PL208833B3 - Preforma pojemnika z tworzywa sztucznego, zwłaszcza do środków spożywczych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy preformy pojemnika z tworzywa sztucznego, zwłaszcza do środków spożywczych, według patentu nr 207809, otrzymywanej metodą wtrysku na typowych wtryskarkach, służącej do wytwarzania pojemnika z tworzywa sztucznego zwłaszcza do środków spożywczych będącego korpusem plastikowej puszki. W szczególności dotyczy on preformy do wytwarzania cienkościennego pojemnika ciśnieniowego za pomocą rozdmuchiwania na maszynach rozdmuchowych przystosowanego do hermetycznego zamknięcia metalową pokrywką przez zawalcowanie kołnierza na maszynach rozlewniczych, przy czym kołnierz preformy i walcowe zwieńczenie pod nim nie ulegają zmianie podczas rozdmuchu.

Z polskiego opisu zgł oszeniowego nr P 336 680 A1 znana jest preforma z tworzywa sztucznego służąca do wytwarzania cienkościennych pojemników. Składa się ona z gwintowanej szyjki oraz z korpusu o kształcie walca zakończonego łukowo wypukłym dnem. Preforma ta charakteryzuje się tym, że korpus jej ma średnicę równą 0,5 - 0,85 średnicy szyjki, a grubość ścianki korpusu wynosi 0,08 - 0,18 średnicy szyjki.

Znany jest sposób wytwarzanie cienkościennych pojemników, zwieńczonych kołnierzem, za pomocą rozdmuchiwania znanej preformy, a następnie odcinanie z pojemnika jego górnej części z gwintowaną szyjką. Ze sposobem tym związane jest wytwarzanie dużych ilości odpadów, co podraża produkcję. Ponadto taki sposób uzyskiwania pojemnika zwieńczonego kołnierzem stwarza wiele niepewności w spełnieniu takich funkcji jak pewność zaniknięcia, szczelność i wytrzymałość na ciśnienie wewnątrz pojemnika. Brzeg kołnierza pojemnika w wyniku obcinania może być poszarpany, a sam kołnierz może mieć różnice w grubości na obwodzie, co jest naturalnym jako, że kołnierz jest tworzony w procesie rozdmuchu jako część ścianki bocznej większego pojemnika.

W celu uzyskania szczelnego zamknięcia pojemnika ciśnieniowego z tworzywa sztucznego najkorzystniejszym jest wykonanie go w procesie dwukierunkowego rozdmuchu preformy wykonanej metodą wtrysku.

W dokumencie EP 048252B1 opisan ą preformę , która posiada kształ t cylindryczny o spł aszczonym dnie, przy czym dno jest znacząco cieńsze od boków preformy oraz posiada lekko rozchylone brzegi. Ze względu na utrudniony przepływ tworzywa nie można osiągnąć grubości kołnierza mniejszej niż 0,3 mm. Kołnierz preformy jest gładki bez zgrubienia.

W dokumencie WO-A 83/01766 przedstawiono preformę o przekroju zasadniczo cylindrycznym lekko zwężającym się ku dołowi, ścianki boczne i dno są tej samej grubości. Kołnierz preformy jest gładki bez zgrubień. W dokumencie wspomniano, że nie jest możliwe uzyskanie w takiej preformie kołnierza o dobrej orientacji, w związku z czym jego wytrzymałość jest niewystarczająca do otrzymania dobrej jakości połączenia pokrywki metalowej z pojemnikiem.

Optymalnym rozwiązaniem jest uzyskanie wymiarów walcowego zwieńczenia i kołnierza preformy jak najbardziej zbliżonych do wymiarów pojemnika metalowego przy zachowaniu jak najlepszych parametrów wytrzymałościowych, dzięki czemu będzie możliwe uzyskanie dobrego jakościowo zamknięcia pojemnika z metalową pokrywką przez zawalcowanie jego kołnierza, co jest niezmiernie ważnym dla pojemników ciśnieniowych. Celem przedmiotowego wynalazku jest rozwiązanie powyżej wykazanego problemu.

Według patentu nr 207809 preforma pojemnika z tworzywa sztucznego, zwłaszcza do środków spożywczych, zawierająca korpus z łukowo wypukłym dnem, według przedmiotowego wynalazku charakteryzuje się tym, że jej korpus ma kształt otwartego stożka zakończonego zaokrąglonym wierzchołkiem przechodzący w walcowe zwieńczenie, którego czoło tworzy wygięty na zewnątrz kołnierz zakończony kształtowym obrzeżem.

