PL182070B1

PL182070B1 - Sposób wytwarzania ksztaltek wstepnych z zywicy termoplastycznej i urzadzenie do wytwarzania ksztaltek wstepnych z zywicy termoplastycznej PL PL PL

Info

Publication number: PL182070B1
Application number: PL97329355A
Authority: PL
Inventors: Moreno Barel; Franco Bellotto
Original assignee: Sipa Spa
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2001-10-31
Also published as: EP0900135A1; JP2000508593A; AU2024797A; DE69703618T2; AU706097B2; PL329355A1; JP3953521B2; ITPN960025A1; WO1997039874A1; DE69703618D1; BR9708849A; EP0900135B1; TR199801048T2; IT1289373B1; ITPN960025A0

Abstract

1 Sposób wytwarzania ksztaltek wstepnych z zywicy termoplastycznej, w szczególnosci przystosowanych do nastepujacego potem rozdmuchiwania w butle lub podobne pojemniki puste w srodku, polegajacy na wtryskiwaniu cieklej zywicy do wielownekowej formy wtryskowej, powodowaniu krzepnie- cia ksztaltek wstepnych otrzymanych w kazdej wnece formy, az ich wewnetrzna temperatura zmaleje do temperatury, która odpowiada najwyzszemu stopniowi krystalizacji konkretnej zastosowanej zywicy termoplastycznej, oraz na wyjmo- waniu ksztaltek wstepnych z wnek formy wtryskowej i przenoszeniu ich do na- czyn chlodzacych dla szybkiego schlodzenia, zanim ksztaltki wstepne osiagna srednia temperature odpowiednia do ukierunkowywania, znamienny tym, ze sto- suje sie przetrzymywania ksztaltek wstepnych (2) w naczyniach chlodzacych, równy czasowi cyklu maszynowego, pomniejszonemu o czas potrzebny do wyjecia kszlaltek z formy wtryskowej i powiekszonemu o czas potrzebny do przeniesienia ksztaltek wstepnych z fermy wtryskowej do naczyn chlodzacych, przy czym chlodze- nie ksztaltek wstepnych w naczyniach chodzacych przeprowadza sie przez zamknie- cie wylotu (6) ksztaltek wstepnych po wprowadzeniu ich do naczyn chlodzacych (1) i przez sprezenie ksztaltek wstepnych poprzez wpuszczenie do wnek ksztaltek wstep- nych gazu pod cisnieniem, umozliwiajac kontakt i dopasowanie zewnetrznej powie- rzchni ksztaltek do wewnetrznej powierzchni (3) naczyn chlodzacych przez wstepnie okreslony okres czasu, przy czym naczynia chlodzace (1) chlodzi sie za pomoca krazacych mediów chlodzacych, przeplywajacych w kanalach (10) utworzonych w stalej czesci korpusu tych naczyn chlodzacych. 5 Urzadzenie do wytwarzania ksztaltek wstepnych z zywicy termopla- stycznej, w szczególnosci przystosowanych do nastepujacego potem rozdmu- chiwania w butle lub podobne pojemniki puste w srodku, zawierajace liczne wielownekowe formy wtryskowe, do których kolejno jest wtryskiwana ciekla zywica, liczne naczynia chlodzace do przyjmowania ksztaltek wstepnych po ich wyjeciu z wielownekowych form wtryskowych, które to naczynia chlodzace sa wyposazone w zespól przenoszacy do przenoszenia ksztaltek wstepnych z wielo- wnekowych form wtryskowych do naczyn chlodzacych, oraz w zespól spre- zajacy do doprowadzania i utrzymywania przez okreslony okres czasu gazu pod cisnieniem we wnekach ksztaltek wstepnych po ich przeniesieniu FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania kształtek wstępnych z żywicy termoplastycznej, zwłaszcza z terefitalanu polietylenu (PET) i polipropylenu (PP) na ska182 070 lę przemysłową. Otrzymane pojemniki nadająsię do przechowywania płynów, również w wysokiej temperaturze i/lub zawierających gazowy CO₂.

W dziedzinie sposobów i urządzeń do wytwarzania tego rodzaju pojemników istnieją liczne udoskonalenia i ulepszenia, których celem jest wytwarzanie takich pojemników w sposób bardziej niezawodny, oszczędzający koszty, wszechstronny i zapewniający zwiększony poziom jakości przy produkcji na bardzo dużą skalę.

