SE424287B - Rorformad preform samt forfarande och anordning for framstellning av denna igt forfarandet - Google Patents

Description

7905043-1 2» Föreliggande uppfinning eliminerar vissa nackdelar som enligt känd teknik är förenade med det ovan angivna framställningsförfarandet.

Uppfinningen är speciellt ägnad att tillämpas vid framställning av behållare av termoplast av typ polyester eller polyamid. Exempel på sådana material är polyetylentereftalat, polyhexametylen-adipamid, polycaprolactam, polyhexa- metylen-sebacamid, polyetylen-2,6- och l,5-naftalat, polytetrametylen-l,2- dioxybensoat och copolymerer av etylentereftalat, etylenisoftalat och andra liknande polymerplaster. Beskrivningen av uppfinningen är nedan i huvudsak relaterad till polyetylentereftalat, i fortsättningen ofta förkortat till PET, men uppfinningen är dock icke begränsad endast till användning av vare sig detta material eller något av de tidigare angivna materialen, utan är tillämpbar även på många andra termoplastmaterial.

För att underlätta förståelsen av problemställningen och uppfinningen beskrivs i det följande några karakteristiska egenskaper för polyestern polyetylen- tereftalat. Från litteraturen t ex Properties of Polymers, av D N van Krevelen, Elsevier Scientific Publishing Company, l976 är känt att vid orientering av amorf polyetylentereftalat förändras materialets egenskaper. Vissa av dessa förändringar åskâdliggörs i diagrammen fig 14.3 och l4.4 på sidorna 317 och 319 i boken Properties of Polymers. De beteckningar som används i den följande diskussionen överensstämmer med de som förekommer i nämnd bok.

PET liksom många andra termoplastmaterial kan orienteras genom materialets sträckning. Vanligen sker sådan sträckning vid en temperatur ovanför materialets glasomvandlingstemperatur (TG). Genom orienteringen förbättras materialets hållfasthetsegenskaper. Av litteraturhänvisningen framgår att för termoplasten PET medför en ökning av dragningsförhållandet .zbc , dvs kvoten mellan längden hos det dragna materialet och längden hos det odragna, också en ökning av för- bättringen av materialegenskaperna. vid en ökning av dragningsförhâllandet, -/"~ , från ca 2 gånger till något över 3 gånger är förändringarna av material- egenskaperna speciellt stora. Därvid förbättras hällfastheten i orienterings- riktningen markant samtidigt som densiteten if liksom kristalliniteten Xc stiger och glasomvandlingstemperaturen TG höjs. Av diagrammet på sid 317 fram- går att sedan materialet erhållit en sträckning, där./\- har värdet 3.1, förmår materialet motstå en kraft per ytenhet svarande mot óf = 10 med en mycket liten töjning. medan för.4^- = 2.8 töjningen är väsentligt mycket större. I fortsättningen används ibland beteckningen "steget" för att beteckna ett 3 79oso4z~1 orienteringsförlopp åstadkommet genom en sträckning respektive en tjockleks- reduktion av minst ca 3 gånger och vid vilket ovan angivna markanta förbätt- ringar av materialegenskaperna inträder.

Ovan angivna diagram visar förändringar som erhålls vid materialets mono- axiella orientering. Vid biaxiell orientering erhålls liknande effekter i vardera orienteringsriktningen. Orienteringen sker genom efter varandra följande sträckningar.

Förbättrade materialegenskaper motsvarande de som erhålls vid det ovan definierade "steget" erhålls även när amorft material dras till flytning och där materialet före flytningen befinner sig vid en temperatur understigande glasomvandlingstemperaturen TG. Hos en dragstav sker i flytningszonen en diameterminskning av ca 3 gånger. Vid dragningen flyttas flytningszonen konti- nuerligt in i de amorfa materialet samtidigt som det material som redan genom- gått flytning upptar provstavens dragkrafter utan tillkommande kvarstående sträckning.

För flaskor är vissa yttre mynningsdiametrar med tillhörande gänga standardi- serade och därav bestäms enligt nu känd teknik vid användningen av det inled- ningsvis angivna formningsförfarandet den största diameter som kan tillåtas hos den formblâsta behållarekroppen. Anledningen härtill förklaras närmare i det följande. För att erhålla ett amorft utgångsmaterial hos de rörbitar, som skall omformas till preformar, måste materialet efter extruderingen - hos de extruderade rör från vilka rörbitarna avkapas - hastigt kylas ned under glas- omvandlingstemperaturen TG. vid alltför stor väggtjocklek är materialets värme- ledningsförmåga otillräcklig för att medge erforderlig hastig avkylning av väggens centrala partier och det centralt belägna materialet kristalliserar och blir opakt. Den största möjliga väggtjockleken hos de extruderade rören understiger därför teoretiskt ca 9 mm. I praktiken arbetar man dock som regel med väggtjocklekar understigande 4 mm. Vid blåsning av en preform med alltför tjockt väggmaterial uppstår nämligen problem beroende på materialets avsvalning under själva blåsningsförloppet och innan materialet når formväggen. Den blåsta behållaren blir inte längre glasklar utan får ogenomsiktliga vita partier. För att vid formblåsningen erhålla behållare med erforderlig förmåga att motstå påfrestningar och penetrering av behâllareväggen får väggtjockleken hos den färdiga behållaren ej understiga en viss tjocklek. Enligt känd teknik är det vidare inte möjligt att minska rörets yttre diameter vid formningen av pre- formens mynningsdel. Härav följer att den önskade mynningsdiametern hos den 7905043-1 4 formblåsta behållaren bestämmer diametern hos preformen och därmed den maximala diametern hos den formblåsta behållarekroppen. Vid behov av flaskor för stora volymer förlängs dessa enligt känd teknik i axelrikt- ningen, sedan den maximalt möjliga diametern uppnåtts. Förutom nackdelen av viss instabilitet innebär förlängningen en otillfredsställande använd- ning av materialmängden i behållarekroppen, eftersom erforderlig material- mängd per volymsenhet förvaringsutrymme är större än vad som skulle behövas vid en anpassning av såväl diameter som längd hos behållarekroppen mot aktuellt volymsbehov. Den onödigt stora ytan hos behållaren medför även mot- svarande ökning av den totala koldioxidpenetreringen vid förvaring av kol- syrade drycker.

