel på orientering i polymeren er det også en lav barriere overfor inntrengning av oksygen og utstrømning av C02.

En tredje framgangsmåte for å forme termoplastiske beholdere er å ekstrudere en rørformet pre-form, og mens den rørformete pre-formen fremdeles er i smeltet tilstand, plasseres pre-formen i en form og blir blåse-formet til en ferdig flaske. Denne framgangsmåten er belemret med den ulempen at svært liten orientering er oppnådd i flasken, og flasken har også svake områder i bunnen der skjøten er formet i løpet av blåseformetrinnet. 20 På den annen side er framstillingen av bokser eller liknende ved konvensjonelle teknikker betraktelig forskjellige fra den konvensjonelle framstillingen av flasker. Komposittbokser er primært laget av kartong med enten metalleller plastender krympet eller limt på. Papp-sylinderlegemene av boksene blir vanligvis "spiralviklet" ved å bruke en helisk oppviklet pappremse, og deretter blir metall- eller plastbunnene og - toppene plassert på legemene hhv. før og etter fylling.

En forbedret framgangsmåte for framstilling av bokser er omtalt i US-patentsøknad S.N. 405 642 og 4415 126. I disse søknadene blir boksbunner spinnsveiset til epiralviklete papplegemer. En anordning for å feste termoplastiske ender til rørformete beholder legemer er omtalt i US-patent RE 29448. En annen framgangsmåte for å feste termoplastiske endelukkinger til

alle former av rør omfatter oscillerende binding som omtalt i US-patentsøknad nr. S.N. 371 363.

Ulempene ved de tidligere kjente framgangsmåtene for framstilling av bokser er at bokslegemene, enten de er sammenføyde metallrør eller spiralviklete papprør, er framstilt ved en framgangsmåte som er lang og kostbar. I tillegg er både det kympete metallrøret og det spiralviklete papprøret utsatt for lekkasje. Dessuten må papp-boksen vanligvis dekkes invendig for å hindre utsiving eller inntrengning av væskeformig materiale gjennom veggen. Også dekkete pappbokser kan ha en ytterligere ulempe , nemlig "wicking" hvor boksvæsken kommer i kontakt med papp ved kanten rundt bunnen og føres opp inn i veggen i boksen og eventuelt lekker ut gjennom forseglingen.

En annen type konvensjonell boks er aluminiums-boks for drikkevarer der denne boksen er laget av myk aluminium. Selv om denne typen boks er uten skjøt i bunnen og på sidene, må toppen krympes på legemet. Bruken av aluminum blir også uoverkommelig kostbart idet bruk av aluminum krever stort forbruk av energi for å raffinere metallet, for å forme aluminium til plater, og for å lage boksen av plata. Toppene må være av relativt tykt materiale som må ha et startpunkt og en rivelapp mekanisk smeltet sammen med dette ved sveising eller på annen måte. Dette er også svært dyrt.

En forbedret framgangsmåte for å forme flasker og bokser er omtalt i US-patentsøknad S.N. 492 928, der en beholder er formet ved å termoforme en topplukking som har en periferi-friksjonssveisingsflens, termoforming av en bunnlukking som også har en friksjonssveisingsflens, og ekstrudering av en sylindrisk legemedel til hvilken den øvre og nedre lukkingen blir friksjonssveiset.

Hahn et al.-framgangsmåten for framstilling av beholdere (S.N. 492 928) er basert på forming av en kontinuerlig legemedel med en termoplastisk veggstruktur med enkle eller multiple sjikt, og denne rørformete legeme-delen er formet ved rørformet ekstrudering eller rørformet koekstrudering.

Selv om framgangsmåten til Hahn et al er en stor forbedring i forhold til tidligere kjente framgangsmåter for framstilling av beholdere, gir den foreliggende oppfinnelsen ytterligere fordeler framfor både tidligere kjente framgangsmåter og framgangsmåten til Hahn et al. I Hahn-framgangsmåten er f.eks. hver ekstruder begrenset til å lage et enkelt rør som er en begrensning i yteevnen til ekstruderen. Den foreliggende oppfinnelsen frambringer en ekstruder som kan virke med maksimal yteevne ved å ektrudere gjennom ei bred plateform og splitte den ekstruderte plata i så mange strimler som nødvendig for å utnytte hele yteevnen til plateformen. Hver strimmel blir deretter formet til et kontinuerlig rør, en framgangsmåte som kan være fem til ti ganger så rask som Hahn's framgangsmåte. Den foreliggende oppfinnelsen kan også brukes for å lage ikke-sylindriske rør slik som kvadratiske rør, rektangulære rør, triangulære rør osv. ved å bruke forskjellige valser og støpekjerner. Forskjellige rør-former kan også framstilles samtidig når plata blir splittet i flere strimler, ved å bruke forskjellige valser og støpekjerner på hver nabostrimmel som kommer fra den brede plata.

Den foreliggende oppfinnelsen eliminerer manglene i det som er tidligere kjent ved å frambringe en framgangsmåte og et apparat for framstilling av termoplastiske beholdere der nesten ikke noe skrapmateriale blir dannet, utmerket polymerorientering kan oppnås, og god adhesjon i flersjiktsveggdelene som inneholder sperresjikt, kan oppnås. Disse fordelene er realisert ved å ekstrudere eller koekstrudere ei f lersjiktsplate med sperresjikt, av termopolymer, orientere plata ved å strekke den aksialt eller biaksialt, og deretter valse plata til en eller flere kontinuerlige rørformete deler som blir skåret til i lengde og lukket med bunner og topper som er festet ved f.eks. friksjonssveising til rørdelene.

En foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen blir i det følgende nærmere beskrevet med henvisning til tegningene, der

fig. 1 og 2 isometrisk viser plate-koekstru-deringslinjer,

fig. 3 viset skjematisk et tverrsnittsriss av ei koekstrudert plate som blir formet,

fig. 4 viser et sideriss av en koekstruderingslinje og plateorienterer,

fig. 5 viser et sideriss av en ekstruderings/- kolamineringslinje,

fig. 6 viser sett ovenfra ei beholderformings-linje som blir forbundet til linjene i fig. 4 og 5,

fig. 7-13 viser ei rørformingslinje som skal brukes med fig. 6,

fig. 14-16 viser en termoplastisk flaskebeholder som kan framstilles ved hjelp av den foreliggende oppfinnelsen,

fig. 17 viser en termoplastisk boks laget i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen,

fig. 18-21 viser forskjellige formete rørvalser-raontasjer, og

fig. 22 viser et aksialriss av en alternativ type buttsveiser.

Fig. 1 er en isometrisk presentasjon av en koekstruderingslinje 110 der en hovedskrueekstruder 112 er virksomt forbundet via et foringsrør til en

koekstruderingsforingsblokk 120. Ekstruder 112 kan være av den konvensjonelle skruetypen av termoplastiske ekstrudere. En andre ekstruder 116, ofte kalt en koekstruder, som har et utløpsforingsrør 118 er også virksomt forbundet med foringsblokken 120. Ektrudere 112 og 116 er valgt for deres evne til å plastisere termoplastiske polymere så som polypropylen, polystyren, polyetylen, poly-vinylklorid, polyetylen tereftalat, etylen vinylalkohol og andre liknende beholderplaster. Den plastiserte termopolymeren som kommer inn i foringsblokken 120 fra forings-rørene 114 og 118 blir distribuert innenfor foringsblokken i en strengt forbestemt orden inn i plateformen 122. Plateformen 122 sprer termopolymeren fra en generelt rør-formet smelte-strøm inn i ei relativt bred flat plate gjennom utgangsspalten 124. Hensikten med foringsblokken

120 er å separere og rekombinere forskjellige kombinasjoner av de to termoplastiske flytestrømmene fra ekstrudere 112 og 116 slik at plata 126 som er ekstrudert fra formen 122 omfatter den ønskete kombinasjonen av termoplastiske sjikt koekstrudert til ei enkel integrert plate. Den koekstruderte plata 126 passerer så over kjølevalser (kokillevalser) 128, 130 og 132 for at plata skal størkne og tillate at den blir fysikalsk behandlet etter koekstruderingen. Fig. 2 viser ei koekstruderingslinje som har en hovedekstruder 112 og to koekstrudere 116 og 13. Mens koekstruderingslinja i fig. 1 er istand til å frambringe fra to til fire sjikt i ei koekstrudert plate ved å dele og rekombinere utgangsstrømmene fra de to koekstruderne, er koekstruderingslinja i fig. 2 istand til å ekstrudere f lersjiktsplater som inneholder fra to og opp til seks sjikt. Tilførselen av hver tilleggskoekstruder til koekstruderingslinja tilfører slik en tilleggskapasitet på tp sjikt i f lersjiktsplata som formes. Hver tilleggskoekstruder krever tilleggskanaler og -distribusjons-anordninger innenfor koekstruderingsblokken 120. 1 en spesiell utførelsesform blir koekstruderingslinja i fig. 2 brukt til å framstille ei femsjiktsplate der hoved-koekstruderen 112 framstiller basissjiktet som blir splittet til to strømmer for å danne de ytterste sjiktene av polymer. En andre polymer kan bli ekstrudert gjennom den andre koekstruderen 116 og generelt omfatter et sperre-sjiktmateriale så som etylenvinylalkohol (EVOH), og den tredje koekstruderen 134 kan brukes til å danne et sammenbindingssjikt av et klebemiddel for å feste basissjiktet til sperresjiktet. En plateform 122, lik den på fig. 1 er forbundet med utløpet av foringsblokken 120 og mottar den flersjiks smeltete polymeren i en rørformet flytestrøm og sprer den ut inn i ei tynn flat plate 126 som så blir av-kjølt på kjølevalser 128-132. Fig. 3 viser skjematisk et tverrsnitt av plateformen 122 i fig. 1 og 2 som koekstruderer ei flersjikts-plate 126 som blir avkjølt mellom avkjølingsvalser 128-132. Tykkelsen av den koekstruderte plata 126 er mye forstørret for å illustrere f lersjiktssammensetningen. I en utførelsesform omfatter flersjiktsplata 126 et basissjikt A på den ytre overflata av plata som fortrinnsvis er ekstrudert fra den primære ekstruderen 112. Et sentralt sperresjikt B er plassert i sentret av den koekstruderte plata og er fortrinnsvis ekstrudert gjennom den andre koekstruderen 116. Et par sammenbindingssjikt C er plassert mellom sperresjiktet B og de ytre sjiktene A, og disse sammenbindings-sjiktene C er ekstrudert fra koekstrudereren 134. Det skal bemerkes at den forannevnte referansen til ekstrudering av de forskjellige sjiktene A, B og C gjennom ekstrudere 112»116 og 134 refererer primært til plastifiser ing av de faste polymerpartiklene inn i en smeltet strøm. Den endelige ekstruderingen av den smeltete strømmen opptrer gjennom formen 122 etter at de smeltete strømmene fra de tre ekstruderne er kombinert i foringsblokken 120.

I en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen var basissjiktene A laget av en beholderpolymer så som PET og sperresjiktet B omfattet et materiale så som EVOH. Siden EVOH og PET er relativt uforenlige og ikke vil festes til hverandre, ble et samraen-bindngssjikt C koekstrudert mellom sperre- og basis-sj iktene. Den generelle sammensetningen av et sammen-bindingss j ikt C er et polyvinylacetat eller et etylenvinyl-acetat så som dem som lages av Mitsui Chemical Company of Japan og referert til som ADMER. Et alternativt bindemiddel for EVOH og PET vil være det som selges av DuPont Chemical Company under varenavnet CXA.

