SE417592B - Behallare av teromplastiskt plastmaterial med i behallarveggen inbyggda forsterkningar, samt forfarande for framstellning av en sadan behallare - Google Patents

Description

vao2a1s-6 l 2 sker i en form med släta innerytor, varvid kammarna förflyttas till be- hållarens insida. Detta förfarande är dyrbart och omständigt och kräver två i stället för en enda blåsform och därmed också två uppvärmningstill- fällen. Dessutom kan man vid detta förfarande inte åstakomma att materialet i kammarna eller förstärkningarna har en annan och högre densitet än materialet hos de övriga delarna hos den framställda behållaren. Kammarna bildar därför endast materialförstärkningar genom ökad volym men med material av lika hållfasthetsegenskaper som det omgivande materialet.

En uppgift för uppfinningen är att eliminera nackdelarna hos hittills kända förfaranden. Därvid uppnås även att hállfasthetsegenskaperna hos den fram- ställda behållaren förbättras och att förutom koncentriska förstärknings- ringar, vilka kan medföra en icke önskad bälgeffekt, kan också utbildas förstärkningar i ett bandmönster, axialt riktade förstärkningar och med behällaraxeln parallell förstärkningar. Förstärkningarna utbildas inuti behållarematerialet och bildar ofta från behâllareväggen utstående kammar.

Särskilt vid behållare avsedda för förvaring av vätskor under tryck, t ex kolsyrhaltiga drycker, är en volymsändring mellan trycksatt tillstånd och icke trycksatt tillstànd föga önskvärd.

Den förelagda uppgiften löses vid ett inledningsvis omnämnt förfarande, därigenom att ämnet före blâsningen undergår i området för de senare ut- bildade förstärkningarna en lokalt begränsad behandling för strukturför- ändring av materialet, som i dessa områden medför en kristallisation i den amorfa strukturen och/eller en förändring av materialets densitet. Vid den efterföljande blåsningen och den därmed förbundna biaxiala sträckningen ut- bildas förstärkningarna intill de obehandlade områdena ur områdena med större kristallisation och/eller densitet, varvid dessa förstärkningar fram- kommer till följd av mindre sträckning av materialet vid behållarens framställ- ning i den släta blâsformen. En speciell fördel med ett förfarande enligt f uppfinningen består däri att man inte bara kan avstå från en speciell ut- formning av förstärkningskammarna i ett speciellt framställningssteg, utan att den beskrivna användningen av en strukturförändring hos materialet med- ger användningen av en mångfald av förstärkningsutformningar t ex nät, band- och förstärkningar parallella med behállaraxeln, varvid förstärkningarna åstadkommas på enklast tänkbara sätt.

Enligt uppfinningstanken kan alternativt den lokalt avgränsade behandlingen för strukturförändring av ämnets material endera ske genom mekaniskt tryck l0 3 7ao2a1s-6 t ex genom prägling eller genom värmebehandling. Värmebehandling kan åstad- kommas genom en lokal bestrâlning med infrarött ljus eller med ljus som har en våglängd liggande under 320 mp. Företrädesvis skall ljusvåglängden vara 310 up eller 280 - 285 mp.

Värmebehandling kan även ske genom värmeledning. Härvid bringas en varm kropp med lokalt utstående partier i kontakt med ämnet.

Vid behandlingen med tryck reduceras väggtjockleken hos ämnet lokalt med - 60 %, företrädesvis med 25 - 35 %. Därvid kan en trissa under tryck rullas mot ämnet.

Vid behandlingen enligt uppfinningstanken anordnas ämnet för att rotera mot en anordning. Den lokalt begränsade behandlingen för strukturförändring kan därvid åstadkommas på insidan och/eller på utsidan av ämnet.

Mycket väsentligt för det beskrivna förfarandet är det rätta materialvalet bland termoplasterna med hög smälttemperatur. Det är lämpligt att ämnet bildas av polyester eller polyamid eller andra liknande polymerplaster och att omformningen av ämnet till färdigbehållare sker under smälttemperaturen vid en temperatur som överstiger glasomvandlingstemperaturen.