För att på bästa sätt tillvarata materialegenskaperna hos materialet efter- strävas att diametern hos de delar av preformen, som efter blåsningen bildar själva behâllarekroppen, har ett värde som medför att materialet i den form- blåsta behållarekroppen erhåller önskad orientering. Hos behållare av PET eftersträvas att materialet i samband med formblåsningen sträcks biaxiellt så att produkten av sträckningarna är ca 9 gånger.

Av ovanstående framgår att enligt känd teknik bestäms materialmängden i mynningsdelen icke av de beräknade påfrestningarna utan av behâllarekroppens maximala diameter. Detta medför som regel ett betydande materialöverskott i mynningsdelen. Hos t ex en flaska av PET med volymen l liter kan enligt känd teknik mynningsdelen innehålla upp till 25-30 % av den totala materialmängden.

Frånsett den oestetiska överdimensioneringen av mynningsdelen, innebär detta förhållande också ett materialslöseri, som är av betydelse vid massproduktion av artiklar.

Med nu använd teknik utgörs mynningsdelen och intilliggande halsdelar av o- orienterat dvs amorft_material. Detta innebär att materialet i mynningsdelen jämte intilliggande halsdelar har andra egenskaper än behållarekroppen. För behållare av t ex PET har materialet i mynningsdelen en glasomvandlingstempera- tur TG av 7l° C, medan materialet i behållarekroppen har en glasomvandlings- temperatur av ca 8l° C. Härav följer att materialet i mynningsdelen mjuknar vid en lägre temperatur än materialet i behâllarekroppen.

Det är tidigare känt att genom kallformning av ämnets mynningsdel förflytta material från mynningsdelen ned i de områden av ämnet, som sedermera utgör 7905043-1 väggpartier i behållarekroppen. Härigenom uppnås en viss anpassning av materialmängden i mynningsdelen mot framtida påfrestningar men mellan själva behållarekroppen och mynningsdelen uppstår halspartier, där materialet sträcks mindre än 3 gånger. Dessa halspartier består således hos den formade behållaren av otillräckligt orienterat material samtidigt som väggtjockleken är oönskat stor. Denna teknik är känd genom den svenska patentansökan nr 7802362-9.

Genom den franska patentansökan nr 74 39648 är det känt att formspruta ett i sin ena ände slutet rörformat ämne, som i sin andra ände är försett med en utkragning för ämnets fixering i ett efterföljande blåsorgan och där det rörformade ämnet efter viss omformning blåses till en behållare. Material i den rörformade delen av ämnet expanderas i radiell riktning vid en temperatur ovanför glasomvandlingstemperaturen TG för att bilda behållarens mynningsdel.

En behållare formad på beskrivet sätt har en mynningsdel och ett halsparti där materialet undergått en mycket liten sträckning och därmed orientering, varför de tidigare angivna nackdelarna beträffande de kända behållarnas mynningsdelar finns även hos denna behållare. Den i den franska ansökan be- skrivna uppfinningen har även nackdelen av att endast en del av material- innehållet i det formsprutade rörformade ämnet används vid omformningen av ämnet till färdig behållare. Givetvis är det materialspill som härigenom upp-_ står till ekonomisk nackdel vid massproduktion av artiklar.

Genom den tyska utläggningsskriften D05 25 40 930 är känt ett förfarande, där ett rörformat ämne av PET omformas till behållare och där behållareväggen ut- göres av material som t ex sträcks mer än l.5 gånger. Behâllarens bottendel består av amorft o-orienterat material, medan behållarens halspartier består av material som orienterats endast i ringa omfattning. Genom uppvärmning och därav orsakad kristallisation förbättras materialets hållfasthet i de o- orienterade områdena som samtidigt blir ogenomsiktliga. En kombination av de ovan angivna teknikerna medför fortfarande en icke önskad överdimensionering av behållarnas halspartier samtidigt som dessa har sämre egenskaper än materialet i själva behållarekroppen.

Genom uppfinningen erhålls ett ämne som möjliggör att hos en behållare formad från ämnet såväl mynningsdelen som halspartierna och behållarekroppen består av material anpassat mot uppkommande påfrestningar och där materialet i nämnda delar är orienterat i betryggande omfattning därigenom att materialet åtminstone i axelriktningen är sträckt mer än 3 gånger. 790511434 ; i av Härigenom uppnås den fördelen att samtliga nämnda delar av behållaren fâtt sin glasomvandlingstemperatur TG höjd. Detta innebär att samtliga nämnda delar kommer att vara lika värmetâliga, dvs en stor fördel jämfört med be- hållare som formats enligt känd teknik, vilka åtminstone hos behållare med i huvudsak klart och genomsiktligt material har halspartier och mynningsdelar som är mer känsliga för värmepâverkan än själva behållarekroppen.

