BE1021612B1

BE1021612B1 - Houder voor een vloeibaar product en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke houder.

Info

Publication number: BE1021612B1
Application number: BE2013/0026A
Authority: BE
Original assignee: CARDIFF GROUP,naamloze vennootschap
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2015-12-18
Also published as: US20150360410A1; EP2945792A1; AU2014207254A1; ZA201504121B; MX2015008162A; WO2014110633A1; CN104918766A; BR112015014666A2; EP2945792B1; JP2016502947A; PL2945792T3; CA2897531C; US10155336B2; JP6268398B2; ES2633646T3; PT2945792T; MX359392B; RU2015125676A; RU2619029C2; CA2897531A1

Abstract

Houder voor een vloeibaar product en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke houder. Werkwijze voor het vormen, door blaasvormen, van een houder (1) met een wand (3), waarbij een voorvorm geduwd wordt tegen een eerste en tweede matrijsdeel (10,11) ter vorming van een tussenvorm, waarin het tweede matrijsdeel (11) wordt bewogen met meename van de tussenvorm om een rand (5) te vormen tussen het eerste en tweede matrijsdeel (10,11), waarbij de matrijsdelen (10, 11) zodanig zijn dat de rand (5) een eerste en tweede randdeel (13, 14) omvat, waarvan het tweede (14) dichter bij de wand (3) ligt dan het eerste, waarvan het eerste (13) een hoek (a) maakt met de bewegingsrichting van het tweede matrijsdeel (11) en waarvan het tweede (14) daarmee een grotere hoek (|3) maakt. Figuur 6

Description

Houder voor een vloeibaar product en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke houder.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een houder voor een vloeibaar product en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke houder.

Meer speciaal, heeft de uitvinding betrekking op een houder die door blaasvormen wordt vervaardigd en die een opstaande rand heeft ten opzichte van de wand van de houder, bijvoorbeeld om als voet te dienen voor de houder.

Een dergelijke houder kan bedoeld zijn voor een groot aantal verschillende producten. In het bijzonder betreft het hier een biervatje.

Een dergelijke houder kan op bekende wijze gemaakt worden door blaasvormen. Hierbij wordt, bijvoorbeeld door extrusie, een voorvorm gemaakt. Dit is een aan ééeen uiteinde gesloten huls van thermoplastisch materiaal, bijvoorbeeld polyethyleen, die zich op een temperatuur bevindt waarbij het materiaal plastisch is.

Deze voorvorm wordt door middel van perslucht tegen een gekoelde matrijs geblazen, waardoor een tussenvorm ontstaat, die al bij benadering de vorm en grootte van de uiteindelijke houder heeft, maar nog niet van een aantal details is voorzien.

Vrijwel onmiddellijk hierna, als het materiaal nog plastisch is, wordt een deel van de matrijs, ter plaatse van de positie die de onderkant van de houder zal worden, verschoven ten opzichte van een ander deel van de matrijs.

Hierdoor wordt het materiaal van de tussenvorm inwaarts geduwd, waardoor dit deel van de tussenvorm vervormt tot de uiteindelijke gewenste vorm van de houder.

Hierbij zijn de delen van de matrijs zodanig van vorm dat er in de eindpositie van de beide delen een ruimte is tussen de beide delen, in welke ruimte de rand gevormd wordt.

Een dergelijke vervaardiging gebeurt over het algemeen in omgekeerde oriëntatie, wat wil zeggen dat de onderkant van de uiteindelijke houder uit de bovenkant van de voorvorm en tussenvorm gevormd wordt, aan de bovenkant van de inrichting waarin de houder vervaardigd wordt.

Bij het verschuiven ten opzichte van elkaar van de delen van de matrijs wordt een significante hoeveelheid materiaal van de wand van de tussenvorm naar binnen geduwd. Dit materiaal hoopt zich, als een ringvormige verdikking met een ongeveer druppelvormige doorsnede, op aan de binnenkant van de wand, nabij de overgang tussen de rand en de wand.