Korzystnie w preformie kąt rozchylenia powierzchni wewnętrznej korpusu jest większy od kąta rozchylenia powierzchni zewnętrznej korpusu, co powoduje, że korpus posiada największą grubość w obszarze dna, przy czym grubość ś cianki walcowego zwień czenia pod ko ł nierzem jest znaczą co mniejsza od grubości dna. Powyższe pozwala na łatwy dopływ tworzywa do walcowego zwieńczenia, a następnie do koł nierza. Dzieje się to dzię ki stosunkowo grubej ś ciance w miejscu wtrysku tworzywa, właściwemu nachyleniu oraz odpowiedniemu zwężaniu się grubości ścianek preformy. W procesie formowania uzyskuje się stosunkowo dużą szybkość płynięcia tworzywa w formie wtryskowej, a w konsekwencji również krótki czas dopływu tworzywa w najbardziej odległe miejsce preformy jakim jest kołnierz. Stosunkowo krótki czas dopływu tworzywa wywołuje mniejszy spadek jego temperatury w czasie pł ynięcia, a w konsekwencji wł aściwe wypełnienie oraz jego dobrą orientację , co ma duż e

PL 208 833 B3 znaczenie dla wytrzymałości kołnierza. Uzyskuje się w ten sposób kołnierz o grubości mniejszej od 0,3 mm, co jest wymagane dla dobrej jakości zawalcowania metalowej pokrywki na nim. Dla dobrej jakości połączenia przez zawalcowanie pokrywki najlepiej jest, gdy przejście z grubości ścianki walcowego zwieńczenia do grubości ścianki kołnierza odbywa się w sposób płynny i ma charakter łuku.

Korzystnie jest, gdy stosunek grubości kołnierza do grubości walcowego zwieńczenia pod nim wynosi około 0,8.

Ponadto dla pojemnika ciśnieniowego, w celu jak najlepszego dopasowania metalowej pokrywki do obrzeża kołnierza, korzystne jest odchylenie kołnierza od walcowego zwieńczenia o kąt 180°-γ, gdzie kąt γ zawarty jest w granicach od 60° do 90°, korzystnie około 78°.

Dla dobrej jakości połączenia pojemnika ciśnieniowego z metalową pokrywką przez operację zawalcowywania, kształtowe obrzeże kołnierza posiada pierścieniowe zgrubienie ukształtowane z obu stron (od góry i od dołu) kołnierza. Wysokość pierścieniowego zgrubienia wynosi od 1,1 do 2,0 grubości kołnierza. Pierścieniowe zgrubienie może być ukształtowane na kołnierzu korpusu tylko z jednej strony, to jest od czoła korpusu, względnie od strony przeciwnej to jest od dna korpusu.

Kształtowe obrzeże kołnierza w przekroju płaszczyzną symetrii osiowej preformy, może również posiadać zakończenie prostokątne, przy czym wysokość zakończenia odpowiada, zasadniczo grubości kołnierza, co może mieć zastosowanie dla pojemników bez ciśnienia wewnątrz. W tym przypadku kąt γ korzystnie wynosi 90°.

Przedmiotowy wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia osiowy przekrój wzdłużny preformy płaszczyzną symetrii osiowej, fig. 2 - w powiększeniu kształtowe obrzeże kołnierza preformy zakończone obustronnym pierścieniowym zgrubieniem, fig. 3 - w powiększeniu kształtowe obrzeże kołnierza preformy zakończone jednostronnym pierścieniowym - górnym zgrubieniem, fig. 4 - w powiększeniu kształtowe obrzeże kołnierza preformy zakończone jednostronnym pierścieniowym - dolnym zgrubieniem, fig. 5 - w powiększeniu kształtowe obrzeże kołnierza preformy zakończone prostokątnie.

Przedstawiona na fig. 1 preforma 1 pojemnika z tworzywa sztucznego, zwłaszcza do środków spożywczych, zawiera korpus 4 z łukowo wypukłym dnem 6. Korpus 4 ma kształt otwartego stożka zakończonego zaokrąglonym wierzchołkiem i przechodzi on w walcowe zwieńczenie 2, którego czoło tworzy wygięty na zewnątrz kołnierz 3 zakończony kształtowym obrzeżem 5. Kąt α rozchylenia powierzchni wewnętrznej korpusu 4, jest większy od kąta β rozchylenia powierzchni zewnętrznej korpusu 4. Zaś wewnętrzny promień R2 łuku dna 6 korpusu 4, w przekroju osiowym, jest mniejszy od odpowiadającego mu zewnętrznego promienia R1.

Grubość ścianki korpusu 4 zmniejsza się stopniowo poczynając od dna 6, przy czym grubość ścianki g2 walcowego zwieńczenia 2 jest znacząco mniejsza od grubości g3 dna 6. Natomiast grubość kołnierza g1 jest mniejsza od 0,3 mm.

Figura 2 przedstawia w powiększeniu kształtowe obrzeże 5 kołnierza 3 preformy 1 odchylonego od walcowego zwieńczenia o kąt 180°-γ, gdzie kąt γ zawarty jest w granicach od 60° do 90°. Kształtowe obrzeże ma kształt obustronnego pierścieniowego zgrubienia 5a ukształtowanego z obu stron (od góry i od dołu) kołnierza 3, przy czym wysokość h obustronnego pierścieniowego zgrubienia 5a wynosi od 1,1 do 2,0 grubości g1 kołnierza 3.

Figura 3 przedstawia w powiększeniu kształtowe obrzeże 5 kołnierza 3 preformy 1 odchylonego od walcowego zwieńczenia o kąt 180°-γ, gdzie kąt γ zawarty jest w granicach od 60° do 90°. Kształtowe obrzeże ma kształt jednostronnego pierścieniowego zgrubienia 5b ukształtowanego na kołnierzu 3 od strony czołowej korpusu 4, przy czym wysokość h jednostronnego pierścieniowego zgrubienia 5b wynosi od 1,1 do 2,0 grubości g1 kołnierza 3.