Uppfinningen gör det vidare möjligt att framställa en behållare med liten mynningsdiameter, där behållarekroppens längd och diameter anpassats mot be- hållarens förvaringsvolym för att erhålla lägsta möjliga materialmängd per volymsenhet förvaringsutrymme.

Uppfinningen gör det även möjligt att från ämnet forma en behållare, som har godtycklig form på halsdelen och där materialet i mynningsdelen och i hals- delen är orienterat och har en kristallinitet överstigande l0 %, vilket er- hållits därigenom att materialet sträckts i erforderlig omfattning, t ex vid behållare av PET sträckts i axiell riktning mer än 3 gånger. Enligt känd teknik har det icke varit möjligt att uppnå sådan orientering utan man har låtit be- hâllarnas mynningsdel och halspartier bestå av i huvudsak icke orienterat material, där halspartierna så snabbt som möjligt övergår i orienterade partier hos behâllarekroppen där väggtjockleken minskat minst tre gånger. Genom denna formgivning har man sökt nedbringa storleken på området i halsdelen med i huvudsak amorft material och med liten orientering och därmed lägre glasomvand- lingstemperatur TG.

Enligt uppfinningen fastspänns ett rör av termoplastmaterial mellan två från varandra skilda uppsättningar fixeringsorgan. Materialet i området mellan de båda uppsättningarna fixeringsorgan sträcks i rörets axiella riktning däri- genom att fixeringsorganen förflyttas från varandra. Vid användning av PET är sträckningen minst 3 gånger. i Enligt en utföringsform av uppfinningen sträcks materialet i röret, när materialet befinner sig vid en temperatur överstigande glasomvandlingstempera- turen TG, medan vid en annan utföringsform materialet sträcks i kallt tillstånd, varmed avses att materialet när sträckningen påbörjas befinner sig vid en temperatur understigande glasomvandlingstemperaturen TG. Vid sträckningen fi kallt tillstånd" dras materialet till flytning. 7905045-1 Efter sträckningen blåses åtminstone de centrala partierna av det dragna i materialet vid en temperatur överstigande glasomvandlingstemperaturen TG mot en form för bildandet av t ex gängor och i förekommande fall delar av intilliggande halspartier hos tvâ intill varandra belägna blivande mynnings- delar. Röret avskärs därefter i övergången mellan de båda blivande mynnings- delarna. Var och en av de två separata ämnesdelar som därvid uppstår bildar efter tillslutning i sin ena ände och eventuellt efterbehandling för att få behövliga förslutningsytor i sin andra ände en rörformad preform.

I alternativa utföringsformer av uppfinningen uppvärms materialet före den axiella sträckningen till en temperatur ovanför glasomvandlingstemperaturen TG eller föregås sträckningen av ett blåsningsförfarande vid vilket det upp- värmda materialet genomgår en viss expansion för ökning av områdets diameter.

I en annan utföringsform av uppfinningen formas preformarnas mynningsdelar genom samtidig axiell sträckning och blåsning för radiell expansion av det uppvärmda materialet.

I vissa tillämpningsexempel har det uppvärmda materialomrádet en sådan temperaturprofil, att ett eller flera ringformade områden befinner sig vid en temperatur överstigande temperaturen hos det intilliggande materialet med 3-20° C, företrädesvis l0 - l5° C. I materialomrâdena med högre temperatur startar själva dragnings- eller sträckningsförloppet.

I den tillämpning av uppfinningen där materialet i röret, när den axiella sträckningen av materialet påbörjas, har en temperatur understigande glas- omvandlingstemperaturen TG, initieras dragnings- eller sträckningsförloppet enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen med hjälp av tryckkrafter.

Dessa âstadkommes exempelvis av en ring, som omsluter röret,och där ringens inre yta genom minskning av den inre diametern bringas till anliggning mot rörets yttre yta.

Vid materialets axiella sträckning reduceras rörets yttre diameter. Genom upp- finningen är det därför möjligt att framställa en preform, vars mynningsdel har en yttre diameter som understiger rörets yttre diameter.

I en anordning för genomförande av metoden återfinns ett antal sträck- och blåsanordningar, var och en innehållande tvâ uppsättningar fixeringsorgan _79Û5Û43f1 belägna på avstånd från varandra. Fixeringsorganen är anordnade för fasthåll- ning av ett rör och de båda uppsättningarna är anordnade för rörelse från 'respektive mot varandra. Fixeringsorganen har sina anliggningsytor mot röret kylda. Organ är anordnade för uppvärmning av materialet i röret mellan de nämnda uppsättningarna liksom blåsformar mot vilka uppvärmt material blåses.