Jak wiadomo, te procesy produkcyjne mogąbyć pogrupowane schematycznie w dwa podstawowe rodzaje, to jest procesy jednoetapowe i dwuetapowe.

Procesy jednoetapowe dotyczą wytwarzania kształtek wstępnych, które przenosi się z formy wtryskowej lub dyszy wytłaczającej (po ochłodzeniu jej do odpowiedniej temperatury) do stanowiska kondycjonowania, w którym umożliwia się osiągnięcie przez kształtkę jednolitej temperatury zalecanej orientacji molekularnej. Następnie kształtka wstępna zostaje przeniesiona do formy do rozdmuchiwania, w której zostaje ostatecznie uformowana do pożądanej postaci.

Nieodłącznie w każdym jednoetapowym procesie następuje nierównomierny rozkład ciepła poprzez powierzchnię przekroju ściany kształtki wstępnej, przenoszonej z formy wtryskowej lub dyszy wytłaczającej. Opracowano rozmaite rozwiązania dotyczące optymalizacji czasów przetrzymywania i temperatur kształtki wstępnej podczas jej wyjmowania z formy wtryskowej, ze względu na optymalizację czasu trwania cyklu.

W procesach dwuetapowych rozdmuchiwana butla jest otrzymywana w dwóch odmiennych etapach, które mogąbyć prowadzone nawet w dość dużych odstępach czasowych. Istotna korzyść takiego procesu dwuetapowego wynika głównie z tego, że cały proces jest podzielony na dwie fazy, które są przeprowadzane zarówno w odległej przestrzeni jak i w odległym czasie względem siebie, przez co uzyskuje się większą dostosowalność z punktu widzenia technicznego, produkcyjnego i handlowego.

Poszczególne kształtki wstępne są wytwarzane w pierwszej fazie powyższego procesu, a następnie są zwykle gromadzone na miejscu lub transportowane do miejsca przeznaczenia ostatecznego użytkownika lub producenta.

W drugiej fazie powyższego procesu, kształtki wstępne są ponownie kondycjonowane do pożądanej temperatury i bezpośrednio potem rozdmuchiwane w pożądane produkty finalne, to jest butle.

Dodatkowo do większej dostosowalności, procesy dwuetapowe umożliwiają znaczne oszczędności ekonomiczne, ponieważ pojedynczy producent ma możliwość wytwarzania na tym samym urządzeniu kształtek wstępnych, które mogą być następnie stosowane do wytwarzania rozmaitych odmiennych rodzajów butli. Jednakże procesy dwuetapowe mają główną wadę polegającą na tym, że wymagają większego zwiększenia zużycia energii, ponieważ w drugiej fazie kształtki wstępne muszą być całkowicie ponownie kondycjonowane, to jest ogrzewane do temperatury optymalnej dla następującego potem rozdmuchiwania.

Zarówno w procesie jednoetapowym jak i dwuetapowym, a także w urządzeniach do wytwarzania pojemników z tworzyw sztucznych, zwykle butelek, kształtki wstępne otrzymuje się poprzez wtryskiwanie żywicy termoplastycznej, w szczególności tereftalanu polietylenu (PET), do licznych form wielokrotnych. Jednakże, bieżąca produkcja kształtek wstępnych jest zależna od sposobu w jaki są one poddawane rozdmuchiwaniu, jak również od sposobu wykorzystywania otrzymywanych butli, a zatem musi uwzględniać liczne zmienne parametry takie jak stopień ukierunkowania kształtki wstępnej i wydajność przerobowa urządzenia.

Jakkolwiek podczas wtryskiwania następuje indukowanie określonego ukierunkowania w kształcie wstępnej, to jednakjest dość trudne kontrolowanie aktualnego stopnia i rodzaju takiego ukierunkowania, tak że jest ono przeprowadzane w najbardziej korzystnych warunkach rozkładu temperatury. Jak wiadomo, kontrolowanie ukierunkowania w dużym stopniu zależy od temperatury kształtki wstępnej bezpośrednio przed ukierunkowaniem. Ponadto powszechnie znaną praktyką jest kontrolowanie tej temperatury przez umieszczanie kształtki wstępnej w atmosferze otoczenia o temperaturze kontrolowanej przez dany okres czasu, co stanowi znaną obróbkę kondycjonującą.