Hierbij kan vlak naast deze verdikking ook een insnoering optreden.

Een nadeel van de op deze manier gevormde houders is dat ter plaatse van de overgang tussen de rand en de wand van de houder, een zwakke plek ontstaat, waardoor later, bij gebruik, scheuren in de houder kunnen ontstaan.

Het is niet geheel duidelijk waardoor deze zwakke plek ontstaat, maar de volgende factoren zouden een rol kunnen spelen: • Er is een scherpe overgang tussen de verdikking en de wand, die als spanningsconcentrator werkt; • Een insnoering, als deze ontstaat, is vanzelfsprekend dunner en daardoor zwakker; • Door de stroming kunnen de polymeerketens van het thermoplastisch materiaal plaatselijk een voorkeursrichting krijgen die niet overeenkomt met de richting waarin de houder belast wordt tijdens gebruik; • In de verdikking verloopt de koeling van het thermoplastische materiaal veel trager dan in de wand, waardoor interne spanningen ontstaan in het materiaal; • Doordat de houders als het ware omgekeerd worden vervaardigd, loopt de zwaartekracht grotendeels gelijk met de stromingsrichting van het thermoplastische materiaal, waardoor de bovengenoemde effecten in grotere mate optreden.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een werkwijze voor het vormen van een houder voor een vloeibaar product door middel van blaasvormen, waarbij de houder een wand en een, integraal met de wand gevormde, buiten de wand stekende rand omvat, waarbij een thermoplastische voorvorm onder gasdruk naar buiten geduwd wordt tegen een eerste matrijsdeel en een tweede matrijsdeel ter vorming van een thermoplastische tussenvorm, waarin vervolgens het tweede matrijsdeel naar binnen wordt bewogen waardoor een deel van de tussenvorm door het tweede matrijsdeel naar binnen geduwd wordt om de rand te vormen in de ruimte tussen het eerste en het tweede matrijsdeel, waarbij het eerste matrijsdeel en het tweede matrijsdeel zodanig zijn van vorm dat de gevormde rand een eerste randdeel en een tweede randdeel omvat, waarbij het tweede randdeel dichter bij de wand ligt dan het eerste randdeel en het eerste randdeel een eerste hoek maakt met de richting waarin het tweede matrijsdeel bewogen wordt en het tweede randdeel een grotere hoek maakt met die richting.

Op deze manier wordt minimaal deels voorkomen dat een verzwakking van de wand optreedt op de plaats waar de rand aangebracht is.

Het thermoplastische materiaal dat gedurende de werkwijze uit de ruimte tussen beide matrijsdelen wordt geduwd wordt in de laatste fase van de beweging, door de vorm van de matrijs, in een meer horizontale richting gedwongen dan in de gekende technologie, waardoor dit materiaal over een groter deel van de wand wordt uitgespreid.

In voorkeurdragende varianten worden hierbij één of meer van de volgende maatregelen toegepast om het bovengenoemde effect in versterkte mate te verkrijgen: • Het eerste matrijsdeel en het tweede matrijsdeel zijn zodanig van vorm dat het eerste randdeel een hoek met de richting van de beweging van het tweede matrijsdeel maakt die groter is dan 10°. • Het eerste matrijsdeel en het tweede matrijsdeel zijn zodanig van vorm dat het tweede randdeel een hoek met de richting van de beweging van het tweede matrijsdeel maakt die groter is dan 80°. • Het eerste matrijsdeel en het tweede matrijsdeel zijn zodanig van vorm dat het tweede randdeel direct aansluit op de wand of via een derde randdeel, dat korter is dan het tweede randdeel, aansluit op de wand.

Het betreft in een voorkeurdragende variant een werkwijze voor het vormen van een dergelijke houder met een wand die ter plaatse van de rand een doorlopende wand is.