Vidare ingår i anordningen organ för tillslutning av rörets båda ändar före blåsningen liksom organ för tillförande av övertryck till det på detta sätt bildade slutna hålrummet. I vissa utföringsexempel ingår även en cylinder- formad stång axiellt placerad i röret. Slutligen är anordnat ett organ för avdelning av röret i två företrädesvis lika delar.g I en utföringsform av uppfinningen är fixeringsorganen anordnade för rörets rotation kring sin axel. Härigenom underlättas uppvärmningen av materialet i omrâdet mellan de båda uppsättningarna fixeringsorgan liksom rörets delning i två lika delar. ' Vid formning av ett ämne fixeras röret mellan de båda uppsättningarna fixeringsorgan, varefter dessa förflyttas från varandra, i vissa tillämp- ningsexempel sedan materialet mellan de båda uppsättningarna fixeringsorgan först uppvärmts till önskad temperaturprofil och i vissa tillämpningar under samtidig radiell expansion av materialet i röret eller sedan en första radiell expansion av materialet i röret skett. Förflyttningslängden relaterad till längden av den del av röret för vilken materialet sträcks är vid PET så vald, att materialet vid den axiella orienteringen uppnår en kristallisation av minst l0 %. I förekommande fall förs den cylinderformade stången in i röret före materialets sträckning. I vissa tillämpningsexempel är stången uppvärmd.

. För att åstadkomma den radiella expansionen tillsluts röret i sina båda ändar, i förekommande fall uppvärms materialet mellan de båda uppsättningarna fixeringsorgan, och det slutna utrymmet i röret trycksätts, varvid det upp- värmda materialet utvidgas för anliggning mot formens ytor, t ex för ut- bildning av mynningsgängor och anslutande halspartier. Sedan materialet av- kylts i tillräcklig utsträckning för att uppnå formstabilitet, delas röret av avdelningsorganet i två delar. Var och en av dessa båda delar tillsluts genom omformning i sin ena ände och efterbehandlas eventuellt i den andra änden, dvs mynningsänden, för att få behövliga förslutningsytor. Preformen är därmed färdigställd. 7905043-1 Enligt ovan beskrivet förfarande resulterar varje dragningsförfarande och efterföljande avkapning i två ämnesdelar, vilka efter viss efterbearbetning och omformning bildar var sin preform. Härigenom uppstår inget materialspill vid framställningen av preformar. Naturligtvis kan det vid dragningen bildade sträckta materialet vara anpassat för att användas för formningen av endast en enda blivande mynningsdel med intilliggande blivande halspartier. Detta leder dock till oönskat materialspill genom avskiljningen av delar av rör- biten som icke kan användas vid preformens fortsatta framställning, varför denna utföringsform av uppfinningen endast används i speciella fall, t ex vid framställning av preformar avsedda för behållare med långa mynnings- och halspartier.

Fig l visar en perspektivvy av en sträck- och blásanordning med tvâ upp- sättningar fixeringsorgan och med sträckanordningens båda uppsätt- ningar fixeringsorgan i läge för mottagning av en rörbit, Fig 2 'visar en perspektivvy av en sträck- och blåsanordning med fixerings- organen i läge för fixering av en rörbit, Fig 3 visar ett snitt genom en sträck- och blåsanordning under uppvärmning av en rörbits centrala del, Fig 4 visar ett snitt genom en sträck- och blåsanordning med fixerad och dragen rörbit, Fig 5 visar ett snitt genom en sträck- och blâsanordning med rörbitens innervolym trycksatt för formning av mynningspartier och intill- liggande,halspartier, Fig 6 visar en anordning för rörbitens uppdelning i två separata ämnesdelar, Fig 7 visar översiktligt en anordning för stegvis framställning av ämnes- delar till preformar, Fig 8 visar ett snitt genom en sträck- och blásanordning med ett organ för uppvärmning av ett ringformat parti hos rörbiten, Fig 9 visar ett snitt genom en sträck- och blåsanordning under kalldrag- ning av rörbiten, veoso4s-1 w Fig l0 visar ett snitt genom en sträck- och blåsanordning sedan kall- dragningen av rörbiten avslutats, Fig'll visar ett delsnitt genom en sträck- och blåsanordning där längden av det axiellt dragna området har ökats, Fig 12 visar ett delsnitt genom en sträck- och blåsanordning enligt fig ll med rörbitens innervolym trycksatt och speciellt formningen av hals- partierna intill mynningsdelen, Fig l3 visar färdigställd rörformad preform formad från en ämnesdel enligt fig 5, Fig l4 visar färdigställd rörformad preform formad från en ämnesdel enligt fig l2. 21 fig l och 2 återfinns ett stativ ll på vilket är anordnat två separata upp- sättningar fixeringsorgan 20 a-b resp 2l a-b. Vardera uppsättningen fixerings- organ består i princip av ett övre fixeringsorgan eller en övre del 20a, 2la och ett undre fixeringsorgan eller en undre del 20b, 2lb. I resp uppsättning fixeringsorgan är den övre delen rörlig mellan ett öppet och ett stängt läge.“ l I det stängda läget fixerar resp uppsättning fixeringsorgan var sin ände av ett rör 50. De båda uppsättningarna fixeringsorgan är rörliga från utgångs- lägen (fig l) mot varandra till ett minsta avstånd (fig 2) anpassat mot längden hos röret 50 och därifrån tillbaka till resp utgångsläge. I utgångs- läget intar resp övre del det öppna läget och bibehåller detta intill dess att de båda uppsättningarna fixeringsorgan förflyttats till nämnda minsta avstånd. I denna position intar resp övre delar det stängda läget och täcker därvid en relativt stor del av röret SO samtidigt som detta omsluts och fixeras av resp uppsättning fixeringsorgan. Med de övre delarna fortfarande i stängt läge förflyttas därefter de båda uppsättningarna fixeringsorgan till- baka till utgångsläget. Drivorgan 25, 26 är anordnade för rörelsen av övre delen 20a, 2la hos resp uppsättning fixeringsorgan liksom ett drivorgan 24 för rörelsen av de båda uppsättningarna fixeringsorgan. De övre delarna glider i spår 22, 23 anordnade i de undre delarna, medan de undre delarna glider i spår 13 a-b anordnade i stativet ll. 7905043-1 Ett griporgan 28 är anordnat för förflyttning av röret 50 till och från fixeringsorganen. När de båda uppsättningarna fixeringsorgan har sitt minsta avstånd från varandra intar ett uppvärmningsorgan bestående av två värmebackar 29 a-b ett läge för uppvärmning av rörets 50 centrala partier.