182 070

Po wyjęciu z formy wtryskowej, kształtka wstępna jest stosunkowo zimna, przy czym z punktu widzenia wymagań następnych faz wydmuchiwania powinna mieć odpowiednią temperaturę. Z tego względu, aby kształtka wstępna mogła osiągnąć pożądany zakres wytrzymałości, to powinna być schłodzona. Dla procesu jednoetapowego, minimalny czas chłodzenia reprezentuje granicę, poniżej której pojawiiąjćąsię problemy związane z wyjmowaniem kształtki wstępnej z formy.

Wytwarzanie kształtek wstępnych obejmuje rozmaite etapy, na które składa się zaciskanie form wtryskowych, wtryskiwanie żywicy, przetrzymywanie wtryśniętej żywicy w formach w stanie zaciśniętym i chłodzenie otrzymanych kształtek wstępnych.

Trzy pierwsze fazy sąprowadzone w określonych i rygorystycznie ustanowionych czasach i innych odpowiednich parametrach procesowych, natomiast faza chłodzenia decyduje o temperaturze, przy której kształtka wstępna jest wyrzucana z formy wtryskowej.

Im dłuższy czas chłodzenia, tym jest niższa temperatura kształtki wstępnej wyrzucanej z formy. Odwrotnie, jeżeli faza chłodzenia jest zbyt krótka, to może zdarzyć się że temperatura kształtki wstępnej będzie tak wysoka, że spowoduje to problemy z wyrzucaniem kształtek z formy wtryskowej.

Wiadomo, że tego rodzaju czas chłodzeniajest o wiele dłuższy niż czasy narzucane rozmaite operacje konieczne do prowadzenia dla otrzymania produktu finalnego, włącznie z operacjami kondycjonowania i wydmuchiwania i odnośnymi czasami obsługi.

W rezultacie, ponieważ rozmaite fazy procesu muszą być zsynchronizowane w tym samym czasie cyklu (T_c), który jest określony przez czas trwania najdłuższej operacji, zatem to faza wydmuchiwania w rzeczywistości określa minimalny czas cyklu, który nie może być już zredukowany z powodu cytowanych powyżej przyczyn technicznych.

Możliwe i pożądane skrócenie czasu przebywania kształtki wstępnej w formie wtryskowej do momentu opuszczenia formy dla przeprowadzenia następnej fazy rozdmuchiwania odpowiednio skraca fazę rozdmuchiwania, redukuje czas cyklu i zwiększa wydajność całego urządzenia.

Ostatnie osiągnięcia dotyczące możliwości redukcji ciężaru właściwego pojemników doprowadziły do zwiększenia stopnia rozciągliwości, i w rezultacie do zwiększenia grubości kształtki wstępnej o około 10 do 15% w przypadku pojemników przeznaczonych do przetrzymywania płynów zgazowanych od poziomu niskiego do średniego, i o około 15 do 20% w przypadku pojemników przeznaczonych do silnie zgazowanych płynów.

Ma to również wpływ na zwiększenie czasu cyklu maszynowego, szczególnie dla butelek na płyn o dużej zawartości CO₂, jakkolwiek zjawisko to obecnie zostało opanowane poprzez udoskonalenia stanowisk kondycjonowania, jak ujawniono we włoskim zgłoszeniu patentowym nr PN95A00048.

Czas cyklu maszyny do prowadzenia procesu jednoetapowego jest podyktowany przez czas, który jest potrzebny aby kształtka wstępna osiągnęła określoną temperaturę przy końcu fazy rozdmuchiwania i zależy głównie od grubości kształtki. Czas ten jest w przybliżeniu podany przez następujące równanie:

czas cyklu = 12 x (grubość kształtki w mm/3,429)² + 3 sek.

Przykładowo, w przypadku przeciętnej 2-litrowej butli, konieczna grubość kształtki wstępnej wzrasta od 3,9 mm do 4,6 mm przy zmianie jej przeznaczenia z płynów o małym stopniu zgazowania na płyny o dużym stopniu zgazowania.