Dit wil dus zeggen dat de wand zich in tegenovergestelde richtingen vanaf de rand uitstrekt, zodat de rand niet een rand is die een opening in de houder begrenst.

In een verdere voorkeurdragende variant betreft de uitvinding een werkwijze voor het vormen van een dergelijke houder met een voet voor de houder, waarbij de voet gevormd wordt door de rand.

In een nog verdere voorkeurdragende variant betreft de uitvinding een werkwijze voor het vormen van een dergelijke houder voor een vloeistof die onder een overdruk van 1 bar of meer staat. Dat wil dus zeggen dat de houder bestand moet zijn tegen een overdruk van 1 bar en bij voorkeur van minimaal 5 bar

In voorkeurdragende varianten heeft de houder een lengteas, waarbij de richting van de beweging van het tweede matrijsdeel samenvalt met de richting van de lengteas.

De lengteas is de as waarvoor geldt dat haaks daarop de houder over een bepaalde afstand dezelfde doorsnede heeft. Dit is bij de meeste houders, zoals vaten, gezien in hun gebruikspositie, de verticale centrale as.

De uitvinding betreft tevens een houder voor een vloeibaar product, welke houder een wand voor het vormen van een opslagruimte voor het product en een integraal met de wand gevormde, buiten de wand stekende rand omvat, waarbij de houder een centrale lengteas heeft, waarbij de rand een eerste randdeel en een tweede randdeel omvat, waarbij het tweede randdeel dichter bij de wand ligt dan het eerste randdeel en het eerste randdeel een eerste hoek maakt met de lengteas en het tweede randdeel een grotere hoek maakt met de lengteas.

Hierbij is de houder vervaardigd door middel van blaasvormen, gebruik makend van een matrijs met ten minste een eerste matrijsdeel en een tweede matrijsdeel, waarbij het tweede matrijsdeel tijdens de vervaardiging beweegt waardoor de rand gevormd wordt in een ruimte tussen het eerste en het tweede matrijsdeel.

Een dergelijke houder is sterker dan een op een overeenkomstige manier vervaardigde houder met een rand zonder de betreffende randdelen, waardoor deze beter bestand is tegen druk en/of met minder materiaal gemaakt kan worden.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een houder volgens de uitvinding en een werkwijze volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :

Figuur 1 in doorsnede een traditionele houder voor vloeistof weergeeft; figuur 2 het met F2 aangeduide deel van figuur 1 op grotere schaal weergeeft; figuren 3 tot 5 opeenvolgende toestanden weergeven tijdens de vervaardiging van het in figuur 2 weergegeven deel van de houder van figuur 1;

Figuur 6 in doorsnede een houder voor vloeistof volgens de uitvinding weergeeft; figuur 7 het met F7 aangeduide deel van figuur 6 op grotere schaal weergeeft; en figuren 8 tot 10 opeenvolgende toestanden weergeven tijdens de vervaardiging van het in figuur 7 weergegeven deel van de houder van figuur 6.

De in figuren 1 en 2 weergegeven houder 1 is een vatje voor bier en is daarom bedoeld om tijdens gebruik onder een overdruk van circa 3 tot 5 bar te staan. De houder 1 heeft een verticale lengteas L en is, in doorsnede haaks op deze lengteas L, rond van vorm.

De houder 1 omvat een opslagruimte 2 voor vloeistof. Deze opslagruimte 2 wordt gevormd en begrensd door de wand 3 van de houder. De opslagruimte 2 is voorzien van een mond 4 aan de bovenzijde, waarop een tapinstallatie kan worden aangesloten.

De houder 1 is voorzien van een voet om de houder 1 stabiel op een ondergrond te plaatsen. Deze voet wordt gevormd door een rand 5, die schuin neerwaarts uitsteekt vanuit de wand 3, aan de onderzijde van de houder 1, onder een hoek van circa 90° met de wand en onder een hoek α van circa 30° met de lengteas L.