I en andre utførelsesform ble ei f lersjiktsplate formet for framstilling av beholdere omfattende basissjikt A laget av polypropylen med et EVOH sperresjikt og sammen-bindingss j ikt C omfattende et bindemiddel solgt av Mitsui Chemical Corporation of Japan undervaremerket MODIC.

I fig. 4-6 er det vist en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen som ei koekstrudering/beholder-framstillingslinje. I fig. 4 er koekstruderingslinja som

omfatter hovedekstruder 112 og koekstruder 116 illustrert ved foring inn i foringsblokk 120 og form 122. Ei koekstrudert plate 126 passerer gjennom kjølevalser 128-132 til et par opptaksvalser 138. Opptaksvalsene 138 gir en friksjonstrekkanordning for å oppnå strekking på plata 126 etter at det har passert gjennom kjølerullene 128-132. Etter at plata 126 har kommet ut gjennom opptaksvalsene 138, blir den ført gjennom en biaksial orienterer 140 som omfatter et konvensjonelt plateorienteringssystem. I et plateorienteringssystem blir plata varmet til dens optimale orienteringstemperatur og blir strukket både lateralt og longitudinalt, deretter avkjølt for å oppnå optimal strekking og sperre-egenskaper i plata. Det er et konvensjonelt orienteringssystem kommersielt tilgjengelig på området for termoplast i dag. Alternativt kan den biaksiale orientereren 140 bli plassert mellom avkjølingsvalsene og opptaksvalsene for å senke behovet for gjenoppvarming av platematerialet. I dette tilfellet blir temperaturen av materialet som kommer fra den nedre kjølingsvalsen 132 observert, og kjølemidlet gjennom kjølevalsene blir under-søkt på en svært nøyaktig måte slik at materialet som kommer ut fra bunnkjølingsvalsen er på den nøyaktig optimale orienteringstemperaturen. Deretter passerer materialet gjennom den biaksiale orientereren som griper plata på alle tre åpne sider og strekker den biaksialt i maksimal mengde for å gi optimal orientering.

Deretter blir den strukkete plata avkjølt mens den holdes i sin strukkete form for å hindre rynking av plata og tap av orientering.

I fig. 6 passerer så plata fra orientereren gjennom et skjæreverk 142 hvoretter det blir skåret til tre eller flere primære strimler D, E og F. Sidene X og Y av hovedplata som er splittet av fra de primære strimlene D, E og F blir resirkulert ved å føre dem gjennom en slipe-anordning og føre dem tilbake til et "begravd" sjikt i plata gjennom en av koekstruderne. Hver strimmel D, E og F passerer så inn i varmevalseformeren der hver strimmel blir valset og sveiset i et sylindrisk rør G, H og I. Disse Disse kontinuerlige rørene passerer deretter inn i en for-skjærer 146 som grovt skjærer rørene 147 til på forhånd bestemte ønskete rørlengder. Rør lengdene 147 akkumuleres i en beholder 148 og føres deretter inn i en nøyaktig skjærer 150 hvoretter de blir skåret til nøyaktige lengder og gitt jevne ender. De presise rørlengdene 151 blir så akkumulert i en andre akkumulator 152 og derfra ført individuelt inn i en spinnsveiseanordning 153 så som kommersielt tidligere kjent og videre beskrevet i US-patent RE 29 448.

I spinnsveiseanordningen 153 blir de formete beholderendene tilført via transportanordning 154 for å bli spinnsveiset inn til de nøyakige delene 151. Dette former beholdere som illustrert i fig. 14-17. Disse beholderne blir, etter å ha blitt spinnsveiset, akkumulert i beholder 156 og omhyggelig orientert for å passere inn i merkelapp- eller etikettrykkeren 158. Fra trykkeren 158, passerer den ferdige beholderen gjennom transportanordning 160 til fyllingslinja for mottaking av det væskeformige eller faste matproduktet som skal oppbevares der. Spinn-sveiseren 153 og trykkeren 158 er kommersielt tilgjengelige og kan kjøpes i beholder industrien.

En foretrukket utførelsesform benytter en spinnsveiseanordning betegnet som en AW-14 spinnsveiseanordning av Vercon, Inc. of Garden Grove, California, og trykkeren 158 omfatter en Van Dam printer framstilt og solgt av Van Dam, USA of Camden, New Jersey.

Alternativt, og blant en av de mange fordelene ved den foreliggende oppfinnelsen, kan en flat printer brukes for å trykke etiketter på plata før den formes til sylindriske rør. Dette ville bare kreve plassering av en konvensjonell flat etikettrykker enten oppstrøms eller ned-strøms med platesplitteren 142. Trykkingen av flate etiketter er velkjent i beholder industrien og er mye enklere, raskere og mer nøyaktig enn trykkingen av etiketter på sylindriske og krumme flater. Den foreliggende oppfinnelsen tillater flattrykking av flere etiketter direkte på de termoplastiske veggene i krumme plastiske beholdere før de krummes, en framgangsmåte som før

denne oppfinnelsen ikke har vært mulig.

Beholderdelene som passerer fra akkumulatoren 152 inn i spinnsveiseanordningen 153, omfatter lik lengde sylindriske rørdeler formet ved kombiner ing av plate-ekstruderen, den biaksiale orientereren og varmevalseformeren og sveiseanordningen 144. Fra fig. 14-17 ses at disse sylindriske rørformete delene kan formes til bokser eller flasker. I hvert tilfelle er bunndelen av beholderen, enten det er en boks eller flaske, primært en sirkelformet skive med en oppover vendt U-formet flens for friksjonssveising, sammensmelting, eller klebing av skiva til sylinderrøret. Toppen av beholderen kan være enten en topp for flasker som fortrinnsvis er formet ved injeksons-forming eller en topp av en boks omfattende flat tunge-åpnings-skive med nedovervendt U-formet festeflens.