Opierając się na powyższym przykładzie i dla tego samego stopnia rozciągliwości, czas cyklu dla dwóch kształtek wstępnych mających średnią grubość 3,9 mm i odpowiednio 4,6 mm wyniesie jak następuje:

czas cyklu (3,9) = 12 x (3,9/3,429)² + 3 sek = 18,5 sek, przy ciężarze butli wynoszącym 52 gr, i

182 070 czas cyklu (4,6) = 12 x (4,6/3,429)² + 3 = 24,6 sek., przy ciężarze butli wynoszącym 45,5 gr.

Przedłużenie czasu cyklu będzie zatem wynosiło około 33%. Jednakże przez zredukowanie ciężaru o 15% i zwiększenie stopnia rozciągliwości od 10 do 15, ten sam cykl dla kształtek o grubości 4,6 mm w rzeczywistości skraca się z 24,6 sekund do około 20 sekund, oszczędzając tym samym około 5 sekund.

W każdym przypadku, uwzględniając tego rodzaju wyrównoważenie stopnia rozciągliwości (co daje rzeczywistą korzyść procesu jednoetapowego w stosunku do dwuetapowego), czas cyklu maszynowego będzie zawsze przeszkadzał o więcej niż 10% porównywalny czas w przypadku tradycyjnego ciężaru i stopnia rozciągliwości.

Istnieje zatem możliwość redukcji czasów cyklu maszynowego przy utrzymaniu tradycyjnych ciężarów i stopnia rozciągliwości.

Dla polepszenia wydajności maszyny, w rozwiązaniu ujawnionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,382,905, zaproponowano wyjmowanie kształtki wstępnej z formy wtryskowej, gdy temperatura jej wewnętrznej powierzchni zmaleje poniżej punktu, który odpowiada najwyższemu stopniowi krystalizacji danej żywicy, dla wyjęcia kształtki z formy nawet gdy ta kształtka nie osiągnęła jeszcze jednolitego rozkładu temperatury, i zanim osiągnie średnią temperaturę, która jest odpowiednia do ukierunkowania, i dla szybkiego przeniesienia kształtki do formy przetrzymującej, usytuowanej pomiędzy formąwtryskowąi formą kondycjonującątak, aby została osiągnięta średnia temperatura odpowiednia do ukierunkowywania. W cytowanym powyżej opisie patentowym, forma przetrzymująca jest utrzymywana w temperaturze przetrzymywania, która jest znacznie niższa niż temperatura wewnętrznej powierzchni kształtki.

Powyższe rozwiązanie jestjednakże wadliwe z tego względu, że zastosowane w nim formy wtryskowe są chłodzone gwałtownie, co powoduje niejednolite krzepnięcie ciekłej żywicy tak, że kształtka będzie utracała swąjednorodność, pomijając nieodłączne utrudnienia wynikające z szybkiego schładzania samych form wtryskowych, a ponadto formy przetrzymujące nie sąkondycjonowane cieplnie ani nie mająkontrolowanej temperatury tak, że podczas pracy mogą one osiągnąć przypadkowo zmienne wartości temperatur, przez co cały proces wymyka się spod kontroli, ponieważ ukierunkowanie rozciągania kształtki jest w znacznym stopniu zależne od temperatury.

Tego rodzaju wady, które dotyczą zarówno konstrukcji jak i procesu powodowały, że opisane powyżej znane procesy i urządzenia były trudne do realizacji w praktyce.

Z japońskich opisów patentowych nr-y 05 185493 i 57 103821 A jest znane wyjmowanie kształtek wstępnych z form wtryskowych i wkładanie ich do odpowiednich wnęk, gdzie te kształtki są chłodzone w tak zwanym „naczyniu do kontrolowania temperatury” lub „naczyniu regulującym temperaturę”. Jednakże te wnęki (naczynia) pracują głównie przy stanowiskach kondycjonowania temperaturowego, ponieważ zaraz za nimi znajdują się formy do rozdmuchiwania. Tak więc, tego rodzaju naczynia nie zapewniają żadnego znaczącego redukowania czasu wtryskiwania i tym samym czasu cyklu, ponieważ wiadomo, że faza wtryskiwania jest fazą najdłuższą, a naczynia te łączą wykonywanie funkcji chłodzenia kształtki i kondycjonowania temperaturowego, przy czym jak wiadomo funkcje te mogą nakładać się tylko częściowo. Z tego względu całkowity czas wtryskiwania wyznacza czas trwania cyklu, i ten całkowity czas wtryskiwania nie zmienia się, nawet jeżeli część tego czasu (faza chłodzenia) jest realizowana przez pobieranie kształtek z odpowiednich form wtryskowych i wkładanie ich do właściwych naczyń chłodzących i kondycjonujących.