Värmebackarnas rörelse styrs av ett drivorgan 33 via länkarmar. I figurerna har visats en tilledning 3l för värmebackarnas uppvärmning, exempelvis medelst elektrisk energi.

En cylinderformad form- och blåsdorn 27 är anordnad i anslutning till en av uppsättningarna fixeringsorgan. Dornen förflyttas med hjälp av ett driv- organ 39 till och från ett läge vari dornens cylinderformade del sträcker sig en bit in i öppningen hos den andra uppsättningenfixeringsorgan. Även när de båda uppsättningarna fixeringsorgan befinner sig i sina utgângslägen, når dornen in i nämnda öppning. Dornens ytterdiameter och rörets 50 inner- diameter är så avpassade mot varandra att dornen passerar genom röret. Dornen är vidare anordnad med ett antal öppningar 40 anslutna till ett hålrum inuti dornen, vilket är förbundet med en ledning 32 för tryckmedium.

De olika drivorganen 24, 25, 26, 33, 39 tillförs tryckmedium via ledningar 30 a,b,c,e (tryckledningen 30 d ej visad i figuren).

I fig 3 visas de båda uppsättningarna fixeringsorgan 20 a-b, 2l a-b i positionen för minsta avståndet mellan uppsättningarna. I figuren återfinns vidare det tidigare nämnda hâlrummet 42 i dornen 27, en tätning 4l mellan rörets 50 ena ände och uppsättningen fixeringsorgan Zl a-b resp en tätning 34 mellan rörets 50 andra ände och uppsättningen fixeringsorgan 20 a-b. Vidare återfinns en tätning 35 mellan dornen 27 och uppsättningen fixeringsorgan 20 a-b. En utloppsventil 36 är anordnad i det undre fixeringsorganet 2l b.

Härigenom bildas ett slutet utrymme för trycksättning genom öppningarna 40 hos dornen 27.

I fig 4 har de båda uppsättningarna fixeringsorgan förflyttats tillbaka till sina utgångslägen under bibehållen fixering av de omslutna delarna av röret 50.

Av figuren framgår att dornen 27 fortfarande når in i uppsättningen fixerings- organ 21 a-b. Ett centralt omrâde 5l av röret 50 är sträckt i axiell riktning och har en mindre väggtjocklek än röret i övrigt.

Fig 5 visar det centrala området 5l formblâst mot en ytterform 57 a-b. Ytter- formens formgivande yta överensstämmer med formen hos två mot varandra vända 7905-043-1 12 mynningsdelar 52 a-b hos de behållare som skall formas av de ämnen som är under framställning.

Fig 6 visar dornen 27 i sitt utgångsläge. Ett.kaporgan 58 befinner sig i läge för delning av röret 50 i övergången mellan de båda formade mynningsdelarna 52 a-b.

Fig 7 visar en karusellskiva 10 för rotation kring en lagring 12. I anslutning till skivan är angivet ett antal positioner A-U. I varje position är på karu- sellskivan anordnat ett stativ ll med tillhörande uppsättningar fixeringsorgan, drivorgan, rörformad dorn, uppvärmningsorgan etc enligt fig 1-2. I positionerna är schematiskt åskådliggjort aktuellt arbetsmoment med hjälp av läget hos dornen, värmebackarna, uppsättningen fixeringsorgan etc.

Fig 8 visar en utföringsform av uppfinningen företrädesvis anpassad för s k 3 kalldragning av röret 50. Mellan de båda uppsättningarna fixeringsorgan är A anordnat ett ringformat uppvärmningsorgan 38. Genom detta erhåller rörets 50 centrala partier förhöjd temperatur i ett ringformat område.

Fig 9 - 10 hänför sig till kalldragning av röret 50. I fig 9 har påbörjats ut- bildningen av ett centralt beläget draget område 53; medan i fig 10 hela det centralt belägna dragna området 54 är utbildat.

Fig ll och 12 ansluter sig till en variant av uppfinningen där det centralt belägna området 5la av röret 50 är längre än tidigare beskrivna utföringsform av uppfinningen. I figurerna visas endast den ena av de båda uppsättningarna fixeringsorgan. Fig ll avser situationen efter avslutad dragning av röret, medan fig 12 visar det centrala området 5la (fig ll) formblåst mot en ytterform 59.Ytterformens formgivande yta överensstämmer med formen hos två mot varandra vända mynningsdelar (endast den ena 52a visas i figuren) och delar av intill- liggande blivande halspartier 60a hos de behållare som skall formas av de ämnen som är under framställning. Ett område 56 med maximal diameter hos de formade blivande halspartierna har företrädesvis en diameter som är minst 3 gånger så stor som rörets ursprungsdiameter.