I fig. 5 er vist en alternativ utførelsesform av beholderen som former en linje der ei f lersjiktsplate er utformet og har enten en sperresjiktspolymer eller et metallfoliesjikt bundet på enten innsiden eller utsiden av flersjiktsplata. I fig. 5 er vist en primær ekstruder 210 som fører en enkeltsjiktføringsblokk 212 og en enkelt-sjiktsekstruderingsform 214. Plassert i den generelle nær-heten over ekstruderen 210 er en valse av sperresjiktsmateriale 216 fortrinnsvis omfattende enten polymer eller metallfolie. Dette sjiktet av materiale 218 passerer over en spredningsvalse 220 og smelter sammen med den primære ekstruderplata 222 ved kjølevalsesammensetningen 224. En andre ekstruder 226 som har en foringsblokk 228 og en ekstruderingsform 230 fører ei andre plate 232 av polymer inn i kjølevalsemontasjen 224. De to polymerplatene 222 og 232 går mot hverandre på utsiden av sperresjiktet 218 mellom den øvre kjølevalsen 234 og senterkjølevalsen 236, hvoretter de presses til sammenbinding mens de fremdeles er i en varm, halvmyk tilstand, og slik oppnås en god binding mellom de to ekstruderte sjiktene og sperresjiktet. Flersjiktsplata passerer så over den siste kjølevalsen 238 og kommer fram fra kjølevalsen som et

f lersjiktsplatemateriale 240. Dette materialet passerer gjennom opptaks-valse-montasjen 242 og deretter inn i skjæreverket 142 og varmevalseformeren 144 på fig. 6.

I en utførelsesform av fig. 5 ville dersom et metallfoliesjikt skal brukes som sperresjiktsmateriale 218 ikke noe orienteringssystem bli brukt på grunn av tap av orienteringsevne i metallfolie. På den annen side, dersom sperrematerialet 218 omfatter en termisk polymer så som etylen vinyl alkohol (EVOH) kan den biaksiale orientereren 140 bli fordelaktig brukt enten mellom kjølevalsene og opptaksvalsene eller mellom opptaksvalsene og skjoereverket. Som tidligere nevnt omfatter den biaksiale orientereren primært en mekanisk strekkeanordning som har evne til å gripe begge sider av plata og den fri enden av plata og trekke i de to aksiale retningene av plata. Slik gir den alternative utførelsesformen i fig. 5 ei flersjikts-sperreplate lik den i systemet i fig. 4 som benytter et lamineringssystem framfor et koekstruderingssystem for å binde platesjiktene sammen. Fordelen med flersjikts-platesystemet i fig. 5 er at andre materialer enn polymere kan bli plassert i platematerialet. Eksempelvis kan en tynn metallfolie så som aluminiumsfolie, tinnfolie, eller kopperfolie benyttes ved å begrave den inne i polymersjiktene. Polymersjiktene blir holdt på en temperatur høy nok til å gi god binding til metallfolien.

Alternativt kan en koekstruder bli benyttet for den enkle ekstruderen 210 for å frambringe et dobbeltsjkt-platemateriale der det ene sjiktet er beholderpolymeren og det andre sjiktet er et bindemiddel. Likeledes kan den andre ekstruderen 226 bli erstattet med en koekstruder for koekstrudering av et dobbeltsjiktsmateriale for å gi en beholderpolymer med et sjikt av bindemiddel på. Binde-middels j iktene er plassert slik at begge vender innover ved passering av de to kjølevalsene 234 og 236 og dermed kommer i kontakt med sperresjiktsmaterialet 218 og gir god binding til dette. Dette vil være særlig nyttig ved bruk av et

sperremateriale så som EVOH som ikke kan konkurrere helt med polymere så som

polypropylen og PET. I tillegg til plasseringen av folie-materialet mellom to polymermaterialer, kan oppfinnelsen benyttes til å frambringe et trykket sperremateriale med en etikett på som skal begraves mellom de to klare polymer-materialene så som PET. Dette vil eliminere behovet for trykkeren 158 i midten eller i enden av beholder linja.

I fig. 7-13 er vist en mulig utførelsesform av en varme-valse-former-/sveisemontasje 144. Denne er skjematisk istedenfor i riktig skala og skal bare vise de generelle prinsippene i virkemåten av en slik montasje. I figurene er det to sett av parallelle, koaksiale valser 310 og 312 som skal komme i kontakt med flersjikts-platematerialet 126 og skal krumme det svakt mens det varmes til glassovergangstemperaturen, til et sylindrisk rør. I fig. 7 er de parallelle valsene generelt flate og det finnes et andre lineært plassert sett parrallelle valser 314, 316 plassert nedstrøms fra de opprinnelige valsene 310, 312. I fig. 8 har valsene ført til at en del krumning har funnet sted i plata 126. Fig. 9 viser en halvsirkel av platematerialet formet av valsene 318 og en varmet støpekjerne 320. I fig. 10 er materialet formet til et fullstendig sylindrisk rør ved virkning av valsene 322 og støpekjernen 320 som har blitt sylindrisk på dette punktet. I fig. 10 er også vist en sveisekilde 324 som omfatter kjente konvensjonelle sammensmeltingsog/eller varmekilder. Eksempelvis kan sveisevarmekilde 324 være en flamme, en laser, et mikrobølgeelement, en kvartsvarmer eller ekvivalente anordninger. Alternativt kan sveise-kilden 324 frambringe smeltet termisk polymer som er sprayet eller har strømmet til sammenføyningsområdet 125 i polymeren 126. En annen utførelsesform av sammenføynings-prosessen kan benytte en rask-herdende harpiks så som epoksy eller en annen akseptabel væske eller halvfast klebemddel for å sammenføye de to kantene av det sammen-rullete røret.

