RU2443559C1 - Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming - Google Patents

Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming Download PDF

Info

Publication number
RU2443559C1
RU2443559C1 RU2010132715/05A RU2010132715A RU2443559C1 RU 2443559 C1 RU2443559 C1 RU 2443559C1 RU 2010132715/05 A RU2010132715/05 A RU 2010132715/05A RU 2010132715 A RU2010132715 A RU 2010132715A RU 2443559 C1 RU2443559 C1 RU 2443559C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sheet
matrix
vacuum
expanded polystyrene
cavity
Prior art date
Application number
RU2010132715/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Борисович Гуричев (RU)
Виктор Борисович Гуричев
Юрий Владимирович Паничев (RU)
Юрий Владимирович Паничев
Original Assignee
Виктор Борисович Гуричев
Юрий Владимирович Паничев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Борисович Гуричев, Юрий Владимирович Паничев filed Critical Виктор Борисович Гуричев
Priority to RU2010132715/05A priority Critical patent/RU2443559C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2443559C1 publication Critical patent/RU2443559C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to production of packages. Proposed method consists in heating foamed polystyrene sheet to plastic deformation temperature and feeding it onto made die, moving said sheet toward female die and evacuating cavity between said dies. Sheet material outer layers have close pores while layer located between said layers has open intercommunicated pores. Evacuated cavity features vacuum between male die and sheet smaller than that between female die and sheet and equals the force corresponding the beginning of plastic deformation of sheet material layer between layers with close pores. Proposed method consists in heating foamed polystyrene sheet to plastic deformation temperature and feeding it onto made die, moving said sheet toward female die and evacuating cavity between said dies. Proposed device comprises appliance to implement above described method. ^ EFFECT: lower weight of thick-wall package. ^ 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству упаковок, а конкретно к способу получения вспененного листа полистирола, который используется для получения упаковок, а также к конструкции упаковок, полученных из такого листа - лотков, подложек, поддонов и подобных изделий термоформованием.The invention relates to the production of packages, and specifically to a method for producing a foamed polystyrene sheet, which is used to obtain packages, as well as to the design of packages obtained from such a sheet - trays, substrates, pallets and similar products by thermoforming.

С развитием сетей быстрого питания, а главное сетей магазинов самообслуживания растет популярность упаковки из вспененного полистирола. Она экономична, надежна, удобна. Вспененный полистирол (ВПС, EPS) - это специальным способом вспененный пластик, содержащий мельчайшие пузырьки воздуха. Существует 2 вида аналогичного материала: пенопласт (вспенивающийся полистирол) и экструдированный вспененнный полистирол. Экструдированный вспененный полистирол изготавливается из гранул полистирола общего назначения. На этапе экструзии специальными методами получают вспененную полистирольную ленту, которую впоследствии формуют в определенные изделия. Именно этим способом изготавливается большинство лотков и посуды, которые можно встретить сегодня в магазинах и пунктах быстрого питания. При экструзии полистирол может быть вспенен до 50% от собственной плотности. Вспенивание может проходить во время экструзии или во время пост-формационных операций, как, например, выдув или термоформование. Успешная экструзия вспененного пластика зависит от регуляции температур и давления внутри экструдера. Благодаря процессу вспенивания толстая пленка может быть изготовлена из того же количества материала, что и более тонкая. Этот факт позволяет обеспечить экономичное производство. При производстве ВПС большое значение придается однородности его ячеистой структуры. При физическом вспенивании без специальных добавок получается пена «грубой» структуры. Для образования хорошей однородной ячеистой структуры в полистирол зачастую добавляют так называемые агенты нуклеации (или нуклезаторы), которые при вспенивании материала являются центрами роста пены. Чем больше нуклезатора вводится в полистирол, тем больше ячеек образуется, а их размер будет меньше. Количество вводимого нуклезатора влияет также и на скорость самого процесса вспенивания. Одним из лучших нуклезаторов неактивного (пассивного) типа является тальк, действие которого основано на образовании препятствий для выхода из расплава полимера вспенивающего газа. Из-за теплоизоляционных свойств ВПС при термоформовании применяют двухсторонний нагрев. ВПС имеет структуру, представляющую собой множество несообщающихся ячеек. Это хороший демпфирующий материал (при достаточной толщине), хороший теплоизолятор. Его поверхность износостойка, что является немаловажным фактором при выборе упаковки для продукта.With the development of fast food chains, and most importantly, chains of self-service stores, the popularity of expanded polystyrene packaging is growing. It is economical, reliable, convenient. Foamed polystyrene (EPS) is a special way foam plastic containing tiny air bubbles. There are 2 types of similar material: polystyrene (expandable polystyrene) and extruded expanded polystyrene. Extruded expanded polystyrene is made from general purpose polystyrene granules. At the stage of extrusion by special methods, foamed polystyrene tape is obtained, which is subsequently molded into certain products. It is in this way that the majority of trays and utensils are made, which can be found today in shops and fast food outlets. During extrusion, polystyrene can be foamed up to 50% of its intrinsic density. Foaming can take place during extrusion or during post-formation operations, such as blow molding or thermoforming. Successful extrusion of foamed plastic depends on the regulation of temperature and pressure inside the extruder. Thanks to the foaming process, a thick film can be made of the same amount of material as a thinner one. This fact allows for economical production. In the production of CHD, great importance is attached to the homogeneity of its cellular structure. During physical foaming without special additives, a “rough” structure foam is obtained. To form a good homogeneous cellular structure, so-called nucleation agents (or nucleators) are often added to polystyrene, which, when foaming, are foam growth centers. The more nucleusator is introduced into polystyrene, the more cells are formed, and their size will be smaller. The amount of nucleator introduced also affects the speed of the foaming process itself. One of the best inactive (passive) type nucleators is talc, the action of which is based on the formation of obstacles for the exit of the foaming gas from the polymer melt. Due to the heat-insulating properties of IPNs, two-sided heating is used during thermoforming. IPN has a structure that is a multitude of unreported cells. It is a good damping material (with sufficient thickness), a good heat insulator. Its surface is wear-resistant, which is an important factor when choosing packaging for the product.