Sammanfattningsvis anvisar uppfinningen en metod och en behållare framställd enligt metoden, där ovan angivna olägenheter till stor del eliminerats.

Enligt uppfinningen framställs ett ämne av amorft material, varefter ämnets material inom vissa områden ges bättre hállfasthet därigenom att kristallisa- tionen ökas inom dessa. Detta sker genom mekanisk påverkan och/eller genom värmebehandling. Den ökade hållfastheten är pávisbar genom ökningen i materialets densitet. Det på detta sätt behandlade ämnet bläses till en be- hållare, varvid materialet i ämnets väggar befinner sig vid en temperatur överstigande glasomvandlingstemperaturen. Motsvarigheterna i den blåsta behållaren till de behandlade områdena hos ämnet utgör efter bläsningen förstärkningar i behâllarens väggar.

Mellan kristallisation och densitet gäller följande samband: I °( = P _ Pamorft l00 çkrist - fämorft Fkrist - famorft vso2s1s-6 j 4 där i °° = kristallisationen i procent § = densiteten vid aktuell kristallisation çkrist = "- l00 % kristallisation gamorft "- amorft tillstånd Sambandet är således rent linjärt.

Vid orientering av materialet t ex genom biaxiell sträckning vid behållarens blåsning erhålls en ökning av densiteten, där densitetsökningen bestäms av sträckningsförhållandet. Det orienterade materialet uppvisar högre hållfast- het än det icke orienterade.

Vid framställning enligt uppfinningstanken av behållare av ovan angivet material väljs dimensionerna hos preformen resp hos behållaren så att huvud- delen av materialet i preformen vid den efterföljande blåsningen sträcks biaxiellt mer än l.5 gånger företrädesvis ca 3 gånger. Den ovan beskrivna behandlingen av preformen har medfört att materialet i denna har förbättrad hållfasthet inom vissa partier bildande t ex ringan banden i ett rutmönster, axiellt riktade band- eller linjeliknande områden osv. J Preformen enligt föregående stycke uppvärms till en temperatur något över- stigande glasomvandlingstemperaturen och blåses därefter t ex i en form så att ämnet expanderar intill dess att det berör formens väggar. De obehandlade delarna av ämnets väggar sträcks därvid lättare än de behandlade varför hos den formade behållaren uppstår tunnare och tjockare väggpartier. De tjockare väggpartierna bildar förstärkningar och ökar den blåsta behållarens hållfast- het och formstabilitet.

Vid den mekaniska påverkan av preformen motsvarar ett relativt grunt spår hos denna tjockare väggpartier hos behållaren. Den sida som därvid är ut- satt för mekanisk påverkan hos preformen kommer att i princip höja sig över den omgivande ytan, medan den motstående sidan hos färdigformade be- hållare är i huvudsak helt slät. För det fall att spåret är beläget i pre- formens ytterytor, förhindrar dock den form mot vilken preformen blåses att den blåsta behållaren erhåller väggpartier vilkas ytterytor markant höjer ä sig över omkringliggande områden. De tjockare väggpartierna medför i stället utbuktningar av den blåsta behållarens innerytor.

Vid ett relativt djupt spår motsvaras också dessa av tjockare väggpartier hos behållaren. Den sida i vilken en fördjupning i preformen befann sig l5 7802815-6 kommer att hos behållaren motsvaras av en fördjupning, medan den motsatta sidan av väggen principiellt höjer sig över omgivande materialområden. I föregående stycke omnämnd påverkan från den form mot vilken behållaren blåses är naturligtvis för handen även i detta utföringsexempel. Tjockleken inom de behandlade områdena är för den färdigformade behållaren som regel större än hos de omgivande områdena.