Utførelsesformen i fig. 10 viser det som er kjent som en butt-sveising. Fig. 11 er et sideriss av det siste formingstrinnet vist sett i aksial retning 10.

Fig. 12 viser et skjematisk riss av en annerledes utførelsesform av rørformingsframgangsmåten der en over-lappingssveising lages framfor buttsveisen i fig. 10 og 11. I fig. 12 overlappes en kant av plata på toppen av den motsatte kanten av det siste rørformingstrinnet, og en varme-presse-valse 326 gir forseglende kraft for forming av det sylindriske røret. Valsen 326 omfatter en serie av valser plassert aksialt langs sammenføyningsområdet på røret, som vist i fig. 13. En varmekilde 324 er plassert oppstrøms valsene 326 for forvarming av sammenføynings-området i den termopolymere plata. Varmekilden 324 kan være en anvendbar kilde så som strålevarme eller radio-bølgevarme. Valsene i fig. 13 er vist idet de presser overlappsammenføyningen inn til en dimensjonen skjøt ved å gradvis jevne ut den overlappende delen med dens halv-smeltete tilstand inntil den sylindriske rørdelen er fullstendig formet. Slik illustrerer fig. 7-13 flere ut-førelsesformer av rørformingsmontasjen 144 i fig. 6.

I en alternativ utførelsesform vist i fig. 22 er en annerledes sveisetype vist aksialt sett. I denne ut-førelsesformen er plata 126 rullet over en sylindrisk støpekjerne 320 lik den tidligere beskrevne utførelses-formen, og de to kantene av plata bringes sammen på støpe-kjernen for å buttsveises. Rett før kantene kommer i kontakt med hverandre, passerer de en elektrisk oppvarmet motstandswire 330, så som en nichromewire, til hvilken er forbundet en kilde for elektrisk kraft (ikke vist). Den nære overgangen av polymerplatesidene til den varme wiren bringer dem til en sammensmeltingstemperatur, hvoretter de presses sammen øyeblikkelig etter at de har passert wiren. Dette gir en utmerket buttskjøt med et minimum av tilføring av sammensmeltingsenergi for å varme polymerplata. Dersom det er ønskelig, kan et ikke klebende dekkmateriale så som polytetrafluoretylen brukes på den varme wiren for å minske klebingen av polymeren til wiren dersom den skulle brøre wiren.

Fig. 14-16 viser en type beholder som fordelaktig er framstilt ved den foreliggende oppfinnelsen.

I disse figurene er det vist en flaske 401 som har en sylindrisk rørformet sidevegg 402 formet i samsvar med den ovenfor beskrevne framgangsmåten. En skivelukking 404 er friksjonssveiset, sammensmeltet, eller - klebet inn i en bunnende av røret 402 og en topplukker 403, som omfatter en flasketopp med en gjenget del 407, og en fyllering 409 integrert formet på denne, er likeledes plassert på toppen av røret 402. Den rørformete veggdelen 402 er vist som et enkeltsjiktsmateriale, men fig. 15 viser en alternativ ut-førelsesform av en veggdel 402 der et trippelsjiktmateriale er formet ved hjelp av laminering og/eller koekstrudering. Som tidligere nevnt kan veggen i den rørformete delen 402 ha et antall sjikt fra en og opp til ni, ved hjelp av de multiple koekstruderne som vist i fig. 1 og 2. Fig. 17 viser anvendelsen av det sammenskjøtete røret utformet i samsvar med den ovenfor beskrevne framgangsmåten for å tilvirke en typisk boks 501. Boksen er laget av den sammenskjøtete rørformete sylindriske delen 502 til hvilken det er festet en bunnlukker 504 og en topplukker 503. Topplukkeren 503 har en tunge 505 for åpning ved trekking, utformet i topplukkeren for å åpne beholderen. Som tidligere nevnt kan flasken 401 og boksen 501 ha lukkere med periferiske U-formete flenser på for friksjonssveising, klebing eller sammenføying til de rør-formete delene av beholderne. Alternativt kan lukkeren være krympet eller sementert på, eller en kombinasjon av det som er nevnt ovenfor. Fig. 18-21 viser forskjellige endelige valse-former for å oppnå ikke-sylindriske uniforme rør. Fig. 18 viser valser og en støpekjerne for forming av kvadratiske rør. Fig. 19 viser et liknende arrangement for tilvirking av rektangulære rør, og fig. 20 viser framgangsmåten for triangulær utforming av rør. Andre polygonale former kan selvfølgelig tilvirkes. Fig. 21 viser en montasje for å tilvirke elliptiske rørformer. Andre buete former kan likeledes tilvirkes. Slik kan mange typer ikke-sylindriske rørformer formes til beholdere ved bruk av ikke-spinn friksjonssveisings-teknikker så som oscillatorisk sveising eller ved bruk av varmesammenføyning og/eller adhesiv binding av endelukkerne til rørene.