I fig 13 och 14 visas färdigställda rörformade preformar där preformen enligt fig 13 bildats från en ämnesdel visad i fig 5 och där preformen enligt fig 14 bildats från en ämnesdel visad i fig 12. I sin ena ände har preformarna en mynningsdel 62a,b med anslutande halspartier 63a,b. I sin andra ände har pre- formarna en tillslutning 6la,b. Mellan tillslutningen 6la,b och halspartierna 63a,b återfinns ett rörformat parti 64a,b. 7905043-1 13 Vid framställning av en preform enligt uppfinningen placeras ett rör 50 med hjälp av griporganet 20 i det i fig l visade läget. De båda uppsätt- ningarna fixeringsorgan 20 resp 2l förs av drivorganet 24 mot varandra till dess att rörets båda ändar anslår mot tätningarna 34 och 4l. De övre fixeringsorganen intar sina stängda lägen med hjälp av drivorganen 25, 26, varvid röret 50 fixeras i sina båda ändar och samtidigt omsluts till en relativt stor del. Fig 2 visar den aktuella situationen. Dornen 27 har redan tidigare alternativt förflyttats i detta skede till det läge som visas i fig 3. Värmebackarna 29 förs i uppvärmningsläge och kvarstannar där så lång tid som erfordras för att materialet i rörets centrala partier skall uppvärmas till en temperatur överstigande glasomvandlingstemperaturen TG.

Drivorganet 24 förflyttar nu de båda uppsättningarna fixeringsorgan från varandra, varvid rörets centrala partier sträcks under samtidig tjockleks- minskning av rörväggen så att röret får det utseende som visas i fig 4.

Sträckningen är företrädesvis minst ca 3 gånger och tjockleksreduktionen därmed också ca 3 gånger. Dornen 27 befinner sig under hela dragningen inuti röret, innanför det område som sträcks varigenom förhindras att det sträckta området erhåller oönskat liten diameter.

Den slutna volymen inuti röret trycksätts, varvid materialet i det dragna området expanderar till anliggning mot ytterformen 57. Härvid utbildas blivande mynningsdelar och delar av intilliggande halspartier hos två med varandra förenade ämnesdelar till preformar. Vid kontakten med ytterformens ytor avkyls materialet i röret och detsamma blir formstabilt. Ytterformen öppnas samtidigt som dornen 27 återgår till sitt utgångsläge och ett kapnings- organ 58 delar röret i övergången mellan de båda blivande mynningsdelarna.

Härvid bildas tvâ separata ämnesdelar vilka genom omformning tillsluts i sin ena ände och genom en efterbehandling får behövliga förslutningsytor i sin andra ände. Härigenom erhålls en rörformad preform âskådliggjord i fig 13.

Utformningen av utrustningen för den ena ändens tillslutning liksom för ev efterbehandling av mynningsdelen är ej visad i figurerna, men kan ske enligt någon redan känd och tillämpad teknik. Vanligen sker tillslutningen däri- genom att materialet i rörets ände uppvärms till en temperatur ovanför glas- omvandlingstemperaturen, varefter änden i axiell riktning trycks mot en principiellt kulformad skål, som pressar samman det mjukgjorda materialet och tillsluter änden. Griporganet 28 förflyttar därefter de båda bildade ämnesdelarna från produktionsutrustningen, sedan de båda uppsättningarna 7905043-1 14 fixeringsorgan lossat sitt grepp om preformarna. Detovan beskrivna förloppet upprepas därefter pånytt.

Det ovan beskrivna framställningsförloppet sker enligt en föredragen ut- föringsform av uppfinningen med hjälp av den i fig 7 visade anordningen.

I pos A förs röret till de båda uppsättningarna fixeringsorgan, i pos B förs de båda uppsättningarna fixeringsorgan mot varandra samtidigt som dornen införs i röret, i pos C-E uppvärms rörets centrala område medan i pos F upp- värmningen avbryts. I pos B-H sträcks rörets centrala partier, i pos I intar ytterformarna formningsläge, i pos J trycksätts rörets innervolym och formas de blivande mynningsdelarna med intilliggande halspartier. Ytterformarna öppnar i pos K medan i pos L dornen återgår till sitt utgångsläge. Pos M är en kylningsposition för stabilisering av rörets form alternativt en reservposition, medan i pos N delningen av röret i tvâ ämnesdelar sker, I pos 0 uppvärms de båda blivande mynningsdelarna för ev efterbehandling och erhåller sin slutform i pos P. I pos R har organen för mynningsdelarnas efter- behandling återgått till sina utgångslägen, varefter i pos S ämnesdelarna förts mot varandra för att medge ingrepp av griporganet i pos T och öppnande av fixeringsorganen i pos U för de bildade formdelarnas avlägsnande ur produktionsutrustningen enligt fig 7. Griporganen förflyttar därvid lämpligen ämnesdelarna till organ för tillslutning av ena änden hosdessa. Sådana organ kan endera vara fristående från den anordning som beskrivs i detta stycke eller ingå i densamma. Den förses därvid med ytterligare ett antal positioner.