ВПС обладает великолепными теплоизоляционными свойствами, посуда из ВПС для горячих пищевых продуктов позволит сохранить их горячими и не обжечь при этом руки, а упаковка для продуктов глубокой заморозки обеспечит их сохранность при транспортировке. Прекрасно удерживая влагу, ВПС пропускает в небольших количествах воздух, «дышит», что является необходимым условием сохранности фруктов и кондитерских изделий. Способность ВПС гасить ударные и вибрационные воздействия, предохраняя от деформации, позволяет изготавливать из него упаковку для хрупких предметов. Такая упаковка достаточно легко формуется, к тому же ВПС можно окрашивать в любые цвета. Упаковка из ВПС имеет маленькую стоимость по сравнению со стоимостью товара. Такая упаковка красиво и аккуратно выглядит, производит хорошее впечатление на покупателя.The UPU has excellent heat-insulating properties, the dishes from the UPU for hot food products will keep them hot and not burn their hands, and the packaging for deep-frozen products will ensure their safety during transportation. Perfectly retaining moisture, UPU lets air pass in small amounts, “breathes”, which is a necessary condition for the preservation of fruits and confectionery. The ability of UPU to dampen shock and vibration effects, protecting it from deformation, makes it possible to make packaging for fragile items from it. Such packaging is quite easy to form, in addition, the IPN can be painted in any color. Packing from UPU has a low cost compared to the cost of the goods. Such packaging looks beautiful and neat, makes a good impression on the buyer.

В настоящее время актуальна возможность изготовления упаковки из вспененного полистирола с впитывающим слоем - абсорбирующих лотков, чаще всего используемых для мясной продукции. Сделанные целиком из полистирола, эти лотки являются экологически чистыми (после утилизации допускают вторичную обработку). Их конструкция позволяет отводить сок от продукта из поверхности и накапливать его в высокоабсорбирующем слое внутри лотка, вдали от продукта. Влагопоглощающие подложки имеют специальную многослойную структуру, что позволяет впитывать и удерживать влагу, выделяемую мясными изделиями. Через перфорированную поверхность дна жидкость проникает во внутренний слой подложки и удерживается там благодаря специальной конической форме. Высокие влагопоглощающие свойства внутреннего слоя позволяют использовать данные подложки даже для продуктов, выделяющих большое количество жидкости. Спрессованные края не дают жидкости просачиваться на пленку - это является ключевым преимуществом данного вида упаковки. Края упаковки и пленка остаются сухими и чистыми, что является большим достоинством как для продавца, так и для покупателя. Непрозрачная поверхность лотка скрывает цвет впитанной жидкости. Даже если предварительно упакованное мясо будет неровно положено на прилавок, жидкость с боков не подтечет, пленка и прилавок останутся чистыми и не возникнет необходимости переупаковывать влажные или липнущие упаковки. Процесс переработки и утилизации такого лотка облегчает то, что все слои изготавливаются из одного материала.Currently, the possibility of making packaging from expanded polystyrene with an absorbing layer - absorbent trays, most often used for meat products, is relevant. Made entirely of polystyrene, these trays are environmentally friendly (they can be recycled after disposal). Their design allows you to divert juice from the product from the surface and accumulate it in a highly absorbent layer inside the tray, away from the product. Moisture-absorbing substrates have a special multilayer structure, which allows you to absorb and retain moisture released by meat products. Through the perforated bottom surface, the liquid penetrates into the inner layer of the substrate and is retained there thanks to a special conical shape. The high moisture-absorbing properties of the inner layer make it possible to use these substrates even for products that emit large amounts of liquid. Compressed edges prevent liquid from seeping onto the film - this is a key advantage of this type of packaging. The edges of the packaging and the film remain dry and clean, which is a great advantage for both the seller and the buyer. The opaque surface of the tray hides the color of the absorbed liquid. Even if the pre-packaged meat is placed unevenly on the counter, the liquid will not leak from the sides, the film and the counter will remain clean and there will be no need to repack the wet or sticky packages. The process of recycling and disposal of such a tray is facilitated by the fact that all layers are made of one material.

В настоящее время производство вспененной ленты заключается в том, что полистирол общего назначения (GPPS) в гранулах засыпается в экструзионную линию. Вместе с ним добавляются технологические добавки: тальк для осуществления процесса вспенивания, краситель для цвета и влаговпитывающая добавка (только для изготовления влаговпитывающей вспененной ленты). Вспенивающим агентом являются газы (бутан, изобутан, пентан и т.д.), которые в жидкообразном состоянии вводятся в цилиндр первичного экструдера (каждая экструзионная линия состоит из первичного и вторичного экструдеров). В этих экструдерах газ смешивается с расплавленным полимером и под большим давлением поступает в голову линии, из которой выходит в виде пузыря. Именно в этот момент пузырьки газа начинают расти и вспенивают ленту. Затем ленту натягивают на мандредь (цилиндр длиной 1-2 метра) и затем лента, охлаждаемая на мандрели, поступает на тянущие валки и затем на наматывающее устройство. После этого рулоны с лентой поступают на склад созревания и хранятся там в течение 7-10 дней. В этот период времени воздух поступает в поры ленты и вытесняет из них газ. После этого лента подается в цех формования для производства упаковки заданной формы (RU №2089565, C08J 9/04, C08L 25/06, опубл. 10.09.1997). Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного способа.Currently, the production of foamed tape consists in the fact that general-purpose polystyrene (GPPS) in granules is poured into an extrusion line. Along with it, technological additives are added: talc for the foaming process, dye for color and moisture-absorbing additive (only for the manufacture of moisture-absorbing foam tape). Foaming agents are gases (butane, isobutane, pentane, etc.), which are introduced into the cylinder of the primary extruder in a liquid state (each extrusion line consists of a primary and secondary extruder). In these extruders, gas is mixed with the molten polymer and, under high pressure, enters the head of the line, from which it emerges in the form of a bubble. It is at this moment that gas bubbles begin to grow and foam the tape. Then the tape is pulled over the mandrand (a cylinder 1-2 meters long) and then the tape, cooled on the mandrel, enters the pulling rolls and then onto the winder. After that, the rolls with the tape arrive at the maturation warehouse and are stored there for 7-10 days. During this period of time, air enters the pores of the tape and displaces gas from them. After that, the tape is fed to the molding workshop for the production of packaging of a given shape (RU No. 2089565, C08J 9/04, C08L 25/06, publ. 09/10/1997). This decision was made as a prototype for the claimed method.