Sposób wytwarzania kształtek wstępnych z żywicy termoplastycznej, w szczególności przystosowanych do następującego potem rozdmuchiwania w butle lub podobne pojemniki puste w środku, polegający na wtryskiwaniu ciekłej żywicy do wielownękowe formy wtryskowej, powodowaniu krzepnięcia kształtek wstępnych otrzymanych w każdej wnęce formy, aż ich wewnętrzna temperatura zmaleje do temperatury, która odpowiada najwyższemu stopniowi krystalizacji konkretnej zastosowanej żywicy termoplastycznej, oraz na wyjmowaniu kształtek wstępnych z wnęk formy wtryskowej i przenoszeniu ich do naczyń chłodzących dla szybkiego schłodzenia,

182 070 zanim kształtki wstępne osiągną średnią temperaturę odpowiednią do ukierunkowywania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się czas przetrzymywania kształtek wstępnych w naczyniach chłodzących, równy czasowi cyklu maszynowego, pomniejszemu o czas potrzebny do wyjęcia kształtek z formy wtryskowej i powiększonemu o czas potrzebny do przeniesienia kształtek wstępnych z formy wtryskowej do naczyń chłodzących, przy czym chłodzenie kształtek wstępnych w naczyniach chłodzących przeprowadza się przez zamknięcie wylotu kształtek wstępnych po wprowadzeniu ich do naczyń chłodzących i przez sprężenie kształtek wstępnych poprzez wpuszczenie do wnęk kształtek wstępnych gazu pod ciśnieniem, umożliwiając kontakt i dopasowanie zewnętrznej powierzchni kształtek do wewnętrznej powierzchni naczyń chłodzących przez wstępnie określony okres czasu, przy czym naczynia chłodzące chłodzi się za pomocą krążących mediów chłodzących, przepływających w kanałach utworzonych w stałej części korpusu tych naczyń chłodzących.

Podczas sprężania stosuje się czas przetrzymywania kształtek wstępnych w naczyniach chłodzących, wynoszących pomiędzy 10 i 15 sekund.

Gaz sprężający we wnękach kształtek wstępnych utrzymuje się pod zasadniczo stałym ciśnieniem, zawartym pomiędzy 0,2 i 0,4 MPa. Krążące media chłodzące utrzymuje się w temperaturze w zakresie pomiędzy 8 i 12°C.

Urządzenie do wytwarzania kształtek wstępnych z żywicy termoplastycznej, w szczególności przystosowanych do następującego potem rozdmuchiwania w butle lub podobne pojemniki puste w środku, zawierające liczne wielownękowe formy wtryskowe, do których kolejno jest wtryskiwana ciekła żywica, liczne naczynia chłodzące do przyjmowania kształtek wstępnych po ich wyjęciu z wielownękowych form wtryskowych, które to naczynia chłodzące są wyposażone w zespół przenoszący do przenoszenia kształtek wstępnych z wielownękowych form wtryskowych do naczyń chłodzących, oraz w zespół sprężający do doprowadzania i utrzymywania przez określony okres czasu gazu pod ciśnieniem we wnękach kształtek wstępnych po ich przeniesieniu do naczyń chłodzących, według wynalazku charakteryzuje się tym, że naczynia chłodzące znajdują się w stanowisku chłodzenia, umieszczonym pomiędzy stanowiskiem wtryskiwania, które zawiera wielownękowe formy wtryskowe, a stanowiska kondycjonowania.

Naczynia chłodzące zawierają kanały, utworzone w stałej części korpusu tych naczyń chłodzących.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie kolejność stanowisk i etapów produkcyjnych sposobu wytwarzania kształtki wstępnej według wynalazku, fig. 2 - przekrój naczynia chłodzącego przyjmującego kształtkę wstępną, fig. 3 - krzywe temperatur zewnętrznej powierzchni tej samej kształtki wstępnej w wybranych rozmaitych czasach cyklu, a fig. 4 - krzywe temperatur zewnętrznej powierzchni kształtki w różnych fazach formowania, w których jest przetrzymywana ta sama kształtka, dla rozmaitych temperatur kształtki po wyjęciu z formy wtryskowej w wybranych momentach cyklu.

