DK154616B - Beholder af termoplastisk materiale med i vaeggen indbyggede forstaerkninger, og fremgangsmaade til fremstilling af beholderen. - Google Patents

Description

i

DK 154616 B

Opfindelsen angår en beholder af termoplastisk materiale med i væggen indbyggede forstærkninger, hvilken beholder er dannet ved formning af et emne af i hovedsagen amorft materiale og efterfølgende formblæsning af emnet under biaksial stræk-5 ning ved en temperatur over glasovergangstemperaturen.

Plastmaterialet, hvoraf beholderen består, er af den type, der ved hurtig afkøling fra smeltetemperatur danner et ved normal temperatur stabilt amorft materiale, som kan orienteres ved strækning, og som begynder at krystallisere ved 10 opvarmning over en vis temperatur. Endvidere angår opfin delsen en fremgangsmåde til fremstilling af en sådan beholder, hvorved et emne af i hovedsagen amorft materiale ved en temperatur over glasovergangstemperaturen formblæses under biaksial strækning til en beholder, der samti-15 dig forsynes med indre forstærkninger.

Fra USA patentskrift nr. 4 024 975 er det kendt at fremstille en beholder med forstærkninger på beholderens inderside således at beholderen får en for etikettering egnet yderside. Til fremstillingen anvendes to blæseproces-20 ser, nemlig en første blæseproces hvortil der anvendes en form, der er udstyret med et spor, hvorved der dannes et præformet emne med udvendige ribber eller kamme, og en anden blæseproces, der sker i en form med glatte indvendige flader, hvorved kammene forskydes til indersiden af 25 beholderen. Denne fremgangsmåde er både bekostelig og om stændelig og kræver to forme i stedet for kun'én form og dermed også to opvarmninger. Endvidere kan man ved denne fremgangsmåde ikke opnå, at materialet i kammene eller forstærkningerne får en anden og større densitet end ma-30 terialet i de øvrige dele af den fremstillede beholder.

Kammene danner der for kun materiale forstærkninger ved hjælp af øget volumen men af materiale med samme styrkeegenskaber som det omgivende materiale. Desuden kan der kun arbejdes med koncentriske forstærkninger, som i nogle tilfælde 35 vil medføre en uønsket bælgeffekt.

DK 154616 B

2

Navnlig ved beholdere til opbevaring af væske under tryk, f. eks. kulsyreholdige drikke, er en volumenændring mellem den tilstand hvori der er tryk indvendigt i beholderen og den tilstand hvori der ikke er et indvendigt tryk, 5 lidet ønskelig.

Opfindelsens formål er at tilvejebringe en beholder af den ovennævnte art, som har forbedrede styrkeegenskaber, og hvori der foruden koncentriske forstærkninger kan være udformet forstærkninger i andre konfigurationer, f.

10 eks. et rudemønster af hinanden skærende forstærkninger eller et mønster af med beholderens akse parallelle forstærkninger. Formålet er endvidere at angive en fremgangsmåde til fremstilling af en sådan beholder, hvorved forstærkningerne kan frembringes på ganske enkel måde og i 15 alle ønskede konfigurationer.

Det anførte formål opnås med beholderen ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del anførte, og mere specifikt ved fremgangsmåden i-følge opfindelsen, som er ejendommelig ved det i krav 4's 20 kendetegnende del anførte.

I beholderen ifølge opfindelsen er forstærkningerne dannet inden i beholdermaterialet og har som regel form af fra beholdervæggen udstående kamme. Dette sammen med muligheden af vilkårlige konfigurationer af forstærkningerne gi-25 ver beholderen stærkt forbedrede styrkeegenskaber i for hold til de kendte beholdere af denne art. '

Den særlige behandling af emnet i lokalt afgrænsede områder forud for formblæsningen ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen medfører, at man ikke blot undgår en sær-30 skilt udformning af forstærkninqskammene i et specielt trin af fremstillingen, men at forstærkningerne kan gives en mangfoldighed af forskellige konfigurationer, f.

DK 154616 B

3 eks. som net eller bånd eller som mønstre af forstærkninger parallelle med beholderens akse.

Ifølge opfindelsen kan det lokalt afgrænsede mekaniske tryk frembringes ved prægning af emnet. Ued behandling 5 med tryk reduceres emnets vægtykkelse lokalt med 10 - 60/i, fortrinsvis med 25-35%. Dertil kan f. eks. anvendes en trykrulle.