Посредством такого способа можно получать ленты из вспененного полистирола, структура которого остается пористой, то есть способной для впитывания влаги.By this method, it is possible to obtain tapes of foamed polystyrene, the structure of which remains porous, that is, capable of absorbing moisture.

Толщина стенок лотка одновременно с формой самого лотка определяет несущую способность лотка, то есть возможность нести вес продукта без деформации самого лотка. Поэтому лотки могут выпускаться как тонкостенные (2-5 мм толщиной), так и толстостенные (более 6 мм толщиной). Выпуск толстостенных лотков оправдан необходимостью и спросом, но при этом при формовании толстостенных лотков из ленты полученный продукт обладает повышенным весом, что отрицательно сказывается на весовом качественном показателе изделия. Если учесть, что большой по размерам продукт содержит много влаги, то становится проблемным осуществить наполнение этой влагой всех пор в стенке лотка (наполнение пор обусловлено сообщением пор между собой по лабиринтно расположенным каналам, а с увеличением толщины стенки лабиринтность связей пор носит локальный характер, при котором часть пор не имеет сообщения с другими порами. В этом случае наполнение пор влагой в толстостенном лотке такое же, как в тонкостенном - поверхностное).The wall thickness of the tray simultaneously with the shape of the tray itself determines the carrying capacity of the tray, that is, the ability to bear the weight of the product without deformation of the tray itself. Therefore, trays can be produced both thin-walled (2-5 mm thick) and thick-walled (more than 6 mm thick). The release of thick-walled trays is justified by the need and demand, but at the same time, when forming thick-walled trays from a tape, the resulting product has an increased weight, which negatively affects the weight quality indicator of the product. Given that a large product contains a lot of moisture, it becomes problematic to fill all the pores with this moisture in the tray wall (pore filling is caused by the communication of pores with each other along labyrinth located channels, and with increasing wall thickness the labyrinth of pore bonds is local in nature, with which part of the pores has no communication with other pores. In this case, the filling of pores with moisture in the thick-walled tray is the same as in the thin-walled - surface).

Известен из RU №2106958, B26F 1/24, B29C 37/00, B29C 51/00, опубл. 20.03.1998, способ формования с применением двойного вакуумирования. В этом патенте описывается установка для горячего формования 10, которая состоит из двух форм 9 и 11 (позиции даны по описанию патента RU №2106958). Верхняя форма 9 содержит матрицу, с помощью которой формуется наружная сторона изделия, изготавливаемого из пенопластового листа, например изделия 20. Нижняя форма 11 содержит пуансон, с помощью которого формуется нижняя сторона изделия. Поперечные сечения матрицы и пуансона выполнены дополняющими друг друга. Для формования пенопластового листа 16 вначале пенопластовый лист нагревают в нагревательной печи инфракрасного излучения до определенной температуры. Затем нагретый участок пенопластового листа 16 подают в устройство горячего формования 10, формы которого 9 и 10 закрываются, что означает, что матрица и пуансон приближаются друг к другу до расстояния примерно 5 мм. Пенопластовая полоса одновременно подвергается глубокой вытяжке с обеих сторон с помощью действующего с двух сторон вакуума, которым нагружают формы 9 и 11 или матрицу и пуансон. Предусматривается, что форма для формования наружной стороны пенопластового листа имеет матрицу, прилегающую к наружной стороне, поверхность которой образована как дополнение к прилегающей к внутренней стороне поверхности матрицы (пуансона). Конструкция устройства предпочтительно выбирается такой, что формы образованы с возможностью перемещения друг к другу до расстояния, соответствующего регулируемой толщине стенки изделия, полученного путем глубокой вытяжки из пенопластового листа. Толщина стенки отдельного изделия составляет в общем случае от 3,0 до 6,5 мм. Формы выполнены с возможностью перемещения друг к другу до расстояния, соответствующего установленной толщине стенки изделия 20, причем толщина стенки изделия 20 лежит в диапазоне от 3,5 до 6,5 мм.Known from RU No. 2106958, B26F 1/24, B29C 37/00, B29C 51/00, publ. 03/20/1998, a molding method using double evacuation. This patent describes an installation for hot molding 10, which consists of two forms 9 and 11 (positions are given in the description of patent RU No. 2106958). The upper mold 9 contains a matrix with which the outer side of the product made of a foam sheet is formed, for example, the product 20. The lower mold 11 contains a punch with which the lower side of the product is molded. Cross sections of the matrix and the punch are made complementary. To form the foam sheet 16, the foam sheet is first heated in an infrared heating furnace to a certain temperature. Then, the heated portion of the foam sheet 16 is fed to the hot forming device 10, the shapes of which 9 and 10 are closed, which means that the die and punch are approaching each other to a distance of about 5 mm. The foam strip is simultaneously subjected to deep drawing on both sides with the help of a vacuum acting on both sides, which load forms 9 and 11 or the die and punch. It is envisaged that the mold for forming the outer side of the foam sheet has a matrix adjacent to the outer side, the surface of which is formed as an addition to the surface of the matrix (punch) adjacent to the inner side. The design of the device is preferably chosen such that the shapes are formed so that they can be moved to each other to a distance corresponding to the adjustable wall thickness of the product obtained by deep drawing from a foam sheet. The wall thickness of an individual product is generally from 3.0 to 6.5 mm. The molds are arranged to move to each other to a distance corresponding to the installed wall thickness of the product 20, and the wall thickness of the product 20 lies in the range from 3.5 to 6.5 mm.