Na figurze 1 pokazano stanowiska urządzenia według wynalazku, na które składa się stanowisko wtryskiwania A, w których wtryskuje się żywicę termoplastyczną do odpowiednich wielownękowych form wtryskowych B, stanowisko kondycjonowania C (które zawiera stanowisko ogrzewania Cl i stanowisko stabilizowania temperatury C2), stanowisko rozdmuchiwania D, i dodatkowe stanowisko chłodzenia H, umieszczone pomiędzy stanowiskiem wtryskiwania A a stanowiskiem kondycjonowania C.

Stanowisko chłodzenia H zawiera liczne naczynia chłodzące 1, do których są okresowo wkładane kształtki wstępne 2, przy czym naczynia chłodzące 1 te maja swe wewnętrzne ściany 3 tak ukształtowane, aby miały możliwość dostosowania się do większości powierzchni zewnętrznych odpowiednich wkładanych do nich kształtek. Część szyjkowa 4 kształtki wstępnej 2 pozostaje na zewnątrz naczynia chłodzącego 1 i nie jest schładzana, jak pokazano na fig. 2.

Stanowisko chłodzenia jest ponadto wyposażone w zespół zamykający 5, uruchamiany ciśnieniem dla umożliwienia większej szybkości zamykania i otwierania, przystosowany do nakładania na wylot 6 kształtki wstępnej 2.

182 070

Każdy z zespołów zamykających 5 ma utworzony wewnętrznie wylotowy otwór 7 dla umożliwienia wpuszczania do wnęki kształtki wstępnej 2 gazu pod ciśnieniem i zatrzymywania go tam przez określony okres czasu, który zwykle wynosi kilka sekund.

Działanie urządzenia według wynalazku jest następujące. Na początku, kształtka wstępna 2, wyjęta zformy do formowania wtryskowego, zostaje wprowadzona do naczynia chłodzącego 1, w którym ulega zestaleniu, jak pokazano na fig. 2, a bezpośrednio potem zespół zamykający 5 jest nakładany na wylot 6 kształtki wstępnej 2 przez przelotowy otwór 7 i zostaje przepuszczony gaz pod ciśnieniem, który to gaz może również po prostu stanowić sprężone powietrze.

W wyniku ciśnienia wewnętrznego gazu, które jest ustawione na wartość w obrębie zakresu ciśnień od 0,2 do 0,4 MPa dla otrzymywania najlepszych całkowitych rezultatów, i wykorzystując elastyczność kształtki, która nie uległa jeszcze całkowitemu stwardnieniu, cylindryczna ściana kształtki zostaje rozprężona w takim stopniu jak jest to wymagane dla ustanowienia ciasnego kontaktu zewnętrznej powierzchni kształtki z wewnętrzną powierzchnią 3 naczynia chłodzącego 1. Ponieważ powierzchnia 3 jest zimna, zatem powoduje ona gwałtowne schłodzenie poprzez przewodzenie również dość gorącej zewnętrznej powierzchni dopiero co uformowanej wtryskowo kształtki, tym samym realizując i kończąc wymagany proces gwałtownego schłodzenia kształtki w przeciągu okresu czasu, w którym kształtka wychodzi z odpowiedniej formy wtryskowej, tak że forma ta staje się znowu dostępna dla uformowania następnej kształtki wstępnej, to jest prowadzenia następnego cyklu.

Należy oczywiście uwzględnić, że środki stosowane do obsługi kształtek wstępnych, jak również wspomniane powyżej środki do zamykania i otwierania wylotów kształtek wstępnych i wpuszczania do nich sprężonego gazu stanowią środki dobrze znane fachowcom z tej dziedziny tak, ze nie będą omawiane szczegółowo poniżej.

