PL242903B1 - Butelka z PET o zwiększonej sztywności osiowej w części chwytnej - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania butelki z PET o zwiększonej sztywności osiowej, polegający na dwustopniowym rozdmuchu preformy i jej rozciąganiu, charakteryzuje się tym, że nagrzaną preformę umieszcza się w formie rozdmuchowej zaopatrzonej na części powierzchni bocznej odpowiadającej części chwytnej butelki o mniejszej średnicy w stosunku do średnicy części butelki przylegających do tej części chwytnej, w występy (2) o kształcie zbliżonym do litery "S" i odwróconej litery "S" usytuowane osiowo oraz krzyżujące się wzajemnie, a następnie prowadzi się proces rozciągania w kierunku osiowym za pomocą pręta rozciągającego poruszającego się z prędkością V1 i jednocześnie prowadzi się proces rozdmuchiwania wstępnego, przy czym w obszarze formowania części chwytnej butelki prędkość pręta rozciągającego wynosi V2, gdzie V2 < V1, przy czym w końcowej fazie rozciągania prędkość pręta rozciągającego wynosi V1 i rozpoczyna się proces rozdmuchiwania zasadniczego, kończącego się uformowaniem butelki, po czym chłodzi się formę wraz z butelką.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest butelka z PET o zwiększonej sztywności osiowej w części chwytnej, gdzie skrót „PET” oznacza politereftalan etylenu (ΟιοΗβ04)π, wytworzona metodą dwustopniowego rozdmuchu z jednoczesnym rozciąganiem, z półfabrykatu w postaci preformy.

Butelki z tworzyw sztucznych są przedmiotem optymalizacji zarówno z uwagi na koszty, jak i ochronę środowiska, co sprowadza się do próby zaoszczędzenia materiału. Jednak w przypadku cienkiej ściany bocznej, butelka łatwo odkształca się w rękach konsumenta i występują trudności w utrzymaniu butelki w stanie otwartym, co jest niepożądane. Ponadto butelki o cienkich ścianach bocznych narażone są na uszkodzenia podczas ich składowania wielopoziomowego oraz transportu na standardowych paletach.

Z dokumentu patentowego WO 2014/118274 A1 znany jest sposób wytwarzania wzmocnionej butelki z tworzywa sztucznego formowanej w procesie rozdmuchiwania z jednoczesnym rozciąganiem półwyrobu w postaci preformy, w formie rozdmuchowej o określonym rozkładzie grubości jej ścianek, zaopatrzonej we wnękę uformowaną w postaci co najmniej jednego kanału w miejscach odpowiadającym miejscom w butelce, które mają być wzmocnione. W kanale tym podczas podstawowej operacji rozdmuchiwania preformy gromadzi się tworzywo sztuczne, które stanowi wzmocnienie butelki w zadanym miejscu. Ponadto sposób polega na dwustopniowym rozdmuchu preformy i jej rozciąganiu w kierunku osiowym z mniejszą prędkością rozciągania części chwytnej niż pozostałych części. Wytworzona butelka tym sposobem posiada co najmniej jedno wystające na zewnątrz zgrubienie, a grubość ściany butelki w tym miejscu jest co najmniej 30%, korzystnie 50%, oraz szczególnie korzystnie 70%, większa niż grubość ściany butelki przyległej do tego zgrubienia.

Z dokumentu patentowego US 2014/077424 A1 znany jest sposób wytwarzania butelki z HDPE (polietylen wysokiej gęstości) w procesie dwustopniowego formowania przez rozdmuchiwanie oraz rozciąganie osiowe i promieniowe preformy o wydłużonym kształcie rurowym, zakończonej na jednym końcu dnem a na drugim obszarem szyjki z ukształtowanym gwintowanym odcinkiem lub podobnym. Wytworzone butelki posiadają większą sztywność.

Z dokumentu patentowego JPH 08207920 A znany jest sposób wytwarzania butelki odpornej na ciśnienie, z preformy w procesie dwuosiowego rozciągania. Butelka wytworzona tym sposobem ma na górnej części korpusu, zwężającej się w kierunku otworu oraz na dolnej części korpusu początkowo zwężającej się w kierunku dna a następnie rozszerzającej się, wystające pionowe żebra, natomiast część środkowa korpusu jest cylindryczna. Grubość każdej części butelki kontrolowana jest przez regulację temperatury podczas rozdmuchiwania oraz nacisku pręta rozciągającego.

Z dokumentu US 5199587 A, znany jest sposób formowania butelki, której korpus zawiera dwie wnęki po obu stronach korpusu, stanowiące część chwytną, a na cylindrycznych częściach korpusu uformowane są poprzeczne rowki, które zapewniają wytrzymałość mechaniczną części chwytnej. Ponadto na części chwytnej uformowane są pionowe żebra wzmacniające oraz antypoślizgowe.

Z dokumentu US 2004/173565 A1, znana jest butelka, której ściana boczna jest wzmocniona w odstępach w pionie za pomocą wielu ciągłych obwodowych rowków. Rowki znajdują się w odległości około 0,6 cala i rozciągają się w sposób ciągły wokół obrzeża ściany bocznej. Korzystnie, każdy rowek ma głębokość około 0,08 cala i jest utworzony przez dolny promień krzywizny wynoszący 0,006 cala oraz górny i dolny dolny promień krzywizny wynoszący 0,118 cala. Ta konstrukcja rowka ma zapewnić ściance bocznej dostosowanie się do zmian objętości i ciśnienia wewnątrz pojemnika.