Данное решении принято в качестве прототипа.This decision was taken as a prototype.

При этом двойное вакуумирование используется для открытопористой ленты, к наружным поверхностям которой приклеены (термическим образом) пленки с закрытопористой структурой.In this case, double evacuation is used for an open-porous tape, to the outer surfaces of which films with a closed-porous structure are glued (thermally).

Использование такой установки формования за счет двойного вакуумирования позволяет сформировать необходимые рельефы на наружной и внутренней поверхностях изделия. Сведения, указывающие на расширение материала ленты, в данном патенте отсутствуют.The use of such a molding installation due to double evacuation allows you to form the necessary reliefs on the outer and inner surfaces of the product. Information indicating the expansion of the material of the tape in this patent is missing.

Достигаемый в настоящем изобретении технический результат заключается в снижении весовых параметров толстостенной упаковки, полученной одноразовым формованием из ВСП из тонкостенной ленты, за счет растягивания стенок ленты при формовании двойным вакуумированием.The technical result achieved in the present invention is to reduce the weight parameters of the thick-walled packaging obtained by single molding from the VSP from a thin-walled tape, due to the stretching of the walls of the tape during molding by double vacuum.

Указанный технический результат в части первого способа достигается тем, что в способе формования изделий для упаковки продуктов, заключающемся в разогреве листа из вспененного полистирола до состояния возможности проявления пластической деформации и подаче его в формовочный узел на пуансон, перемещении листа из вспененного полистирола пуансоном в направлении матрицы и создании вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и вакуума в полости между пуансоном и листом из вспененного полистирола для придания изделию формы гнезда матрицы, для листа из вспененного полистирола, в котором слои материала листа, наружно расположенные и расположенные прилегающими к наружной поверхности, выполнены с закрытыми порами, а слой материала листа, расположенный между слоями с закрытыми порами, выполнен с открытыми, сообщающимися между собой порами, в полости между пуансоном и листом из вспененного полистирола формируют вакуум после завершения процесса формообразования в матрице при сохранении вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола, при этом величина вакуума между пуансоном и листом из вспененного полистирола меньше величины вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и равна по усилию началу пластической деформации слоя материала листа, расположенного между слоями с закрытыми порами.The specified technical result in part of the first method is achieved by the fact that in the method of forming products for packaging products, which consists in heating the sheet of expanded polystyrene to the state of the possibility of plastic deformation and feeding it into the molding unit on the punch, moving the sheet of expanded polystyrene with a punch in the direction of the matrix and creating a vacuum in the cavity between the die and the expanded polystyrene sheet and a vacuum in the cavity between the punch and the expanded polystyrene sheet to impart a matrix for the nest of the matrix, for a sheet of expanded polystyrene foam, in which layers of sheet material externally located and located adjacent to the outer surface are made with closed pores, and a layer of sheet material located between layers with closed pores is made with open, communicating with each other pores, a vacuum is formed in the cavity between the punch and the expanded polystyrene sheet after completion of the shaping process in the matrix while maintaining a vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet roll, the vacuum between the punch and the quantity of foamed polystyrene sheet is less than the vacuum in the cavity between the die and foamed polystyrene sheet and equal force on the top layer of plastic deformation of the sheet material disposed between layers of a closed cell.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что в устройстве горячего формования изделий, преимущественно для упаковки продуктов, содержащем прижимную плиту с элементами размещения на ней нагретого листа из вспененного полистирола, матрицу с гнездами, форма которых повторяет внешнюю форму изделий, механизм перемещения прижимной плиты в направлении к матрице и система создания вакуума в полостях гнезд матрицы и со стороны рабочей поверхности прижимной плиты, система создания вакуума выполнена с возможностью формирования вакуума со стороны рабочей поверхности прижимной плиты с задержкой по времени после формирования вакуума в полостях гнезд матрицы и одновременного прекращения действия вакуума в полостях матрицы и со стороны рабочей поверхности прижимной плиты.The specified technical result in terms of the device is achieved by the fact that in the device for hot forming products, mainly for packaging products containing a pressure plate with elements for placing on it a heated sheet of expanded polystyrene, a matrix with slots, the shape of which repeats the external shape of the products, the mechanism for moving the pressure plate in the direction of the matrix and the system for creating a vacuum in the cavities of the nests of the matrix and on the side of the working surface of the pressure plate, the system for creating a vacuum is made with the possibility of vacuum generation from the side of the working surface of the pressure plate with a time delay after the formation of vacuum in the cavities of the nests of the matrix and the simultaneous termination of the vacuum in the cavities of the matrix and from the working surface of the pressure plate.

Указанный технический результат в части второго способа достигается тем, что в способе увеличения толщины стенок изделий для упаковки продуктов при формовании, заключающемся в подаче разогретого до состояния возможности проявления пластической деформации листа из вспененного полистирола в формовочный узел и перемещении этого листа прижимной плитой в направлении матрицы, создании вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола для придания изделию формы гнезда матрицы и вакуума в полости между прижимной плитой и листом из вспененного полистирола после завершения процесса формообразования в матрице при сохранении вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола, при этом величину вакуума между прижимной плитой и листом из вспененного полистирола выбирают меньше величины вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и равной по усилию началу пластической деформации материала этого листа.The specified technical result in part of the second method is achieved by the fact that in the method of increasing the wall thickness of the products for packaging products during molding, which consists in supplying the possibility of plastic deformation of the expanded polystyrene sheet to the plastic forming unit and moving this sheet with a pressure plate in the direction of the matrix, creating a vacuum in the cavity between the matrix and the sheet of expanded polystyrene to give the product the shape of the nest of the matrix and the vacuum in the cavity between the pressure plate and a sheet of expanded polystyrene after completion of the shaping process in the matrix while maintaining a vacuum in the cavity between the matrix and the sheet of expanded polystyrene, while the vacuum value between the pressure plate and the sheet of expanded polystyrene is chosen less than the vacuum in the cavity between the matrix and the sheet of expanded polystyrene and equal by force the beginning of plastic deformation of the material of this sheet.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These signs are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by specific examples of execution, which, however, are not the only possible, but clearly demonstrate the ability to achieve the desired technical result.