En behållare framställd enligt ovan anvisad metod kommer således att inne- hålla väggpartier med bättre hållfasthetsegenskaper än vad intilliggande väggpartier har. Dessa väggpartier är som regel tjockare än vad omgivande partier är. De utgör en form av armering av behållaren och ger åt behållaren en bättre motståndskraft mot deformation än vad en behållare med homogent väggmaterial uppvisar. Förstärkningarna har t ex formen av ringformiga band av rutnät helt eller delvis täckande behållaren. De är alternativt för- lagda till utsidan eller insidan av behållaren eller är genomgående och om- fattar behållarens hela väggtjocklek.

Uppfinningen beskrivs närmare i anslutning till tolv figurer, där fig l visar en preform försedd med försänkningar, fig 2 och 3 visar i detalj de partier där försänkningarna återfinns, fig 4 visar en färdigformad behållare enligt uppfinningen, fig 5 och 6 visar i detalj områden av den färdigformade behållaren där förstärkningarna enligt uppfinningen är anordnade, fig 7 visar en preform med vissa partier av väggen påverkade av värmetillförsel, fig 8 och 9 visar i detalj områden påverkade av värmetillförsel, fig l0 visar en färdigformad behållare, där en preform enligt fig 7 använts, visar i detalj områden av den färdigformade behållaren enligt fig l0. fig ll och l2 7802815-6 6 I fig 1 återfinns ett ämne eller en preform 10, i vilket ämne inpräglats försänkningar ll, 12. Den ena av dessa försänkningar utgörs av en djup försänkning 11 och den andra av en grund försänkning 12. Försänkningarna visas i detalj i fig 2 och 3. Försänkningarnas geometriska form påverkar i princip icke slutresultatet. Sålunda kan försänkningarna t ex ha plana kantytor mer eller mindre lutande mot ytterytan. Även försänkningarnas bottenytor kan vara plana. Utseendet är naturligtvis beroende på formen av använt präglingsverktyg. Det väsentliga vid tillämpningen av upp- finningstanken är att egenskaperna hos materialet i preformens vägg genom mekanisk påverkan förändras i en i förväg bestämd omfattning.

I fig l och 2 visas den djupa försänkningen anordnad i preformens ytteryta och den grunda försänkningen anordnad i preformens inneryta. Detta för- hållande är dock godtyckligt valt och den djupa försänkningen kunde lika väl ha anordnats i innerytan och på motsvarande sätt den grundaförsänkningen i ytterytan.

Försänkningarna är åstadkomna därigenom att preformen påverkats av en mekanisk anordning, t ex en trissa, så att materialet i preformen av den mekaniska anordningen givit efter och en försänkning bildats i materialet.

Denna mekaniska påverkan av preformen är företrädesvis utförd, när materialet i preformen befinner sig under sin glasomvandlingstemperatur.

I fig 4 återfinns en från preformen 10 färdigformad behållare 20. Det bör uppmärksammas att olika skalor gäller för fig l och fig 4, varför i verklig- heten volymförändringen mellan preformen i fig l och den färdigformade i behållaren i fig 4 är större än vad som framgår av figurerna. ' Den djupa försänkningen ll hos preformen 10 motsvaras hos den färdigformade _behållaren 20 av ett bandliknande område 13, (se fig 5), utmärkt av att materialet i väggens utsida är något nedsänkt i förhållande till det om- givande materialet, medan materialet i väggens insida är förhöjt i för- hållande till det omgivande materialet. Försänkningen i väggens ytteryta antar gärna ett något vågformat utseende liknande det som visas i fig 5.

Vid omformning från preform till färdigformade behållare har således den djupa försänkningen, bildande en ringformad fördjupning i preformen, för- ändrats så att i den färdigformade behållaren kan endast förnimmas en mycket svag ojämnhet i behållarens ytteryta, medan behållarens inneryta uppvisar en markerad utbuktning. Jämfört med omgivande material har även l0 l5 7 vao2s1s-6 det bandliknande ringformade partiet en större väggtjocklek.

Den grunda försänkningen l2 hos preformen l0 motsvaras hos den färdig- formade behållaren 20 av ett bandliknande omrâde l4, (se fig 6) utmärkt av att väggens utsida är helt slät och icke uppvisar någon förändring, t ex i form av en utbuktning eller en fördjupning. Däremot uppvisar väggens insida en utbuktning, vilket innebär att väggtjockleken i det bildade bandliknande området är större än väggtjockleken i omgivande områden.