Vid kalldragning av rörets centrala område uppvärms materialet före drag- ningen i ett ringformat omrâde inom det centrala området med hjälp av ett ringformat uppvärmningsorgan 38 (fig 8). Detta är företrädesvis anordnat för uppvärmning av det centrala området intill en av uppsättningarna fixerings- organ. För att styra förflyttningsriktningen av den flytning som uppträder vid dragningen kyls vanligen materialet närmast intill det ringformigt uppvärmda i den riktning i vilken flytningen ej skall förflyttas. I de ut- föringsformer där allt material hos röret mellan de båda uppsättningarna backar skall dras, erhålls erforderlig kylning av de kylda backarna. I andra utföringsformer används separata ringformade kylningsorgan principiellt anordnade på motsvarande sätt som uppvärmningsorganen 38.

Vid varmdragning av rörets centrala område används i vissa tillämpningsexempel en eller flera ringformade uppvärmningsorgan för att ge önskad temperaturprofil 7905043-1 15 åt rörets centrala omrâde före dragningen av detta. Härvid utgörs ofta de ringformade uppvärmningsorganen utav zoner med förhöjd temperatur i upp- värmningsbackarna 29.

Vid kalldragningen av materialet i rörets centrala omrâde uppstår material- flytning först i det ringformade område, som uppvärmts av det ringformade uppvärmningsorganet 38. Vid fortsatt sträckning av rörets centrala område förflyttas området för materialets flytning mot den andra uppsättningen fixeringsorgan, jfr fig 9, för att vid fullbordad sträckning ha bildat ett centralt draget område med ett utseende som visas i fig l0. Vid kalldrag- ningen har det centrala området ingen tendens till minskning av rörets inner- diameter så länge sträckningen hålls omkring tre gånger. I denna utförings- form av uppfinningen är det därför icke nödvändigt att låta dornen 27 inta sitt läge i röret före själva sträckningsförloppet. I fig ll-12 visas en utföringsform av uppfinningen där det sträckta centrala området 5la har en större längd än enligt tidigare beskrivna utföringsformer av uppfinningen.

Vid trycksättningen av rörets inre utbildas förutom de båda blivande mynnings- delarna även delar av intilliggande halspartier, vilka därvid erhåller en estörre diameter än själva mynningsdelen. Företrädesvis låter man det blivande halspartiet utbildas så långt att diameterökningen maximalt blir minst tre gånger. Härmed vinns att det bildas ett relativt formstabilt halsparti, som' påverkas endast i ringa grad vid efterföljande uppvärmning i samband med formningen av den resterande delen av behållaren. Utseendet hos en preform bildad från en ämnesdel delvis âskådliggjord i fig l2 framgår av fig 14.

I ovanstående beskrivning har visats hur ämnesdelarna bildas genom kapning av det dragna och formade röret. I en föredragen utföringsform av uppfinningen avskiljs ämnesdelarna från varandra med hjälp av en eller flera skärtrissor, som under tryck roterar runt det formade rörets periferiyta i övergången mellan de båda blivande mynningsdelarna.

Uppvärmningen av rörets centrala materialpartier har ovan antagits ske med hjälp av värmebackar. För att erhålla en så jämn uppvärmning av materialet som möjligt låter man röret företrädesvis rotera relativt uppvärmningsorganet.

För att möjliggöra detta modifieras fixeringsorganen ev med koniskt anordnade lager alternativt med uppvärmningsbackar roterande kring röret. 7905043-1 16 För det fall att rörets centrala partier dras vid en utgångstemperatur understigande gïasomvandïingstemperaturen TG sker efter dragningen en upp- värmning av materialet tili en temperatur ovanför gïasomvandlingstemperaturen TG, varefter den blivande mynningsdelen och delar av intilïiggande halspartier formas.

Utöver av ovanstående beskrivning framgår uppfinningen även av efterföljande patentkrav.

Claims (1)