Den foreliggende oppfinnelsen frambringer således anordninger for rask utforming av termoplastiske beholdere med sperre-egenskaper så vel som orientering av termopolymeren. Den foreliggende framgangsmåten tar rå polymerpellets og omdanner det til ferdige beholdere som har trykte etiketter festet på seg dersom det er ønsket. Hele framgangsmåten er relativt kompakt og kan plasseres direkte i fyllingsanlegget i et apparat for tilvirkning av matvarer. Framgangsmåten eliminerer dermed behovet for å sende beholdere fra et beholdertilvirkingsanlegg til påfyllingsanlegget. Denne sendingen er svært uøkonomisk på grunn av at beholderne er lette, men voluminøse. Oppfinnelsen frambringer også rask, tilstrekkelig og effektiv utforming av beholdere med et minimum av skrapmetall. Beholderne som er tilvirket slik har sylindriske veggdeler som er istand til å ha flersjikts sperrematerialer med polymersperresjikt, foliesperresjikt eller kombinasjoner av dette, og har også evne til å ha orienterte polymere i beholderveggene for å gi ekstra styrke idet behovet for voluminøs polymer reduseres. Framgangsmåten for utforming av beholdere benytter enten ekstrudering, koekstrudering, laminering, eller en kombinasjon av disse, av platemetall som så blir valset til sammenskjøtete rør og sveiset. Framgangsmåten gir kontinuerlig tilvirking av rørformet polymermateriale som så blir skåret i lengder og lukket i endene for å gi ferdige beholdere. Ved å bruke store ekstrudere som ekstruderer plater i bredder opp til 132 cm eller bredere, kan en multippel rørformet linje lages ved en enkel ekstruderingsmontasje. Likeledes kan en fler-sperresjikt- rørformet linje utformes ved en enkel koekstruderingsmontasje. Eksempelvis kan, i en 132 cm koekstruderingslinje som benytter en primær ekstruder og en sekundær koekstruder, tresjiktssperre-plater formes 132 cm brede og kan bli splittet opp i flere forskjellige rør-linjer som føres fra denne enkle plata. RørLinjene_kan forme myke drikkebokser eller flasker i de populære 283,5 g og 340,4 g størrelsene som vist i fig. 14 og 17. Denne beholderen har en diameter på omtrent 5,72 cm og trenger en platestrimmel som er omtrent 17,8 cm bred. For å tillate at en viss mengde "avfall" klippes e.l. fra hver side av ei 132 cm bred plate, kan minst seks strimler skjæres fra den brede plata og muligens også sju strimler.Dette vil tillate at seks eller sju rørledninger kan være i drift fra en enkelt plateekstruder. Mens den nevnte Hahn et al ekstruder ingen for koekstrudering av en rørformet beholder-vegg er fordelaktig i forhold til tidligere kjent teknikk, gir den foreliggende oppfinnelsen flere fordeler ved at opp til fem eller flere forskjellige rørledninger kan utformes fra en enkel ekstruderingsanordning ved bruk av skjæreverk og rørsveisere.

Selv om en spesiell foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet i den detaljerte beskrivelsen ovenfor, er ikke beskrivelsen tenkt å begrense oppfinnelsen til de spesielle formene eller ut-førelsesformene som er omfattet siden de skal gjenkjennes som illustrerende heller enn restriktive, og det vil være nærliggende for fagmenn at oppfinnelsen ikke er så begrenset. Eksempelvis, når valser og en oppvarmet støpe-kjerne er vist for utforming av rørene fra plata, er det klart at et par parallelle støpekjerner kan brukes istedenfor valser, eller valser kan brukes istedenfor støpe-kjerner. Det er også klart at andre typer sammensveising kan brukes enn de som her er nevnt, og disse framgangsmåtene er tilgjengelige for fagmenn innen området termoforming. Andre former av topper og bunner kan også brukes for å forme beholderne fra de sveisete rørene. Likeledes kan forskjellige skjæreanordninger brukes for å forme rørene til lengder, så som lasersk joer ing, sonisk skjæring, skjæring med varm kniv og rask saging. Andre polymere enn de som er nevnt kan brukes, så som styren akrylonitril (SAN), polyvinylidenklorid (PVdC), og kopolymere av polyetylen og polypropylen. Slik vil oppfinnelsen dekke alle forandringer og modifikasjoner av det spesifikke eksemplet i samsvar med oppfinnelsen, som er nevnt for å illustrere, noe som ikke avviker fra oppfinnelsestanken og ramma for oppfinnelsen.

Claims (20)

1. Framgangsmåte for framstilling av termoplastiske gjenstander med rørformet hoveddel, kara k- terisert ved at den omfatter forming av ei plate av termoplastisk materiale i en på forhånd bestemt ønsket tykkelse, oppklipping e.l. av denne plata til minst en kontinuerlig strimmel med en på forhånd ønsket bredde, oppvarming av denne strimmelen til en temperatur der det termoplastiske materialet kan formes, valsing av den varmete strimmelen til et kontinuerlig rør, forsegling av de to kantene av den valsete strimmelen sammen for å danne røret, skjæring av deler med på forhånd bestemt lengde fra røret, og festing av minst en endelukking i hver rørdel for å danne rørformete gjenstander.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, kac&kfceciSerfc at plata blir utformet av minst to forskjellige termoplastiske materialer ved å Bflielte de termoplastiske materialene i en mekanisk ekstruder slik at det dannes atskilte sjikt av termoplastiske materialer, idet disse sjiktene er bundet til hverandre, og at oppvarmingstrinnet fortrinnsvis omfatter å holde varmen i ekstruder ingen av plata over dens glassovergangstemperatur fra ekstruderen under valsingen.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1-2, karakterisert ved at trinnet for forming av plata omfatter koekstrudering eller laminering av et flertall sjikt i ei enkel f lersjiktsplate,idet et indre sjikt i flersjiktsplata omfatter minst tre sjikt, idet et indre sjikt fortrinnsvis er metallfolie,at trinnet for forming av plata videre omfatter laminering eller koekstrudering av i det minste tre sjikt til ei enkelt sammenbundet plate, der et indre sjikt inneholder en sperresjiktspolymer,fortrinnsvis etylenvinylalkohol, polyvinylidenklorid eller styren- akrylonitril.