Varmebehandlingen kan foretages ved lokalt afgrænset bestråling med infrarødt lys eller med lys, der har en bøl-10 gelængde under 320 nm. Fortrinsvis skal lysets bølgelæng de være på 310 nm eller 280 - 285 nm. Varmebehandlingen kan også ske ved varmeledning, f. eks. ved at et varmelegeme med lokalt udragende dele bringes i kontakt med emnet.

15 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen bringes emnet f.

eks. til at rotere synkront med organer til den lokalt afgrænsede behandling. Behandlingen kan derved valgfrit ske på indersiden og/eller på ydersiden af emnet.

Meget væsentligt for den beskrevne fremgangsmåde er det 20 rigtige valg af materiale blandt termoplastiske materia ler med høj smeltetemperatur. Det er hensigtsmæssigt, at emnet består af polyester eller polyamid eller andet lignende polymerplast, og at formningen af emnet til en færdig beholder sker under smeltetemperaturen ved en tempera-25 tur, der overstiger glasovergangstemperaturen.

Ifølge opfindelsen bibringes emnet af amorft materiale indenfor visse områder større styrke ved, at krystallisationen øges indenfor disse områder. Den større styrke hænger sammen med forøgelsen af materialets densitet. 1

Mellem krystallisation og densitet er der følgende rela tion:

DK 154616 B

4 g __?__S amorft 100 «fkryst - ^amorft «fkryst -J3amorft hvor = krystallisationen i procent S = densiteten ved den faktiske krystallisation ^kryst = <^ens;*-teten ved 100% krystallisation 5 %o ~ = densiteten ved amorf tilstand.

''amorf

Ved orientering af materialet f. eks. ved biaksial strækning ved formblæsning af beholderen opnås en forøgelse af desiteten, hvis størrelse bestemmes af stræknings forholdet. Det orienterede materiale har større styrke end 10 det ikke orienterede.

Ved fremstillingen af beholdere af de foran anførte materialer vælges dimensionerne af det præformede emne henholdsvis af beholderen således, at størstedelen af materialet i det præformede emne ved den efterfølgende form-15 blæsning strækkes biaksialt mere end 1,5 gange, fortrins vis ca. 3 gange.

Det præformede emne ifølge foranstående opvarmes til en temperatur noget over glasovergangstemperaturen og form-blæses derefter således, at emnet ekspanderer, indtil det 20 berører formens vægge. De ubehandlede dele af emnets væg ge strækkes derved lettere end de behandlede, hvorfor der på den formede beholder opstår tyndere og tykkere vægpartier. De tykkere vægpartier danner forstærkninger og øger den formblæste beholders styrke og formstabilitet.

25 Ved den mekaniske trykpåvirkning af det præformede emne svarer et forholdsvis lavt trykspor i materialet til tykkere vægpartier på den færdige beholder. Den side, hvori det præformede emne har en fordybning, vil i princippet

DK 154616 B

5 komme til at rage udenfor den omgivende flade, ligesom den modsatte side. Men i de fleste tilfælde hindrer den form, hvori formblæsningen sker, at den færdige beholder får vægpartier, hvis yderside markant rager udenfor de 5 omgivende områder. De tykkere vægpartier medfører så i stedet udbugtninger på den færdige beholders inderside.

Et forholdsvis dybt trykspor i det præformede emne som følge af en mere dybtgående trykpåvirkning modsvares som regel også af tykkere vægpartier på beholderen. Den side, 10 hvori det præformede emne har en fordybning, får i den færdige beholder principielt også en fordybning, medens væggens modsatte side principielt rager udenfor de omgivende områder. Men ovennævnte påvirkninger fra formen, hvori beholderen formblæses, forekommer naturligvis også 15 i dette tilfælde.

En beholder, der er fremstillet på den foran beskrevne måde vil således omfatte vægpartier med bedre styrke-egenskaber end de omgivende vægpartier, og de er som regel tykkere end disse. De udgør en form for armering af 20 beholderen og giver denne større modstandskraft mod de formation end tilfældet er ved beholdere med homogent vægmateriale. Forstærkningerne kan f. eks. have form som ringformede bånd, eller som kvadratnet, der helt eller delvist dækker beholderen. De kan valgfrit findes på y-25 dersiden eller indersiden af beholderen eller være gen nemgående, omfattende hele vægtykkelsen.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et præformet emne, der er præget med fordyb-30 ninger i væggene, fig. 2 og 3 viser i større målestok områder med en fordybning ,

DK 154616 B

6 fig. 4 viser en færdigformet beholder ifølge opfindelsen, fremstillet ud fra et præformet emne ifølge fig. 1, fig. 5 og 6 viser i større målestok de forstærkede områder på beholderen ifølge fig. 4, 5 fig. 7 viser et præformet emne med vægpartier, der er på virket af varmetilførsel, fig. 8 og 9 viser i større målestok de varmepåvirkede vægpartier, fig. 10 viser en færdigformet beholder ifølge opfindelsen, 10 fremstillet ud fra et præformet emne ifølge fig. 7 og fig. 11 og 12 viser i større målestok de forstærkede områder på beholderen ifølge fig. 10.