De wand 3 en de rand 5 zijn gemaakt uit polypropyleen en zijn integraal, dus uit één stuk, gevormd.

Als ongewenst gevolg van de vervaardiging heeft de houder 1, op de binnenzijde van de wand 3, nabij het punt waar de rand 5 uitsteekt buiten de wand 5, een verdikking 6. Naast deze verdikking 6 bevindt zich een insnoering 7. Het aanhechtingspunt van de rand 5 op de wand 3 blijkt in de praktijk het zwakste punt van de houder 1 te zijn.

Een dergelijke houder 1 wordt vervaardigd door middel van blaasvormen. Dit gebeurt in een oriëntatie en inrichting waarin de houder 1 met de mond 4 naar beneden en dus de voet naar boven, wordt vervaardigd.

Hiertoe wordt, op bekende wijze, door middel van een extruder, een huls van polypropyleen 8 vervaardigd die als voorvorm voor de houder 1 dient. Deze huls is op een zodanige temperatuur dat de polypropyleen 8 plastisch is. De gevormde huls wordt aan zijn bovenzijde dichtgeknepen, zodat deze alleen nog aan de onderzijde open is.

De huls wordt dan in een matrijs 9 gebracht en aan de onderzijde, met het deel dat de mond 4 zal vormen, rond een inlaatbuis van perslucht geduwd. Vervolgens wordt door het inbrengen van perslucht de huls tegen de matrijs 9 geduwd, zodat het polypropyleen 8 de vorm van de matrijs aanneemt. Deze situatie is weergegeven in figuur 3. De plastische massa polypropyleen 8 vormt hierbij een tussenvorm voor de vervaardiging van de houder 1.

Dit is het geval omdat de matrijs 9 een eerste matrijsdeel 10 en een tweede matrijsdeel 11 omvat, waarbij het tweede matrijsdeel 11 beweegbaar is ten opzichte van het eerste matrijsdeel 10 en het zich nog niet in de stand bevindt waarin het eerste matrijsdeel 10 en het tweede matrijsdeel 11 samen de gewenste vorm van de houder 1 definiëren.

Gelijktijdig of direct na het onder druk zetten van de huls wordt het tweede matrijsdeel 11 verticaal neerwaarts naar binnen, dat wil zeggen inwaarts naar de matrijsholte, geduwd. Hierbij zijn de matrijsdelen 10, 11 zodanig gevormd dat in de eindpositie van het tweede matrijsdeel 11, dat wil zeggen aan het einde van het bewegingspad daarvan, de gewenste vorm van de houder 1 verkregen wordt door de gezamenlijke matrijsdelen 10, 11. De positie van de matrijsdelen 11 en het polyproyleen 8 in deze eindpositie wordt getoond in figuur 5, waarbij figuur 4 een tussenpositie weergeeft.

Hierbij is, in de genoemde eindpositie, een ruimte 12 tussen het eerste matrijsdeel 10 en het tweede matrijsdeel 11 voorzien die overeenkomt met de gewenste vorm van de voet. Deze ruimte 12 wordt tijdens de beweging van het tweede matrijsdeel 11, zoals getoond in de opvolging van figuren 3,4 en 5, steeds kleiner, zodat een deel van het polypropyleen 8 in deze ruimte 12 eruit wordt geperst en de verdikking 6 aan de binnenzijde van de wand 3 vormt.

Door de stromingskarakteristieken van het polypropyleen 8, gecombineerd met de zwaartekracht, wordt tevens de insnoering 7 gevormd.

De matrijs 9 is gekoeld, zodat door contact tussen de matrijs 9 en het polypropyleen 8 dit laatste afkoelt en stolt.