4. Framgangsmåte i samsvar med krav karakterisert ved at det valsete røret er sylindrisk eller ikke- sylindrisk,idet endelukkerne fortrinnsvis er festet til rørene ved spinnsveising eller friksjonssveising,og at kantene av røret fortrinnsvis er forseglet ved en overlappskjøt eller en buttskjøt eller ved varmesaramensmelting eller ved klebing e.l.

5 . Framgangsmåte i samsvar med krav 1-4 , karakterisert ved at den videre omfatter trinn for orientering av plata i det minste i en aksial retning etter at plata er formet, og at framgangsmåten videre omfatter trykking av en etikett på plata etter at plata er formet, etter trinnet for orientering, men før valsingen,idet et indre sjikt i plata omfatter en trykt etikett.

6 . Framgangsmåte for framstilling av plastbeholdere, karakterisert ved at den omfatter forming av ei enkel plate med minst tre sjikt av polymer bundet sammen, der minst et av sjiktene består av en epeftesjiktepolyaeF/ oppdeling av plata tii et flertall strimler med på forhånd bestemt bredde, varming av strimlene til over deres glassovergangstemperatur, valsing av strimlene til et kontinuerlig rør om en lengdeakse parallell med kantene av strimmelen, forsegling av de "to kantene sammen for å forme røret, skjæring av deler med en forhånd bestemt lengde av røret, og festing av minst en lukkerende på hver rørdel for å danne beholdere.

7 . Framgangsmåte i samsvar med krav 6 , karakterisert ved at den videre omfatter trinn for orientering av plata i minst en aksial retning etter å ha formet den og trykking av en etikett på plata etter at plata er formet og etter orienteringen, men enten før eller etter valsingen og at festetrinnet fortrinnsvis omfatter friksjonssveising, idet plata omfatter fem koekstruderte sjikt som består av to ytre sjikt av en strukturpolymer, et sentralt sperresjikt, og et mellomsjikt med bindemiddel mellom hvert struktursjikt og sentralsjikt,idet det ene ytre sjiktet består av polypropylen, det andre ytre sjiktet består av en polypropylen/etylen kopolymer, og sperresjiktet består av etylenvinylalkohol.

8 . Framgangsmåte for forming av beholdere, karakterisert ved at den omfatter å ekstrudere ei plate med minst ett sjikt av et termoplastisk materiale, laminering av minst ett annet materialsjikt til den ekstruderte plata for å danne ei enkel plate av flersjiktsbundet materiale, varming av flersjiktsplata til en ikke-smeltings mykningstemperatur, oppklipping e.l. av plata til minst en strimmel med kontinuerlig på forhånd bestemt ønsket bredde, valsing av strimmelen til et rør der kantene av strimmelen er hovedsaklig parallelle med lengdeaksen av røret, sammenføyning av kantene for å danne et lukket kontinuerlig rør, skjæring av på forhånd bestemte lengdestykker fra røret, og forsegling av minst en endelukker til hvert lengdestykke av rør for å danne beholdere av disse.

9 . Framgangsmåte i samsvar med krav 8 f, karakterisert ved at lamineringen videre < <*> omfatter å tilsette et metallfoliesjikt til den ekstruderte plata og å tilsette et andre sjikt av termoplastisk ' materiale over dette foliesjiktet, at sjiktene fortrinnsvis er varmesammensmeltet eller er klebet e.l. sammen, at ekstruder ingen omfatter koekstrudering av minst to sjikt med forskjellige termopolymere, og at framgangsmåten videre omfatter trinn for biaksial orientering av plata etter at den er formet.

10. Apparat for framstilling av rørformete plastgjenstander, karakterisert ved at det omfatter anordning for å plastisere en termoplastisk harpiks, en plateform festet til plastiseringsanordningen for å avgi plastisert harpiks inn i en anordning for plateoppdeling knyttet til plateformen for klipping e.l. av plata til minst en kontinuerlig strimmel av platemateriale som har en på forhånd ønsket bredde, valseanordning for utforming av platestrimmelen til et kontinuerlig rør, sammenføyningsanordning for å sammenføye de to parallelle kantene av det valsete røret sammen, skjæreanordning for å skjære til på forhånd bestemte ønskete lengdestykker fra det valsete og sammenføyde røret, og anordning for å feste termoplastiske endelukkere til rørene.

11. Apparat i samsvar med krav 10, karakterisert ved at plastiseringsanordningen omfatter en ekstruder, at det videre omfatter en koekstruder forbundet til plateformer, og det videre omfatter anordningfor tilsetning av minst et annet materialsjikt til plata etter plateformen, anordning for å tilsette et sperresjikt og ei etikettplate til den ekstruderte plata etter formen, at sammenføyningsanordningen omfatter organ for å varmesmelte platekantene sammen, idet varmesammensmeltingen fortrinnsvis omfatter organ for buttsveising eller voverlappingssveising, at varmeanordningen fortrinnsvis omfatter en varmewire, og at anordningen for festing av endelukkerne fortrinnsvis omfatter en friksjonssveiser.

12. Apparat for framstilling av termoplastiske beholdere av termoplastiske harpikser, karakterisert ved at det omfatter smelteanordning for å påføre mekanisk energi til en fast termoplastisk harpiks for å smelte harpiksen, en formanordning for ekstrudering av den smeltete harpiksen til en kontiuerlig plateanordning for avkjøling av plata, en anordning for utforming av et sperre sjikt på denne plata, en anording for utforming av plata til minst en på forhånd bestemt strimmel med ønsket bredde, anordning for valsing av strimmelen til rørform, anordning for å føye sammen kantene av den valsete strimmelen for å danne et kontinuerlig rør, en anordning for å skjære rørformete beholderdeler med på forhånd ønsket lengde fra røret og en anordning for å feste termoplastiske ender til røret for å forme beholdere.