I fig. 1 er vist et præformet emne 10 med i væggen ved prægning udformede forsænkninger 11, 12, der i fig. 2 og 15 3 er vist detaljeret, og hvoraf den ene 11 er forholdsvis dyb, medens den anden 12 er forholdsvis lav. Forsænkningernes geometriske form er i princippet uden betydning for slutresultatet. Således kan forsænkningerne f. eks. have plane sideflader med større eller mindre hældning 20 mod yderfladen. Også forsænkningernes bundflade kan være plan. Udseendet er selvsagt afhængigt af formen af det anvendte prægeværktøj. Det afgørende for fremgangsmåden i-følge opfindelsen er, at egenskaberne i materialet i emnets væg ændres i et i forvejen fastsat omfang ved meka-25 nisk påvirkning.

Ifølge fig. 1 og 2 findes den dybe forsænkning i ydersiden af emnets væg, medens den lave forsænkning findes i væggens inderside. Dette er dog valgt tilfældigt, og den dybe forsænkning kan ligeså vel findes i indersiden af 30 beholderens væg og på tilsvarende måde kan den lave for-

DK 154616B

7 sænkning ligeså vel Findes i ydersiden af emnet,.

Forsænkningerne er dannet ved, at det præforme«de emne er blevet bearbejdet med et mekanisk organ, f.eks. en rulle. Denne mekaniske påvirkning er fortrinsvis 5 udført, medens emnets materiale befinder sig under dets glasovergangstemperatur.

Fig. 4 viser i mindre målestok en ud fra det ;præformede emne 10 færdigfremstillet beholder 20. Det bemærkes, at på grund af den mindre målestok er volumenforandringerne 10 mellem emnet ifølge fig. 1 og den færdige behuolder iføl ge fig. 4 i virkeligheden større, end det fremgår af figurerne.

Emnets 10 dybe forsænkninger 11 modsvares i den færdige beholder af et forstærket område 13, jfr. fig. .5, hvori 15 materialet på væggens yderside p.g.a. anlægget .mod den ydre form under formblæsningen kun er lidt forsænket i forhold til det omgivende materiale, medens materialet på væggens inderside står højere end det omgivende materiale. Forsænkningen i væggens yderside antager gerne en 20 let bølgeform som vist i fig. 5. Ved emnets formning til den færdige beholder er således den dybe forsænkning, der i emnet dannede en ringformet forsybning, ændret således, at der på den færdige beholder kun lige kan anes en meget svag ujævnhed i beholdervæggens yderside, medens der på 25 væggens inderside findes en markant udbugtning. Sammen lignet med det omgivende materiale har det pågældende forstærkede parti altså en større vægtykkelse.

Den lave forsænkning 12 i emnets 10 væg modsvares i den færdige beholder 20 af et forstærket område 14, jfr,. fig.

30 6, hvori væggens yderside er helt plan og ikke viser nogen forandring i form af udbugtning eller fordybning, medens, der på væggens inderside findes en udbugtning, der bevirker, at vægtykkelsen i det pågældende område er større end vægtykkelsen i det omgivende område.

DK 154616 B

s

Ued omformningen af emnet er der således af tyndere væg-partier på emnet dannet tykkere vægpartier på den færdige beholder.

I fig. 7 er vist et præformet emne 30, som er blevet ud-5 sat for varmepåvirkning, f. eks. ved bestråling eller ved at en varm dorn, en varm ring eller et andet mekanisk organ er bragt i berøring mod de ønskede dele af emnet. I fig.

7 er vist to sådanne områder, hvoraf det ene 31 findes i ydersiden af emnets væg, medens det andet 32 findes i 10 indersiden af væggen. Fig. 8 og 9 viser de to områder 31 og 32 i større målestok. I praksis kan selvsagt et behandlet område og et ubehandlet område ikke afgrænses så skarpt overfor hinanden som vist på tegningen, idet varmeledning vil skabe en gradvis overgang mellem områderne.