На фиг.1 изображено устройство для горячего формования с введением в него полосы из ВПС;Figure 1 shows a device for hot molding with the introduction of a strip of IPN;

фиг.2 - формирование поверхности лотка вакуумированием с одной стороны;figure 2 - the formation of the surface of the tray by evacuation on one side;

фиг.3 - формирование поверхности лотка вакуумированием с другой стороны и расширение по толщине.figure 3 - the formation of the surface of the tray by evacuation on the other hand and the expansion in thickness.

Согласно настоящего изобретения рассматривается усовершенствованная технология производства лотков термоформованием листа 1 из вспененного полистирола. На основе такой ленты возможно формование лотков для упаковки пищевых продуктов и подложек с перфорированным одним слоем, обеспечивающим поглощение жидкости путем ее проникновения в структуру среднего слоя ленты.According to the present invention, an improved technology for producing trays by thermoforming a sheet 1 of expanded polystyrene is considered. Based on such a tape, it is possible to form trays for packaging food products and substrates with a perforated single layer, which ensures the absorption of liquid by its penetration into the structure of the middle layer of the tape.

Традиционно при формовании толстостенных лотков из листа 1 полученный продукт обладает повышенным весом, что отрицательно сказывается на весовом качественном показателе изделия, так как толщина стенки лотка определяется толщиной ленты. Для получения облегченных лотков с толщиной стенок, превышающей толщину «а» листа 1, поступающего в устройство для горячего формования, предлагается формование лотков из ленты, толщина которой существенно меньше требуемой толщины стенок лотка.Traditionally, when forming thick-walled trays from sheet 1, the resulting product has an increased weight, which negatively affects the weight quality indicator of the product, since the wall thickness of the tray is determined by the thickness of the tape. To obtain lightweight trays with a wall thickness exceeding the thickness “a” of the sheet 1 entering the device for hot forming, it is proposed to form trays of tape, the thickness of which is significantly less than the required wall thickness of the tray.

Для формования листа 1 из вспененного полистирола в устройстве для горячего формования вначале этот лист нагревают в нагревательной печи инфракрасного излучения до определенной температуры. Затем нагретый участок листа 1 подают в устройство горячего формования (фиг.1), формы которого - нижняя плита (пуансон 2) и верхняя матрица 3 - закрываются, что означает, что матрица 3 и пуансон 2 приближаются друг к другу с плотным прилеганием по периферии (с опиранием на ленту или друг на друга при поступлении фрагментов ленты) для исключения потери вакуума. При этом расстояние между матрицей и пуансоном в зоне формования больше толщины нагретой в печи листа 1.To form a polystyrene foam sheet 1 in a hot forming apparatus, this sheet is first heated in a infrared heating furnace to a certain temperature. Then, the heated section of the sheet 1 is fed into the hot forming device (Fig. 1), the forms of which — the lower plate (punch 2) and the upper die 3 — are closed, which means that the matrix 3 and punch 2 come close to each other with a tight fit around the periphery (based on the tape or on each other upon receipt of fragments of the tape) to eliminate the loss of vacuum. Moreover, the distance between the die and the punch in the molding zone is greater than the thickness of the sheet 1 heated in the furnace.

Полоса (листа 1, фрагмент ленты) из вспененного полистирола подвергается глубокой вытяжке с обеих сторон с помощью действующего с двух сторон вакуума (от вакуумных насосов 4), которым нагружают матрицу и пуансон. В матрице и пуансоне выполнены сквозные каналы 5 для откачивания воздуха из полостей, образованных между лентой и формовочной поверхностью матрицы и между лентой и формовочной поверхностью пуансона.A strip (sheet 1, a fragment of a tape) made of expanded polystyrene is subjected to deep drawing on both sides using a vacuum acting on both sides (from vacuum pumps 4), which load the die and punch. In the matrix and punch, through channels 5 are made for pumping air from the cavities formed between the tape and the molding surface of the matrix and between the tape and the molding surface of the punch.

Как матрица, так и пуансон подвергаются охлаждению водой или какой-то другой жидкостью, т.е. поддерживаются при определенной температуре, которая требуется, чтобы обеспечить отверждение изделий, сформованных из полосы (ленты). Благодаря отверждению изделия обеспечивается сохранение формы.Both the matrix and the punch are cooled by water or some other liquid, i.e. maintained at a certain temperature, which is required to ensure the curing of products molded from strip (tape). By curing the product, shape retention is ensured.

При этом процесс формования отрегулирован по временной диаграмме включения вакуумных установок для матрицы и пуансона. Вначале осуществляют вакуумирование со стороны матрицы (фиг.2) для придания формы изделию, после чего при сохранении вакуума на матрице осуществляют вакуумирование (фиг.3) полости со стороны пуансона (полость образована в результате прижатия полосы к матрице под действием вакуума). В этот момент поверхность отформованного лотка со стороны пуансона оттягивается (уширяется на величину «b») и прилегает к поверхности пуансона. При оттягивании происходит растягивание среднего слоя полосы с увеличением пористости и ширины стенок лотка при сохранении веса лотка, равного весу части ленты, из которой этот лоток отформован. Лоток с толщиной стенок, равной «с» (c=a+b, мм), подвергают охлаждению для закрепления формы.In this case, the molding process is adjusted according to the timing diagram for switching on the vacuum units for the die and punch. First, vacuumization is performed from the die side (FIG. 2) to shape the product, and then, while maintaining vacuum on the die, vacuum is performed (FIG. 3) from the punch side of the cavity (the cavity is formed by pressing the strip against the die under vacuum). At this moment, the surface of the molded tray on the side of the punch is pulled (broadened by the value of "b") and is adjacent to the surface of the punch. When pulling, the middle layer of the strip stretches with increasing porosity and width of the walls of the tray while maintaining the weight of the tray equal to the weight of the part of the tape from which this tray is molded. The tray with a wall thickness equal to "c" (c = a + b, mm) is subjected to cooling to fix the form.