Vid omformningen av preformen har således av tunnare väggpartier hos denna bildats tjockare väggpartier hos den färdigformade behållaren.

I fig 7 återfinns en preform 30, som utsatts för värmepåverkan. denna kan ske t ex genom direkt bestrâlning eller därigenom att en varm dorn, en varm ring eller annan mekanisk anordning av organ förs till kontakt med önskade delar av preformen. I fig 7 har två sådana områden markerats speciellt och fått beteckningen 3l för ett område beläget i anslutning till ämnets ytteryta och beteckningen 32 för ett område beläget i anslut- ning till ämnets inneryta.

Fig 8 och 9 visar i detalj omfattningen av områdena. I verkligheten kan naturligtvis ej ett behandlat område resp ett icke behandlat område så exakt avgränsas från varandra som figurerna anger. I verkligheten sker givetvis en gradvis övergång mellan behandlat och icke behandlat område.

Områdets djup är helt naturligt beroende av tillförd effekt och energi.

Fig l0 visar en färdigformad behållare 40 formad från preformen 30. Band- liknande områden 33, 34 återfinns i det område hos den färdigformade be- hållaren som svarar mot de värmebehandlade områdena 31, 32 hos preformen.

I fig ll och 12 visas i detalj hur det bandformade området utgör en tjockare del av den färdigformade behållarens vägg. Genom att driva upp- I värmningen av materialet i de aktuella områdena av preformen mer eller mindre långt bestäms de bandformade områdenas väggtjocklekar hos den färdigformade behållaren.

Figurerna visar ett antal utföringsformer av uppfinningen. Dessa har före- trädesvis valts för att göra beskrivningen av uppfinningen så enkel som l5 7802815-6 möjligt. Naturligtvis tillåter uppfinningstanken en mängd variationer kring det beskrivna. Uppfinnningstanken är icke heller begränsad till att ange endast ringformade förstärkningar, utan den ger även fullständig valfrihet beträffande förstärkningarnas placering, orientering och omfattning. Denna valfrihet gäller också beträffande ökningen av väggtjocklek och storleken av fördjupningarna.

Uppfinningen innefattar även en metod att förbehandla preformen så att vissa delar av densamma vid omformning till färdigformade behållare icke förändras.

Detta uppnås därigenom att förändringen av materialegenskaperna hos preformen drivs så långt att de påverkade materialområdena erhåller en så stor ökning i sina hållfasthetsegenskaper att de icke får någon benägenhet att sträcka sig vid omformning av preformen. På detta sätt kan således skapas behållare med utpräglade midjor eller andra önskade förstärkande eller utseendemässigt betingade karakteristika.