Korzystnie, dla lepszego i bardziej skutecznego kontrolowania temperatury naczyń chłodzących 1, i przede wszystkim dla uchronienia tych naczyń przed nadmiernym ogrzaniem, naczynia te poddaje się wymuszonemu chłodzeniu. W tym celu, stosuje się kanały chłodzące 10 obudowane w stałej części korpusu naczyń chłodzących 1, przez które to kanały chłodzące 10 krąży odpowiednie medium chłodzące, które może stanowić po prostu wodę, o temperaturze kontrolowanej i utrzymywanej na wstępnie określonym poziomie tak, że temperatura wewnętrznej powierzchni 3 naczynia chłodzącego 1 może osiągnąć wartość potrzebną do otrzymania wstępnie ustalonego spadku temperatury odpowiedniej kształtki.

Rezultaty wynalazku potwierdza fig. 3, gdzie na osi rzędnych pokazano cztery zestawy pięciu parametrów (temperatury, czasu chłodzenia, % redukcji czasu cyklu) tej samej próbnej kształtki wstępnej dla czterech odpowiednich czasów cyklu, przy czym te cztery zestawy parametrów odnoszą się odpowiednio do czterech kolumn podanych w tabeli A, w której przedstawiono w postaci tabelarycznej te same rezultaty, otrzymane za pomocą typowej kształtki wstępnej wykonanej z materiału AKZO DO4 300, o wadze 34 gr i mającej średnią grubość ściany 4,6 mm.

Na podstawie zmierzonych rezultatów i wykresu sporządzanego na ich bazie można, że optymalna temperatura rozdmuchiwania wynosząca 114°C przy czasie cyklu 19,5 sek. w warunkach tradycyjnych, jak wskazano przez punkt „P” na fig. 3 jest zasadniczo osiągana przy czasie cyklu jedynie 15 sek., jak wskazano przez punkt „Q” (przy 116°C), przez schłodzenie kształtki wstępnej od zewnątrz przez czas około 12 sek. według zaleceń obecnego wynalazku.

Z tego względu, teoretyczna redukcja czasu cyklu wynosi 25%, przy założeniu prawidłowości pomiarów temperatury dokonanych za pomocą kamery termicznej, ponieważ ten czas maleje od około 20 sekund w procesie tradycyjnym do około 15 sekund w sposobie według wynalazku.

Na figurze 4 przedstawiono wpływ sposobu według wynalazku na zachowanie termiczne kształtki wstępnej. Cztery krzywe A, B, C i D oznaczone linią ciągłą reprezentują obraz zmian temperatury powierzchni kształtki wstępnej w rozmaitych fazach procesu dla czterech rozmaitych temperatur, to jest odpowiednio 118°C, 124°C, 133°Ci 136°C, w których ta sama kształtka wstępna jest wyjmowana z formy wtryskowej, natomiast cztery krzywe A1, B1, C1 i D1 ozna8

182 070 czone linią przerywaną przedstawiają odpowiedni obraz zmian temperatury kształtki wstępnej, poddanej wymuszonemu chłodzeniu według wynalazku.

Optymalna temperatura, przy której kształtka wstępna powinna być wprowadzana do rozdmuchiwarki w ostatniej fazie procesu powinna wynosić 115°C. Z krzywych pokazanych na wykresie z fig. 4, wynikajasno, że wzrost początkowej temperatury wyjmowania z formy wtryskowej powoduje proporcjonalne zróżnicowanie końcowej temperatury względem temperatury 115°C.

Sposób według wynalazku, przez zastosowanie wymuszonego, szybkiego schładzania kształtki wstępnej powoduje szybkie obniżenie temperatury kształtki, jak wskazano przez krzywe na wykresach z fig. 3 i 4, w porównaniu ze sposobami tradycyjnymi, przez co uzyskuje się praktyczną możliwość wyjmowania kształtek wstępnych z formy wtryskowej nawet przy wyższych temperaturach, np. przy 136°C, ponieważ następującej późnej szybkie, wymuszone schłodzenie spowoduje, że kształtki te osiągnąidealnąkońcową wartość temperatury wynoszącą 116°C, która jest bardzo bliska optymalnej wartości 114°C pożądanej dla fazy rozdmuchiwania. Tak więc sposób według wynalazku umożliwia wyjmowanie kształtek wstępnych z formy wtryskowej przy znacznie wyższych temperaturach, co umożliwia kształtce krótszy czas przebywania w tej samej formie wtryskowej, co z kolei umożliwia zredukowanie czasu cyklu i w efekcie, zwiększenie wydajności całego urządzenia.