Особенностью данного технологического процесса является то, что процесс растяжки ленты осуществляется при нагретом состоянии ленты, при котором возможны процессы пластической деформации, при удержании отформованной ленты в гнездах матрицы вакуумом со стороны матрицы, при включении вакуума на пуансоне только после завершения процесса формования на матрице, при условии, что между пуансоном и отформованным лотком в матрице имеется зазор, равный величине уширения стенок лотка, и что величина вакуума на пуансоне меньше величины вакуума на матрице и равна по силе, при которой наступает пластическая деформация в нагретой ленте из вспененного полистирола.A feature of this technological process is that the tape stretching process is carried out when the tape is heated, during which plastic deformation processes are possible, while the formed tape is held in the matrix sockets by the vacuum from the matrix side, when the vacuum on the punch is turned on only after completion of the molding process on the matrix, provided that between the punch and the molded tray in the matrix there is a gap equal to the broadening of the walls of the tray, and that the vacuum on the punch is less than the vacuum by matrix and is equal in strength to which plastic deformation occurs in a heated foam polystyrene tape.

Другой особенностью нового способа является то, что сохраняются неизменными все температурные и временные режимы, при которых происходит термоформование материала из ВСП любым известным способом.Another feature of the new method is that all temperature and time regimes are maintained unchanged at which thermoforming of the material from the VSP occurs by any known method.

Отсюда следует возможность формулировки нового способа увеличения толщины стенок изделий при формовании, который заключается в подаче разогретого до состояния возможности проявления пластической деформации листа из вспененного полистирола в формовочный узел и перемещении этого листа прижимной плитой в направлении матрицы, создании вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола для придания изделию формы гнезда матрицы и вакуума в полости между прижимной плитой и листом из вспененного полистирола после завершения процесса формообразования в матрице при сохранении вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола, при этом величину вакуума между прижимной плитой и листом из вспененного полистирола выбирают меньше величины вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и равной по усилию началу пластической деформации материала этого листа.From this follows the possibility of formulating a new method for increasing the wall thickness of products during molding, which consists in supplying a plastic deformation of a sheet of expanded polystyrene heated to a state of possibility of plastic deformation to the molding unit and moving this sheet with a pressure plate in the direction of the matrix, creating a vacuum in the cavity between the matrix and the sheet of expanded polystyrene to give the product the shape of a matrix slot and vacuum in the cavity between the pressure plate and the expanded polystyrene sheet after completion formation process in the matrix while maintaining a vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet, while the vacuum value between the pressure plate and the expanded polystyrene sheet is less than the vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet and the force of plastic deformation starting equal material of this sheet.

Фиг.1-3 схематически показывают процесс расширения толщины листа 1 толщиной, например, 3 мм из ВСП в установке для горячего формования, которая состоит из двух форм 2 и 3. Обе формы 2 и 3 установлены с возможностью возратно-поступательного движения перпендикулярно направлению транспортирования листа 1. Верхняя форма содержит матрицу, ниже описанную более подробно, с помощью которой формуется наружная сторона изделия, изготавливаемого из ВСП, например, лотка. Нижняя форма содержит, среди прочего, пуансон, с помощью которого формуется нижняя сторона изделия. Для формования листа 1 из ВСП в устройстве для горячего формования 2 вначале лист нагревают в не показанной на чертеже нагревательной печи инфракрасного излучения до определенной температуры. Затем нагретый участок листа 1 подают в устройство горячего формования, формы которого закрываются, что означает, что матрица и пуансон приближаются друг к другу в зоне формования до заданного расстояния, например 5-7 мм.Figure 1-3 schematically shows the process of expanding the thickness of the sheet 1 with a thickness of, for example, 3 mm of VSP in the installation for hot molding, which consists of two forms 2 and 3. Both forms 2 and 3 are mounted with the possibility of reciprocating movement perpendicular to the direction of transportation sheet 1. The upper form contains a matrix, described in more detail below, with which the outer side of the product made of VSP, for example, a tray, is molded. The lower mold contains, inter alia, a punch with which the lower side of the article is molded. To form sheet 1 from a VSP in a hot forming apparatus 2, the sheet is first heated in an infrared heating furnace not shown in the drawing to a certain temperature. Then, the heated portion of the sheet 1 is fed into a hot forming device, the shapes of which are closed, which means that the die and punch are approaching each other in the forming zone to a predetermined distance, for example 5-7 mm.

Полоса из ВСП подвергается глубокой вытяжке с обеих сторон с помощью действующего с двух сторон вакуума, которым нагружают матрицу и пуансон. По истечении определенного времени вакуумирования и охлаждения в еще закрытых формах устройства термического формования может осуществляться перфорирование гладкой закрытой поверхностной лотка. Для этого подвижные иглы, предусмотренные в одной из форм, выдвигаются с помощью сжатого воздуха.A strip of VSP is subjected to deep drawing on both sides with the help of a vacuum acting on both sides, with which the matrix and punch are loaded. After a certain time of evacuation and cooling in still closed forms of the thermoforming device, perforation of a smooth closed surface tray can be carried out. For this, the movable needles provided in one of the forms are extended using compressed air.