1. l0 15 20 25 30 7905043-1 17 PATENTKRAV Rörformad preform (60) av termoplastmaterial av typ polyester eller polyamid, företrädesvis av polyetylentereftalat, där pre- formen i sin ena ände har en mynningsdel (62) med anslutande halspartier (63), i sin andra ände bildar en företrädesvis sfärisk tillslutning (61) och mellan de båda ändarna har ett rörformat parti (64) och där preformens tillslutna ände och rörformade parti består av i huvudsak amorft o-orienterat mate- rial med en kristallisation understigande 5 %, k ä n n e_t e c k - n a d därav, att preformens (60) mynningsdel (62) med anslutande halspartier (63) består av material orienterat i preformens axel- riktning och företrädesvis med en viss orientering i preformens omkretsriktning, varvid materialets kristallisation i mynnings- delen maximalt uppgår till 50 % och företrädesvis antar värden mellan l0 och 20 % och där den genom nämnda orienteringar i mate- rialet uppkomna kristallisationen maximalt uppgår till ca 34 %. Rörformad preform (60) enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att materialet i mynningsdelen (62) är orienterat huvudsak- ligen endast i preformens axelriktning, varvid den genom orientering- en uppkomna kristallisationen antar värden mellan ca l0 och l7 %. Rörformad preform (60) enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att materialet i halspartierna (63) anslutande till mynningsdelen (62) är orienterat i preformens axelriktning och i preformens perifeririktning, varvid den genom orienteringen upp- komna kristallisationen antar värden mellan ca l0 och 34 % och att materialets kristallisation i halspartierna maximalt uppgår till ca 50 % och företrädesvis antar värden mellan l0 och 35 %. Förfarande för framställning av en rörformad preform (60) av termo- plastmaterial enligt något av patentkraven l-3, k ä n n e t e c k - n a t därav, att materialet i ett antal områden, företrädesvis en- dast i ett centralt omrâde hos ett rör (50), genom sträckning i rörets axiella riktning erhåller en väsentligt reducerad material- tjocklek, vid polyetylentereftalat minst ca 3 gångers reducering, l0 l5 20 25 30 79nso43-1- 18 varvid materialet orienteras huvudsakligen i resp blivande pre- forms (60 a,b) axelriktning, att materialet i de orienterade områdena (5l,54) uppvärms till en temperatur ovanför glasomvand- lingstemperaturen (TG) och expanderas i rörets radiella riktning till anliggning mot formväggar (57 a,b) för bildande av resp pre- forms (60 a,b) mynningsdel (62 a,b) med anslutande halspartier (63 a,b), varefter materialet avkyls till en temperatur under- stigande glasomvandlingstemperaturen (TG), att röret avkapas för att bilda ett antal rördelar var och en med en enligt ovan formad mynningsdel i sin ena ände och att resp rördels andra ände före eller efter avkapningen enligt något i och för sig känt förfarande omformas för bildandet av resp preforms tillslutning (Gl a,b). Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att vid materialets radiella expansion bildas två mot varandra vända mynningsdelar (52 a,b) med anslutande halspartier hos två blivande preformar (60) och att röret efter avkylning till en temperatur under glasomvandlingstemperaturen (TG) avskärs i övergången mellan de båda blivande mynningsdelarna för bildandet av två separata ämnesdelar, vilka efter eventuell efterbehandling för att få behövliga förslut- ningsytor i sina mynningsdelar var och en bildar en rörformad pre- form (60). Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att materialet i det eller de för axiell sträckning avsedda områdena uppvärms till en temperatur ovanför glasomvandlingstempera- turen (TG) före materialets sträckning i rörets axelriktning. Förfarande enligt patentkraven 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t _ därav, att materialet i det eller de för axiell sträckning avsedda områdena uppvärms före materialets sträckning till en temperatur ovan- för glasomvandlingstemperaturen (TG) och att materialets sträckning i rörets axelriktning och radiella expansion för bildandet av resp pre- forms blivande mynningsdel sker i huvudsak samtidigt alternativt att den radiella expansionen påbörjas före den axiella sträckningen. 10 15 20 25 30 10. ll. 12. 7905043-1 |~_' id: Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att materialet i det eller de för axiell sträckning avsedda områdena före sträckningen har en utgångstemperatur väl understigande materialets glasomvandlingstemperatur (TG), företrädesvis rumstempera- tur, och att vid sträckningen materialet bringas till flytning i åt- minstone en ringformad zon, som förflyttar sig i rörets axiella rikt- ning under samtidig väsentlig reduktion av rörväggens tjocklek. Förfarande enligt något av patentkraven 4, 6, 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att i det eller de för axiell sträckning avsedda områdena har ett eller flera ringformade områden en temperatur över- stigande temperaturen hos det intilliggande materialet med 3~20° C, företrädesvis l0-l5° C, alternativt utsätts materialet i de ring- formade områdena för yttre tryck varigenom vid den axiella sträck- ningen materialets flytning börjar i området resp i områdena med förhöjd temperatur resp i de trycksatta områdena. Förfarande enligt något av patentkraven 4-9, k ä n n e t e c k n a t därav, att vid den radiella expansionen av materialet i området (5l,54) med reducerad materialtjocklek bildas halspartier (63 b) vilkas sträck- ning i materialets perifeririktning överstiger 2 gånger. Förfarande enligt något av patentkraven 4-9, k ä n n e t e c k n a t därav, att detsamma tillämpas på termoplast av typ polyester eller polyamid t ex polyetylentereftalat, polyhexametylen-adipamid, poly- caprolactam, polyhexametylen-sebacamid, polyetylen-2,6- och l,5-naf- talat, polytetrametylen-l,2-dioxybensoat och copolymerer av etylen- tereftalat, etylenisoftalat och andra liknande polymerplaster. Anordning för åstadkommande av ett förfarande enligt något av patent- kraven 4-ll, med två från varandra skilda uppsättningar fixerings- organ (20 a,b, Zl a,b) för fixering av var sin ände av ett rör (50), k ä n n e t e c k n a d därav, att de båda uppsättningarna fixe- ringsorgan medelst drivorgan (24) är rörliga från varandra för sträck- ning av.material i röret under bildande av ett eller flera material- områden (5l) med reducerad materialtjocklek, att en blåsdorn (27) och 10 15 13. 7905043-1 20 en form (57,59) samverkar med de båda uppsättningarna fixeringsorgan (20,2l) för expansion av material i omrâdet med reducerad väggtjock- lek mot formens formväggar för bildandet av en mynningsdel (52) och intilliggande halspartier hos den blivande preformen, att organ (58) är anordnade för avskiljning av den blivande mynningsdelen (52) från intilliggande ovidkommande materialpartier eller en intilliggande blivande mynningsdel hos ytterligare en blivande preform och att i och för sig kända organ är anordnade för uppvärmning av material till en temperatur över glasomvandlingstemperaturen (TG) och för omfördelning av det uppvärmda materialet för tillslutning av den blivande preformen i änden motsatt mynningsdelen. Anordning enligt patentkrav 12, k ä n n ett e c k n,a d därav, att organ (29) är anordnade för uppvärmning till en temperatur översti- gande glasomvandlingstemperaturen (TG) av det för axiell sträckning avsedda materialet före materialets sträckning.