Z dokumentu US 5704504 A znana jest butelka z PET do napełniania gorącym płynem. Butelka zawiera ściankę, która jest lekko wypukła i połączona w dolnej części z dolną częścią, a w górnej części z częścią szyjkową. Wspomniana wypukła ścianka jest wyposażona w wiele rowków, które mogą być nachylone lub śrubowe i które są oddzielone odpowiednimi panelami wspomnianej ściany. Końce wspomnianych rowków są rozmieszczone w odstępie względem dolnej części i szyjki butelki. Każdy rowek ma trapezoidalny przekrój poprzeczny, otwarty na jego większej podstawie, którego boki są równe i wyznaczają boczne ścianki rowka, które są połączone jednym z jego końców z sąsiednimi panelami za pomocą odpowiednich krzywizn zewnętrznych, wolne końce wspomnianych ścianek bocznych zawierają odpowiednie wewnętrzne krzywe, które są połączone mniejszą podstawą trapezu, tworząc dolną ściankę wspomnianego rowka.

Z dokumentu US 3819789 A znany jest sposób i urządzenie do formowania odkształcalnego osiowo pojemnika ze spiralnie ukształtowaną ścianką boczną. To ukształtowanie pozwala na względne skręcanie górnej i dolnej części butelki by przeciwdziałać ściskaniu osiowemu.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie konstrukcji butelki z PET o zwiększonej sztywności osiowej w części chwytnej, zapewniającej jednocześnie oszczędność materiału.

Cel ten osiągnięto poprzez zaprojektowanie geometrii powierzchni części chwytnej butelki, o mniejszej średnicy w stosunku do średnicy części butelki przylegających do tej części chwytnej, o podwyższonej sztywności osiowej.

Według przedmiotowego wynalazku, butelka z PET o zwiększonej sztywności osiowej w części chwytnej, która to część chwytna ma mniejszą średnicę w stosunku do średnicy części butelki przylegających do tej części chwytnej, oraz zaopatrzona jest w rowki, charakteryzuje się tym, że rowki mają kształt litery „S” i odwróconej litery „S”, oraz usytuowane są osiowo i krzyżują się wzajemnie. Korzystnie, głębokość rowków wynosi od 0,5 mm do 0,8 mm.

Geometria rowków części chwytnej butelki, zgodnie z wynalazkiem daje efekt zwiększenia sztywności osiowej w tym obszarze butelki.

Na rysunku przedstawiono powierzchnię części chwytnej butelki.

Butelka według przykładu wynalazku, w części chwytnej ma uformowane rowki 2 o kształcie zbliżonym do litery „S” i odwróconej litery „S” usytuowane osiowo oraz krzyżujące się wzajemnie ze sobą, co pokazano na rysunku, których głębokość mieści się w przedziale od 0,5 mm do 0,8 mm, korzystnie 0,7 mm. Średnica części chwytnej mierzona wzdłuż wysokości tej części jest mniejsza w stosunku do średnicy części butelki przylegających do tej części chwytnej. Butelka z tak ukształtowaną powierzchnią 1 części chwytnej wykazuje większą sztywność niż części butelki przylegające do tej części chwytnej.

Aby wytworzyć butelkę o pojemności 1,5 litra, nagrzaną preformę o wadze od 26 do 30 gramów umieszcza się w formie rozdmuchowej zaopatrzonej na części powierzchni bocznej odpowiadającej części chwytnej butelki o mniejszej średnicy w stosunku do średnicy części butelki przylegających do tej części chwytnej, w występy o kształcie zbliżonym do litery „S” i odwróconej litery „S” usytuowane osiowo oraz krzyżujące się wzajemnie ze sobą. Wysokość występów wynosi od 0,5 mm do 0,8 mm, korzystnie 0,7 mm. Następnie prowadzi się proces rozciągania w kierunku osiowym za pomocą pręta rozciągającego poruszającego się z prędkością Vi równą 1,8 m/s i po osiągnięciu położenia pręta rozciągającego w odległości 90 mm od czoła preformy rozpoczyna się proces rozdmuchu wstępnego pod ciśnieniem 6 bar trwający 0,1 s, przy czym w obszarze formowania części chwytnej butelki prędkość pręta rozciągającego zmniejsza się do wartości równej 1,5 m/s, a następnie wzrasta do wartości Vi równej 1,8 m/s, przy czym w końcowej fazie rozciągania rozpoczyna się proces rozdmuchiwania zasadniczego pod ciśnieniem od 36 bar do 38 bar, korzystnie 37 bar w czasie 0,4 s. Po uformowaniu butelki, formę wraz z butelką chłodzi się, a następnie wyjmuje z formy.

Claims (2)

1. Butelka z PET o zwiększonej sztywności osiowej w części chwytnej, która to część chwytna ma mniejszą średnicę w stosunku do średnicy części butelki przylegających do tej części chwytnej, oraz zaopatrzona jest w rowki, znamienna tym, że rowki (2) mają kształt litery „S” i odwróconej litery „S”, oraz usytuowane są osiowo i krzyżują się wzajemnie.

2. Butelka według zastrz. 1, znamienna tym, że głębokość rowków (2) wynosi od 0,5 mm do 0,8 mm.