Рассмотренный принцип получения уширения толщины стенок лотка из ВСП может быть применен для листа ВСП, в котором слои материала листа, наружно расположенные и расположенные прилегающими к наружной поверхности, выполнены с закрытыми порами, а слой материала листа, расположенный между слоями с закрытыми порами, выполнен с открытыми, сообщающимися между собой порами. Для этого типа ВСП можно сформулировать новый способ формования изделий для упаковки продуктов, который заключается в разогреве листа из вспененного полистирола до состояния возможности проявления пластической деформации и подаче его в формовочный узел на пуансон, перемещении листа из вспененного полистирола пуансоном в направлении матрицы и создании вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и вакуума в полости между пуансоном и листом из вспененного полистирола для придания изделию формы гнезда матрицы. При этом в полости между пуансоном и листом из вспененного полистирола формируют вакуум после завершения процесса формообразования в матрице при сохранении вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола, при этом величина вакуума между пуансоном и листом из вспененного полистирола меньше величины вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и равна по усилию началу пластической деформации слоя материала листа, расположенного между слоями с закрытыми порами.The considered principle of obtaining a broadening of the wall thickness of a tray from VSP can be applied to a VSP sheet in which the layers of sheet material externally located and located adjacent to the outer surface are made with closed pores, and the layer of sheet material located between the layers with closed pores is made with open, interconnected pores. For this type of VSP, a new method of molding products for packaging products can be formulated, which consists in heating a sheet of expanded polystyrene to the state of the possibility of plastic deformation and feeding it into the molding unit on the punch, moving the sheet of expanded polystyrene with a punch in the direction of the matrix and creating a vacuum in the cavity between the die and the expanded polystyrene sheet and the vacuum in the cavity between the punch and the expanded polystyrene sheet to give the product a shape of a die cavity. In this case, a vacuum is formed in the cavity between the punch and the expanded polystyrene sheet after the formation of the matrix is completed while maintaining a vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet, while the vacuum between the punch and the expanded polystyrene sheet is less than the vacuum in the cavity between the matrix and a sheet of expanded polystyrene and is equal in strength to the beginning of plastic deformation of the layer of material of the sheet located between the layers with closed pores.

Система создания вакуума выполняется с возможностью формирования вакуума в со стороны рабочей поверхности прижимной плиты с задержкой по времени после формирования вакуума в полостях гнезд матрицы и одновременного прекращения действия вакуума в полостях матрицы и со стороны рабочей поверхности прижимной плиты.The vacuum creation system is configured to form a vacuum from the side of the working surface of the pressure plate with a time delay after the formation of vacuum in the cavities of the nests of the matrix and at the same time terminate the vacuum in the cavities of the matrix and from the working surface of the pressure plate.

Claims (3)

1. Способ формования изделий для упаковки продуктов, заключающийся в разогреве листа из вспененного полистирола до состояния возможности проявления пластической деформации и подаче его в формовочный узел на пуансон, перемещении листа из вспененного полистирола пуансоном в направлении матрицы и создании вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и вакуума в полости между пуансоном и листом из вспененного полистирола для придания изделию формы гнезда матрицы, отличающийся тем, что для листа из вспененного полистирола, в котором слои материала листа, наружно расположенные и расположенные прилегающими к наружной поверхности, выполнены с закрытыми порами, а слой материала листа, расположенный между слоями с закрытыми порами, выполнен с открытыми, сообщающимися между собой порами, в полости между пуансоном и листом из вспененного полистирола формируют вакуум после завершения процесса формообразования в матрице при сохранении вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола, при этом величина вакуума между пуансоном и листом из вспененного полистирола меньше величины вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и равна по усилию началу пластической деформации слоя материала листа, расположенного между слоями с закрытыми порами.1. The method of forming products for packaging products, which consists in heating the sheet of expanded polystyrene to the state of the possibility of plastic deformation and feeding it into the molding unit on the punch, moving the sheet of expanded polystyrene with a punch in the direction of the matrix and creating a vacuum in the cavity between the matrix and the sheet of expanded polystyrene and vacuum in the cavity between the punch and the sheet of expanded polystyrene to give the product the shape of a socket matrix, characterized in that for a sheet of expanded poly tyrol, in which the layers of sheet material externally located and located adjacent to the outer surface are made with closed pores, and the layer of sheet material located between the layers with closed pores is made with open, interconnected pores, in the cavity between the punch and the sheet of expanded polystyrene form a vacuum after completion of the forming process in the matrix while maintaining a vacuum in the cavity between the matrix and the sheet of expanded polystyrene, while the magnitude of the vacuum between the punch and the sheet of expanded polystyrene is less than the vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet and is equal in strength to the onset of plastic deformation of the sheet material layer located between the closed-cell layers. 2. Устройство горячего формования изделий, преимущественно для упаковки продуктов, содержащее прижимную плиту с элементами размещения на ней нагретого листа из вспененного полистирола, матрицу с гнездами, форма которых повторяет внешнюю форму изделий, механизм перемещения прижимной плиты в направлении к матрице и система создания вакуума в полостях гнезд матрицы и со стороны рабочей поверхности прижимной плиты, отличающееся тем, что система создания вакуума выполнена с возможностью формирования вакуума в со стороны рабочей поверхности прижимной плиты с задержкой по времени после формирования вакуума в полостях гнезд матрицы и одновременного прекращения действия вакуума в полостях матрицы и со стороны рабочей поверхности прижимной плиты.2. A device for hot forming products, mainly for packaging products, containing a pressure plate with elements for placing a heated sheet of expanded polystyrene on it, a matrix with slots, the shape of which repeats the external shape of the products, the mechanism for moving the pressure plate towards the matrix, and a vacuum system in the cavities of the nests of the matrix and from the side of the working surface of the pressure plate, characterized in that the vacuum system is configured to form a vacuum from the side of the working surface and a pressure plate with a time delay after the formation of vacuum in the cavities of the nests of the matrix and the simultaneous termination of the vacuum in the cavities of the matrix and from the working surface of the pressure plate. 3. Способ увеличения толщины стенок изделий для упаковки продуктов при формовании, заключающийся в подаче разогретого до состояния возможности проявления пластической деформации листа из вспененного полистирола в формовочный узел и перемещении этого листа прижимной плитой в направлении матрицы, создании вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола для придания изделию формы гнезда матрицы и вакуума в полости между прижимной плитой и листом из вспененного полистирола после завершения процесса формообразования в матрице при сохранении вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола, при этом величину вакуума между прижимной плитой и листом из вспененного полистирола выбирают меньше величины вакуума в полости между матрицей и листом из вспененного полистирола и равной по усилию началу пластической деформации материала этого листа. 3. A method of increasing the wall thickness of products for packaging products during molding, which consists in supplying a plastic deformation of the expanded polystyrene sheet heated to the state of possibility of plastic deformation in the molding unit and moving this sheet with a pressure plate in the direction of the matrix, creating a vacuum in the cavity between the matrix and the foam sheet polystyrene to give the product a shape of a matrix socket and a vacuum in the cavity between the pressure plate and the expanded polystyrene sheet after completion of the shaping process in the matrix, while maintaining a vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet, the vacuum value between the pressure plate and the expanded polystyrene sheet is less than the vacuum in the cavity between the matrix and the expanded polystyrene sheet and the force of plastic deformation of this sheet .
RU2010132715/05A 2010-08-05 2010-08-05 Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming RU2443559C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132715/05A RU2443559C1 (en) 2010-08-05 2010-08-05 Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132715/05A RU2443559C1 (en) 2010-08-05 2010-08-05 Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2443559C1 true RU2443559C1 (en) 2012-02-27