Figura 4 przedstawia w powiększeniu kształtowe obrzeże 5 kołnierza 3 preformy 1 odchylonego od walcowego zwieńczenia o kąt 180°-γ, gdzie kąt γ zawarty jest w granicach od 60° do 90°. Kształtowe obrzeże ma kształt jednostronnego pierścieniowego zgrubienia 5c ukształtowanego na kołnierzu 3 od strony dna 6 korpusu 4, przy czym wysokość h jednostronnego pierścieniowego zgrubienia 5c wynosi od 1,1 do 2,0 grubości g1 kołnierza 3.

Figura 5 przedstawia w powiększeniu kształtowe obrzeże 5 kołnierza 3 preformy 1 odchylonego od walcowego zwieńczenia o kąt 180°-γ, gdzie kąt γ zawarty jest w granicach od 60° do 90°. Kształtowe obrzeże ma zakończenie prostokątne 5d, przy czym wysokość h zakończenia 5d odpowiada, zasadniczo grubości g1 kołnierza 3.

W przykładzie wykonania preforma posiada wymiary zewnętrzne D1 (średnica), oraz H (wysokość) i wykonana jest z polietylentereftalatu (PET), to jest z tworzywa przeznaczonego szczególnie do

PL 208 833 B3 środków spożywczych. Podczas procesu kształtowania z przedmiotowej preformy pojemnika cienkościennego za pomocą rozdmuchiwania średnice D1 i D2 walcowego zwieńczenia 2 i kołnierza 3 nie ulegają zmianie. Stosunkowo mała grubość kołnierza umożliwia lepsze spasowanie z metalową pokrywką w pierwszym etapie podwójnego zawalcowywania kołnierza w celu zamknięcia wytworzonego z preformy pojemnika. Kształtowe obrzeże ze zgrubieniem ułatwia uchwycenie preformy w procesie rozdmuchu, oraz umożliwia dodatkowe uszczelnienie wytworzonego z preformy pojemnika w drugim etapie zawalcowywania metalowej pokrywki.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Preformą pojemnika z tworzywa sztucznego, zwłaszcza do środków spożywczych, zawierająca korpus z łukowo wypukłym dnem, przy czym korpus ma kształt otwartego stożka zakończonego zaokrąglonym wierzchołkiem przechodzącego w walcowe zwieńczenie, którego czoło tworzy wygięty na zewnątrz kołnierz zakończony kształtowym obrzeżem, a kąt rozchylenia powierzchni wewnętrznej korpusu o kształcie otwartego stożka jest większy od kąta rozchylenia powierzchni zewnętrznej korpusu, przy czym grubość ścianki walcowego zwieńczenia jest znacznie mniejsza od grubości dna według patentu nr 207809, znamienna tym, że grubość ścianki (g1) kołnierza (3) walcowego zwieńczenia (2) jest mniejsza od 0,3 mm, przy czym grubość tej ścianki g1 jest mniejsza lub równa grubości ścianki g2.
2. 2. Preforma według zastrz. 1, znamienna tym, że ścianka walcowego zwieńczenia (2) przechodzi łukowo w kołnierz (3).
3. 3. Preforma według zastrz. 1, znamienna tym, że kołnierz (3) odchylony jest od walcowego zwieńczenia (2) o kąt (180°-γ) przy czym kąt (γ) wynosi od 60°-90°.
4. 4. Preforma według zastrz. 1, znamienna tym, że kształtowe obrzeże (5) kołnierza (3) ma kształt obustronnego pierścieniowego zgrubienia (5a) ukształtowanego z obu stron (od góry i od dołu) kołnierza (3), przy czym wysokość (h) zgrubienia (5a) wynosi od 1,1 do 2,0 grubości (g1) kołnierza 3.
5. 5. Preforma według zastrz. 1, znamienna tym, że kształtowe obrzeże (5) kołnierza (3) ma kształt jednostronnego pierścieniowego zgrubienia (5b) ukształtowanego na kołnierzu (3) od strony czoła korpusu (4), przy czym wysokość (h) zgrubienia (5b) wynosi od 1,1 do 2,0 grubości (g1) kołnierza (3).
6. 6. Preforma według zastrz. 1, znamienna tym, że kształtowe obrzeże (5) kołnierza (3) ma kształt jednostronnego pierścieniowego zgrubienia (5c) ukształtowanego na kołnierzu (3) od strony dna (6) korpusu (4), przy czym wysokość (h) zgrubienia (5c) wynosi od 1,1 do 2,0 grubości (g1) kołnierza (3).
7. 7. Preforma według zastrz. 1, znamienna tym, że kształtowe obrzeże (5) kołnierza (3) jest w przekroju płaszczyzną symetrii osiowej preformy (1) zakończone prostokątnie, przy czym wysokość prostokątnego zakończenia odpowiada, zasadniczo, grubości (g1) kołnierza (3).