Tabela A

Czas cyklu w sek.	19.5	17	16	15
Tern. po wyjęciu z formy wtryskowej	118	124	133	136
Tem. po wejściu do dyszy formy wydmuchowej	114	128	135	141
Tem. po opuszczeniu formy wtrysk. + chłodzeniu	78	89	101	116
Czas chłodzenia	16	14	13	12
Redukcja czasu cyklu	2.5	15	20	25

182 070

Pozycja

182 070

FIG. 2

182 070

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania kształtek wstępnych z żywicy termoplastycznej, w szczególności przystosowanych do następującego potem rozdmuchiwania w butle lub podobne pojemniki puste w środku, polegający na wtryskiwaniu ciekłej żywicy do wielownękowej formy wtryskowej, powodowaniu krzepnięcia kształtek wstępnych otrzymanych w każdej wnęce formy, aż ich wewnętrzna temperatura zmaleje do temperatury, która odpowiada najwyższemu stopniowi krystalizacji konkretnej zastosowanej żywicy termoplastycznej, oraz na wyjmowaniu kształtek wstępnych z wnęk formy wtryskowej i przenoszeniu ich do naczyń chłodzących dla szybkiego schłodzenia, zanim kształtki wstępne osiągną średnią temperaturę odpowiednią do ukierunkowywania, znamienny tym, że stosuje się czas przetrzymywania kształtek wstępnych (2) w naczyniach chłodzących, równy czasowi cyklu maszynowego, pomniejszonemu o czas potrzebny do wyjęcia kształtek z formy wtryskowej i powiększonemu o czas potrzebny do przeniesienia kształtek wstępnych z formy wtryskowej do naczyń chłodzących, przy czym chłodzenie kształtek wstępnych w naczyniach chłodzących przeprowadza się przez zamknięcie wylotu (6) kształtek wstępnych po wprowadzeniu ich do naczyń chłodzących (1) i przez sprężenie kształtek wstępnych poprzez wpuszczenie do wnęk kształtek wstępnych gazu pod ciśnieniem, umożliwiając kontakt i dopasowanie zewnętrznej powierzchni kształtek do wewnętrznej powierzchni (3) naczyń chłodzących przez wstępnie określony okres czasu, przy czym naczynia chłodzące (1) chłodzi się za pomocąkrążących mediów chłodzących, przepływających w kanałach (10) utworzonych w stałej części korpusu tych naczyń chłodzących.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas sprężania stosuje się czas przetrzymywania kształtek wstępnych (2) w naczyniach chłodzących (1), wynoszący pomiędzy 10 i 15 sekund.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że gaz sprężający we wnękach kształtek wstępnych (2) utrzymuje się pod zasadniczo stałym ciśnieniem, zawartym pomiędzy 0,2 i 0,4 MPa.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że krążące media chłodzące utrzymuje się w temperaturze w zakresie pomiędzy 8 i 12°C.
5. Urządzenie do wytwarzania kształtek wstępnych z żywicy termoplastycznej, w szczególności przystosowanych do następującego potem rozdmuchiwania w butle lub podobne pojemniki puste w środku, zawierające liczne wielownękowe formy wtryskowe, do których kolejno jest wtryskiwana ciekła żywica, liczne naczynia chłodzące do przyjmowania kształtek wstępnych po ich wyjęciu z wielownękowych form wtryskowych, które to naczynia chłodzące są wyposażone w zespół przenoszący do przenoszenia kształtek wstępnych z wielownękowych form wtryskowych do naczyń chłodzących, oraz w zespół sprężający do doprowadzania i utrzymywania przez określony okres czasu gazu pod ciśnieniem we wnękach kształtek wstępnych po ich przeniesieniu do naczyń chłodzących, znamienne tym, że naczynia chłodzące (1) znajdują się w stanowisku chłodzenia (H), umieszczonym pomiędzy stanowiskiem wtryskiwania (A), które zawiera wielownękowe formy wtryskowe (B), a stanowiskiem kondycjonowania (C).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że naczynia chłodzące (1) zawierają kanały (10), utworzone w stałej części korpusu tych naczyń chłodzących (1).