13. Apparat i samsvar med krav 35, karakterisert ved at smelteanordningen omfatter en mekanisk ekstruder, og ved at den sperresjiktsformende anordningen omfatter en koekstruder festet til formanordningen parallell med ekstruderen, samt at formanordningen omfatter en koekstruderingsplateform, at den sperresjiktsformende anordningen omfatter en valset platemater for påføring av ei eller flere tilleggsplater av materiale til den kontinuerlige plata etter formanordningen, og at apparatet videre omfatter en etikett-trykker mellom kjøleanordningen og valseanordningen.

14. Beholderframstillingssystem for tilvirking av termoplastiske rørformete beholdere med sperresjikt, karakterisert ved at dette systemet omfatter en primær ekstruder for å smelte termoplastiske harpiksmaterialer, en koekstruder parallel med den primære ekstruderen for smelting av en termoplastisk sperresjiktspolymer, en koekstruderingsplateform festet til ekstruderen og koekstruderen for å forme ei f lersjiktstermoplastisk plate, et skjæreverk for tilskjæring av plata til minst en kontinuerlig strimmel av platemateriale, rørvalser for valsing av den kontinuerlige strimmelen til et kontinuerlig rør, rørsveiser for å sveise sammen kantene av det valsete røret, rørskjærer for tilskjæring av ønskete rørlengder fra det kontinuerlige sveisete røret, og en friksjonssveiser for sveising av termoplastiske lukkere til i det minste en ende av rørlengden.

15. Apparat i samsvar med krav 14, karakterisert ved at det videre omfatter et sekundært valse-matingssystem for å påføre et tilleggssjikt av materiale til den termoplastiske plata, og at det videre omfatter en etikett-trykker plassert nedstrøms plateformen,idet etikett-trykkeren fortrinnsvis er laget for å trykke flate etiketter på plata idet den kommer ut av plate formen.

16. Gjenstand med termoplastisk del, karakterisert ved at den omfatter en rørformet veggdel som omfatter en strimmel av valset og sammenføyd termoplastisk plate, og i det minste en endelukker i den rørformete veggdelen som forseglende lukker denne enden, at veggdelen fortrinnsvis omfatter en f lersjiktsstrimmel av termoplastisk plate med i det minste et sjikt av strukturpolymer og minst et sjikt av sperresjiktspolymer idet disse sjiktene er bundet sammen til ei enkel plate, at veggdelen videre fortrinnsvis omfatter et metallfoliesjikt bundet mellom to polymersjikt, at endelukkeren fortrinnsvis omfatter en termoplastisk lukker som er friksjonssveiset til den rørformete veggdelen og en andre termoplastisk lukker som er friksjonssveiset til den motsatte enden av den rørformete veggdelen, idet den rørformete veggdelen er sylinderformet og har en skjøt parallell med lengdeaksen av veggdelen, eller at den rørformete veggdelen er ikke-sylindrisk og har en skjøt parallell med lengdeaksen av veggdelen.

17. Gjenstand som omfatter en beholder med et flersjiktslegeme, karakterisert ved at beholderen omfatter ei plate av ekstrudert termoplastisk harpiksmateriale til hvilken er bundet ei plate av sperremateriale idet denne f lersjiktsplata formes til en rørformet del ved valsing og sammenføyning parallelt med rørets lengdeakse og den rørformete delen har minst en lukker som er forseglende festet til en ende av denne.

18. Beholder i samsvar med krav 17, karakterisert ved at sperrematerialet omfatter et sperreharpikssjikt som er koekstrudert med det termoplastiske harpiksmateriale, og at sperrematerialet omfatter et metallfoliesjikt som er laminert til det termoplastiske harpiksmaterialet, at beholderen videre fortrinnsvis omfatter et sjikt av trykket etikett festet til den rørformete delen, og at den videre omfatter et sjikt av trykket etikett fortrinnsvis laminert mellom to plater av det ekstruderte termoplastiske harpiksmaterialet, at den videre omfatter en etikett trykket direkte på plata av termoplastisk harpiksmateriale, og omfatter en etikett trykket direkte på plata av sperrematerialet.

^9. Beholder , karakterisert ved at den er framstilt ved en framgangsmåte som omfatter følgende trinn: framstilling av ei kontinuerlig plate av termoplastisk harpiks klebende til ei kontinuerlig plate av sperremateriale til harpiksplata og oppskjæring av f lersjiktsplata til minst en kontinuerlig strimmel av på forhånd bestemt bredde, valsing av denne strimmelen til en rørform, klebing av kantene av den rørformete strimmelen sammen, skjæring av den rørformete strimmelen til på forhånd bestemte ønskelige lengder og festing av minst en endelukker i hver rørlengde.

20 . Beholder i samsvar med krav 19, k a r a k terisert ved at trinnet for plateforming omfatter ekstrudering av plata gjennom en ekstruder og ei plateform, at adhesjons- eller klebetrinnet omfatter koekstrudering av et termoplastisk harpiksmateriale og et termoplastisk sperremateriale gjennom koekstrudere og en flersjikts foringsblokk og plateform, at dette trinnet eksempelvis omfatter å klebee.l. ei sperreplate til den ekstruderte plata etter at den ekstruderte plata er blitt ekstrudert,at klebetrinnet eller adhesjonstrinnet fortrinnsvis omfatter bruk av et klebemiddel, eller at klebetrinnet eller adhesjostrinnet fortrinnsvis omfatter varmesammensmelting, samt at sperresjiktsplata omfatter metallfolie eller sperreharpiks.