Uppfinningen karakteriseras även av till denna beskrivning fogade patentkrav.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 7802815-6 PATENTKRAV Behållare avtermoplastiskt plastmaterial med i behållareväggen in- byggda förstärkningar, där plastmaterialet är av den typ av material som karakteriseras av att vid snabb avkylning från smälttemperaturen bilda ett vid normal temperatur stabilt amorft material, av att kunna orienteras t ex genom biaxiell sträckning och av att vid uppvärmning över en viss temperatur börja kristallisera, vilken behållare formas från ett ämne av i huvudsak amorft material och varvid behållaren färdigställs genom ett blåsningsförfarande under biaxiell sträckning vid en temperatur överstigande glasomvandlingstemperaturen, k ä n n e - t e c k n a d därav, att behållaren (20, 40) är anordnad med för- stärkningar (l3, l4, 33, 34) bestående av väggpartier där materialet har större kristallisationsgrad och/eller större densitet än materialet hos de väggpartier som omger förstärkningarna. Behållare enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att förstärkningarna (l3, l4, 33, 34) bildar väggpartier med en tjocklek avvikande från tjockleken hos de väggpartier som omger förstärk- ningarna varvid förstärkningarnas tjocklek företrädesvis överstiger omgivande områdens tjocklek. Behållare enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att materialet i behållaren utgörs av typen polyestrar eller polyamider, t ex polyetylen-tereftalat, polyhexametylen-adipamid, polycaprolactam, polyhexametylen-sebacamid, polyetylen-2,6- och l,5-naftalat, poly- tetrametylen-l,2-dioxybensoat och copolymerer av etylen-tereftalat, etylen-isoftalat eller andra liknande polymerplaster. Metod för framställning av en behållare av termoplastmaterial enligt något av föregående patentkrav, vid vilken ett ämne av i huvudsak amorft material vid en temperatur överstigande glasomvandlings- temperaturen genom ett blásningsförfarande under biaxiell sträckning_ omformas till behållaren (20, 40) varvid behållaren samtidigt förses med inre förstärkningar, k ä n n e t e c k n a d därav, att ämnet (10, 30) före blåsningsförloppet i lokalt avgränsade områden (ll, l2, 31, 32) svarande mot behâllarens förstärkningar (l3, l4, 33, 34) 10 15 20 25 30 7802815-6 10. 10 underkastas en behandling begränsad till resp omrâde för struktur- förändring av materialet, vilken strukturförändring i nämnda om- råden innebär en ökad kristallisation av materialets amorfa struktur och/eller en ökning av materialets densitet, som vid efterföljande blåsningsförfarande och vid den därmed förbundna biaxiella sträck- ningen intill de obehandlade områdena, som saknar ökad kristallisa- tion och/eller ökad densitet, medför bildandet av förstärkningar (13, 14, 33, 34) bestående av material med större kristallisation och/eller Större g densitet vilka förstärkningar framträder till följd av mindre materialsträckning hos behållarmaterialet när behållaren formas i den företrädesvis släta blåsformen. Metod enligt patentkrav 4, k ä n n e tee c k n a d därav, att den lokalt begränsade behandlingen för strukturförändring av ämnets (10, 30) material åstadkommes medelstlnekaniskt tryck, t ex genom _ prägling. Metod enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att den lokalt begränsade behandlingen för strukturförändring av ämnets (l0, 30) material åstadkommes genom värmebehandling. Metod enligt patentkrav 6, k ä n n e't e c k n a d därav, att värme- behandlingen utgörs av en lokalt avgränsad bestrålning med infrarött ljus. Metod enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att värmebehandlingen utgörs av en lokalt avgränsad bestrålning med ljus med en våglängd understigande 320 mp och därvid företrädesvis med en våglängd av ca 310 my alternativt ca 280 - 285 my. Metod enligt patentkrav 6, k ä n n e t etc k n a d därav, att värme- behandlingen åstadkommes genom värmeledning från en varm kropp, som är anordnad med lokalt avgränsade utskjutande partier för anliggning mot ämnet (10, 30). Metod enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att trycket reducerar ämnets (l0, 30) väggtjocklek i lokalt avgränsade områden till 10 - 60 % företrädesvis till 25 - 35 % av ursprungstjock- leken. 11. 12. 5 13. 10 14. 7802815-6 11 Metod en1igt patentkrav 5 e11er 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att en trissa ru11as mot ämnet under tryck mot materia1et i detta. Metod en1igt något e11er några av patentkraven 4 - 11, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ämnet (10, 30) roterar synkront med en anordning för den 1oka1t avgränsade behand1ingen av ämnet. Metod enïigt något e11er några av patentkraven 4 - 12, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den 1oka1t begränsade behand1ingen för strukturförändring av ämnets (10, 30) materiaï utförs mot insidan och/e11er mot utsidan av ämnet. Metod en1igt något e11er nâgra av patentkraven 4 - 13, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den 1oka1t begränsade behand1ingen utförs i sådan omfattning att för det behand1ade området densiteten ökas hos materia1et i hela området me11an ämnets (10, 30) yttre och inre ytor. ANFÖRDA PUBLIKATIONER; sverige 377 902 (B29ß 23/oz) Tyskland 2 132 824 (Basa 1/oo) us 4 024 975 (215_1)