15 Områdernes dybde vil afhænge af den tilførte effekt og energi.

Fig. 10 viser i mindre målestok en udfra emnet 30 ifølge fig. 7 færdigformet beholder 40. Forstærkede områder 33 genfindes i det område af den færdige beholder, der mod-20 svarer emnets varmebehandlede områder 31 og 32. Fig. 11 og 12 viser disse områder i større målestok, og det fremgår heraf, hvordan den færdige beholder har større vægtykkelse i disse områder. Ued at variere opvarmningen af materialet i emnets pågældende områder kan man variere behand-25 lingsdybden og den frembragte krystallisationsgrad og der med bestemme vægtykkelsen af den færdige beholders forstærkede områder.

Ued fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan forøgelsen af emnets krystallisation og/eller densitet drives så langt, 30 at de påvirkede materialeområder opnår en så stor forø gelse af deres styrkeegenskaber, at de ikke får nogen tilbøjelighed til strækning under færdig formningen af emnet.

På denne måde kan der således dannes beholdere med udprægede forstærkningsbånd eller andre ønskede forstærkende

Claims (10)

1. Beholder af termoplastisk materiale med i beholdenrvæg-gen indbyggede forstærkninger, og hvor plastmaterialet er 5 af den type, der ved hurtig afkøling fra smeltetemperatu- ren danner et ved normal temperatur stabilt amorft materiale, som kan orienteres ved strækning, og som begynder at krystallisere ved opvarmning over en vis temperatur, hvilken beholder er dannet ved formning af et emne af i hoved-10 sagen amorft materiale og efterfølgende formblæsning af emnet under biaksial strækning ved en temperatur over glasovergangstemperturen, kendetegnet ved, at beholderen (20,40) er udformet med forstærkninger (13,14,33, 34. bestående af vægpartier, hvori materialet har større 15 krystallisationsgrad og/eller større densitet end materia let i de vægpartier, der omgiver forstærkningerne.

2. Beholder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forstærkningerne (13,14,33,34) danner vægpartier med en tykkelse, der afviger fra tykkelsen af de vægpartier, 20 der omgiver forstærkningerne, og at forstærkningernes tyk kelse fortrinsvis er større end de omgivende områders vægtykkelse .

3. Beholder ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at materialet består af polyester eller 25 polyamid, f.eks. polyethylenterephthalat, polyhexamethy- lenadipamid, polycaprolactam, polyhexamethylensebacamid, poly(ethylen-2,6- eller -1,5-naphthalat) og copolymere af ethylenterephthalat og ethylenisophthalat.

4. Fremgangsmåde til fremstilling af en beholder af ;ter- 30 moplastisk materiale ifølge ethvert af foranstående krav, hvorved et emne af i hovedsagen amorft materiale ved en DK 154616 B temperatur over glasovergangstemperaturen formblæses under biaksial strækning til en beholder (20, 40), der samtidigt forsynes med indre forstærkninger, kendetegnet ved, at emnet (10, 30), forud for formblæsningen i 5 lokalt afgrænsede områder (11, 12, 31, 32) svarende til de ønskede beholderforstærkninger (13, 14, 33, 34) underkastes et mekanisk tryk eller en varmebehandling til frembringelse af forøget krystallisation og/eller densitet af det amorfe materiale og dermed større stivhed af beholder-10 materialet i de behandlede områder.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det mekaniske tryk i de lokalt afgrænsede områder frembringes ved prægning af emnet.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet 15 ved, at trykket reducerer emnets (10, 30) vægtykkelse i lokalt afgrænsede områder til 10 - 60%, fortrinsvis til 25 - 35% af den oprindelige tykkelse.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at varmebehandlingen i de lokalt afgrænsede områder 20 frembringes ved varmeledning fra et varmt organ, der f. eks. er udformet med lokalt afgrænsede, udragende dele til anlæg mod emnet (10, 30), eller lokalt afgrænset bestråling med infrarødt lys.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet 25 ved, at varmebehandlingen sker ved lokalt afgrænset be stråling med lys med en bølgelængde under 320 nm, fortrinsvis ca. 310 nm, alternativt ca. 280 - 285 nm.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at varmebehandlingen sker i et sådant omfang, 30 at materialets densitet kun øges i en del af dybden mel lem emnets yderside og inderside i det behandlede område. DK 154616 B

10· Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 4-9, kendetegnet ved, at emnet bringes til at rotere synkront med organer til den lokalt afgrænsede behandling af emnet, og/eller at en rulle rullers mod :em-net under tryk mod dettes materiale.