Family

ID=45852216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010132715/05A RU2443559C1 (en) 2010-08-05 2010-08-05 Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2443559C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239727A (en) * 1978-09-15 1980-12-16 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for thermoforming thermoplastic foam articles
RU2089565C1 (en) * 1991-05-31 1997-09-10 ЭНИКЕМ С.п.А. Method of preparing polystyrene foam, and polystyrene foam
RU2133671C1 (en) * 1993-06-22 1999-07-27 Дзе Дау Кемикал Компани Foamed polystyrene sheet, method for thermal forming of deep drawn products from foamed thermoplast and deep drawn product manufactured from foamed thermoplastic sheet
DE19840991A1 (en) * 1998-09-08 2000-03-09 Brueckner Maschbau Process for producing a biaxially oriented film from a foamed orientable thermoplastic polymer
RU2363575C2 (en) * 2004-04-08 2009-08-10 Калле Гмбх Foodstuffs shell with porous outer layer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239727A (en) * 1978-09-15 1980-12-16 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for thermoforming thermoplastic foam articles
RU2089565C1 (en) * 1991-05-31 1997-09-10 ЭНИКЕМ С.п.А. Method of preparing polystyrene foam, and polystyrene foam
RU2133671C1 (en) * 1993-06-22 1999-07-27 Дзе Дау Кемикал Компани Foamed polystyrene sheet, method for thermal forming of deep drawn products from foamed thermoplast and deep drawn product manufactured from foamed thermoplastic sheet
DE19840991A1 (en) * 1998-09-08 2000-03-09 Brueckner Maschbau Process for producing a biaxially oriented film from a foamed orientable thermoplastic polymer
RU2363575C2 (en) * 2004-04-08 2009-08-10 Калле Гмбх Foodstuffs shell with porous outer layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗАВГОРОДНИЙ В.К. Механизация и автоматизация переработки пластических масс. - М.: Машиностроение, 1964, с.404-410. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11661491B2 (en) Reduced density thermoplastics
EP0879262B1 (en) Thermoformable foam sheeting for producing open containers
US9884440B2 (en) Roll fed flotation/impingement air ovens and related thermoforming systems for corrugation-free heating and expanding of gas impregnated thermoplastic webs
US4098941A (en) Polystyrene foam extrusion
MXPA05012436A (en) Method of producing thermoformed articles from gas impregnated polymer.
JPS58196239A (en) Polystyrene foam sheet suitable for use in fabrication
TR201802209T4 (en) Multilayer thermoplastic sheet materials and thermoformed articles prepared therefrom.
PL173949B1 (en) Foamed polystyrene foil and method of manufacturing the same
US11890792B2 (en) Microcellular foam sheet and processes of making and using
RU2012107456A (en) HEAT-INSULATING PRODUCTS FROM COMPOSITE POLYMER FOAM / AEROGEL
JPS61500839A (en) Molten thermoplastic web feeding method and device
RU2443559C1 (en) Method of hot forming packages, hot forming device and method of increasing package wall thickness in forming
KR20140017537A (en) High strength extruded thermoplastic polymer foam
US3578549A (en) Expandable plastic articles
JPS6052929B2 (en) Method for manufacturing expanded polystyrene sheet
US20130230714A1 (en) System and method for leather forming
RU96105U1 (en) TRAY FOR PACKAGING OF MOISTURE-CONTAINING FOOD PRODUCT (OPTIONS)
JP6247016B2 (en) Bubble sheet, method for producing the same, and method for producing insulated food containers
RU96104U1 (en) TRAY FOR PACKAGING OF MOISTURE-CONTAINING FOOD PRODUCT (OPTIONS)
KR100892760B1 (en) Absorbent tray and method for producing thereof
RU94512U1 (en) TRAY FOR PACKAGING OF MOISTURE-CONTAINING FOOD PRODUCT (OPTIONS)
RU92830U1 (en) TRAY FOR PACKAGING OF MOISTURE-CONTAINING FOOD PRODUCT (OPTIONS)
JP4569238B2 (en) Vacuum forming method for thermoplastic resin foam sheet
US3435103A (en) Process for forming solid articles from expandable polymer
JP2003118047A (en) Polystyrenic resin laminated foamed sheet and foamed container reduced in post-deformation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120806

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130920

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140806

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160427

PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170220