Het genoemde eerste matrijsdeel 10 en tweede matrijsdeel 11 bestaan normaal gesproken elk uit een aantal subdelen, die voor wat betreft de huidige uitvinding onbesproken kunnen blijven. Zo is bijvoorbeeld, zoals welbekend in het vakgebied, het eerste matrijsdeel 10 zijdeling open te maken in minimaal twee subdelen, ten eerste om het polypropyleen 8 rond de inlaatbuis te duwen zodat het goed aansluit en tevens om de houder 1 na vervaardiging uit de matrijs 9 te kunnen nemen.

De houder 1 volgens de uitvinding, zoals getoond in figuren 6 en 7, verschilt op de volgende wijze van de bovenbeschreven houder 1.

De uitstekende rand 5 die de voet vormt bestaat in dit geval uit drie randdelen, te weten, van onder naar boven, een eerste randdeel 13, een tweede randdeel 14 en een derde randdeel 15.

Het eerste randdeel 13 loopt schuin neerwaarts weg van de wand van de houder 1, onder een hoek van circa 90° daarmee, en onder een hoek α van circa 30° met de lengteas L. Het tweede randdeel 14 loopt horizontaal, dus onder een hoek β met de lengteas L die groter is dan de eerder genoemde hoek α en meer bepaald 90° is in dit voorbeeld.

Het derde randdeel 15 is een zeer kort randdeel, met een niet-constante dikte, zodat een duidelijke hoek met de lengteas L niet kan worden gedefinieerd, noch belangrijk is. Dit derde randdeel 15 kan ook beschouwd worden als een overgangsdeel tussen het tweede randdeel 14 en de wand 3 .

Er is, ook in deze houder 1 volgens de uitvinding, een verdikking 16 van de wand 3 aan de binnenkant van de wand 3, op de plaats van de aanhechting van de rand 5. Deze verdikking 16 is echter minder dik en meer uitgespreid, vergeleken met de verdikkingen 6 bij de bekende houders 1. Tevens wordt deze verdikking 16 niet vergezeld van een insnoering.

De in figuren 6 en 7 weergegeven houder 1 heeft geen merkbare verzwakking op de plaats van de aanhechting van de rand 5 op de wand 3.

De vervaardigingswerkwijze van een houder 1 volgens de uitvinding, zoals weergegeven in figuren 8 tot 10, verschilt slechts van de bovenbeschreven werkwijze doordat de matrijsdelen 10, 11 een andere vorm hebben, overeenkomend met de gewenste vorm van de houder 1.

Hierbij blijkt dat door de veranderde stromingsrichting en stromingssnelheid van het polypropyleen 8 dat uit de ruimte tussen het eerste matrijsdeel 10 en het tweede matrijsdeel 11 wordt geduwd, gecombineerd met de zwaartekracht, de overmatige verdikking 6 en insnoering 7 van de bekende werkwijze niet optreedt, maar dat dit polypropyleen 8 zich relatief gelijkmatig uitspreidt.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een dergelijke werkwijze en houder kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies .

1. - Werkwijze voor het vormen van een houder (1) voor een vloeibaar product door middel van blaasvormen, waarbij de houder een wand (3) en een, integraal met de wand (3) gevormde, buiten de wand (3) stekende rand (5) omvat, waarbij een thermoplastische voorvorm onder gasdruk naar buiten geduwd wordt tegen een eerste matrijsdeel (10) en een tweede matrijsdeel (11) ter vorming van een thermoplastische tussenvorm, waarin vervolgens het tweede matrijsdeel (11) naar binnen wordt bewogen waardoor een deel van de tussenvorm door het tweede matrijsdeel (11) naar binnen geduwd wordt om de rand (5) te vormen in de ruimte (12) tussen het eerste matrijsdeel (10) en het tweede matrijsdeel (11), daardoor gekenmerkt dat het eerste matrijsdeel (10) en het tweede matrijsdeel (11) zodanig zijn van vorm dat de gevormde rand (5) een eerste randdeel (13) en een tweede randdeel (14) omvat, waarbij het tweede (14) randdeel dichter bij de wand (3) ligt dan het eerste randdeel (13) en het eerste randdeel (13) een eerste hoek (a) maakt met de richting waarin van het tweede matrijsdeel (11) bewogen wordt en het tweede randdeel (14) een grotere hoek (ß) maakt met die richting.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de wand (3) ter plaatse van de rand (5) een doorlopende wand (3) is.
3. - Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het eerste matrijsdeel (10) en het tweede matrijsdeel (11) zodanig van vorm zijn dat het eerste randdeel (13) een hoek (a) met de richting van de beweging van het tweede matrijsdeel (11) maakt die groter is dan 10°.
4. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het eerste matrijsdeel (10) en het tweede matrijsdeel (11) zodanig van vorm zijn dat het tweede randdeel (14) een hoek (ß) met de richting van de beweging van het tweede matrijsdeel (11) maakt die groter is dan 80°.
5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het eerste matrijsdeel (10) en het tweede matrijsdeel (11) zodanig van vorm zijn dat het tweede randdeel (14) direct aansluit op de wand (3) of via een derde randdeel (15) dat korter is dan het tweede randdeel (14) dat aansluit op de wand (3).
6. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een werkwijze is voor het vormen van een houder (1) voor een vloeistof met een voet voor de houder, waarbij de voet gevormd wordt door de rand (5) .
7. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een werkwijze is voor het vormen van een houder (1) voor een vloeistof die onder een overdruk van 1 bar of meer staat.
8. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) een lengteas (L) heeft waarbij de richting van de beweging van het tweede matrijsdeel (11) samenvalt met de richting van de lengteas (L) .
9. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de beweging van het tweede matrijsdeel (11) hoofdzakelijk of volledig verticaal is.
10. - Houder (1) voor een vloeibaar product, welke houder (1) een wand (3) voor het vormen van een opslagruimte (2) voor het product en een integraal met de wand (3) gevormde, buiten de wand (3) stekende rand (5) omvat, waarbij de houder (1) vervaardigd is door middel van blaasvormen, gebruik makend van een matrijs (9) met ten minste een eerste matrijsdeel (10) en een tweede matrijsdeel (11) , waarbij het tweede matrijsdeel (11) tijdens de vervaardiging beweegt waardoor de rand (5) gevormd wordt in een ruimte (12) tussen het eerste matrijsdeel (10) en het tweede matrijsdeel (11), waarbij de houder (1) een centrale lengteas (L) heeft, daardoor gekenmerkt dat de rand (5) een eerste randdeel (13) en een tweede randdeel (14) omvat, waarbij het tweede randdeel (14) dichter bij de wand ligt dan het eerste randdeel (13) en het eerste randdeel (13) een eerste hoek (a) maakt met de lengteas (L) en het tweede randdeel (14) een grotere hoek (ß) maakt met de lengteas (L) .
11. - Houder volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de wand (3) zich aan beide zijden van de rand (5) uitstrekt.
12. - Houder volgens conclusie 10 of 11, daardoor gekenmerkt dat het eerste randdeel (13) een hoek (a) met de lengteas (L) maakt die groter is dan 10°.
13. - Houder volgens één van de conclusies 10 tot 12, daardoor gekenmerkt dat het tweede randdeel (14) een hoek (ß) met de lengteas (L) maakt die groter is dan 80°.
14. - Houder volgens één van de conclusies 10 tot 13, daardoor gekenmerkt dat het tweede randdeel (14) direct aansluit op de wand (3) of via een derde randdeel (15) dat korter is dan het tweede randdeel (14) aansluit op de wand.
15. - Houder volgens één van de conclusies 10 tot 14, daardoor gekenmerkt dat de rand (5) een voet of een kraag voor de houder (1) vormt.
16. - Houder volgens één van de conclusies 10 tot 15, daardoor gekenmerkt dat het een houder is voor een vloeistof die onder een overdruk van 1 bar of meer staat.