PT78957B

PT78957B - Method for manufacturing synthetic resin can bodies

Info

Publication number: PT78957B
Application number: PT78957A
Authority: PT
Inventors: Daichi Aoki
Original assignee: Nissei Asb Machine Co Ltd
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1986-06-18
Also published as: AU3085684A; FI842870A; NZ208970A; ZA845633B; JPS6025734A; GR81452B; FI842870A0; BR8403683A; DK354884A; CA1217911A; ES8504542A1; JPH0411374B2; EP0140719A1; KR850001069A; ES534529A0; EG16329A; DK354884D0; PT78957A

Description

Descrição da técnica anterior

ι

I

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I

}

| i Os recipientes em que uma tampa

I metálica é aplicada ao corpo do recipiente que ê feito

de resina sintética termoplástica são geralmente utilizados como recipientes para bombns ou para outros produtos semelhantes, Os recipientes do tipo anteriormente referido foram experimentados tendo em vista a sua utilização como recipientes para sumos de fruta, bebidas gaseificadas, saké, cerveja, etc.

Uma vez que os corpos dos reci| pientes convencionais feitos de resina sintética são obtidos por moldagem a vácuo de uma película, verificam-se

grandes perdas de material e, em termos de permeabilidade aos gases, uma película não pode ser utilizada como recipiente sem que seja submetida a modificações. Em consequência disso têm sido feitas tentativas para resolver o problema da permeabilidade aos gases através da utilização de películas de tereftalato de polietileno. No entanto

| esta solução apresenta inconvenientes na medida em que a

capacidade de moldagem deste material é fraca e o seu custo é elevado.

Por outro lado, no âmbito de reci pientes tais como as garrafas, procedeu-se com êxito ao

| aperfeiçoamento do processo de moldagem por sopragem com

expansão com o objectivo de se fazer baixar o peso dos recipientes, aumentar a sua resistência ao choque e reduzir os custos de produção. As garrafas formadas por resinas termoplásticas tais como o tereftalato de polietileno, o cloreto de vinilo, etc., conseguiram atingir satisfatoriamente os seus objectivos, sendo utilizados como recipientes destinados a cumprir diversas finalidades. Especialmente as garrafas que são obtidas através da moldagem por sopragem com expansão do tereftalato de polietileno são excelen tes no que respeita à permeabilidade aos gases graças à orientação biaxial e apresentam uma boa rigidez, pelo que são actualmente largamente utilizadas como recipientes para sumos de fruta, saké, cerveja e outros produtos semelhantes para além das bebidas gaseificadas.

Estes recipientes obtidos através de moldagem por sopragem com expansão são moldados de maneira a que, durante o processo de moldagem, o esboço, que foi obtido por extrusão ou moldado por injecção, é mantido preso agarrado pela zona da boca, que é geralmente designada por zona do gargalo, não podendo a referida zona, por onde se mantém preso o esboço, ser expandida de maneira a transformar-se numa zona de parede fina. Por conseguinte a zona da boca do esboço é apenas extrudida ou moldada por injecção mas não orientada perdendo deste modo caracteristicas de resistência, constituindo uma zona de parede espessa e dura. Deste modo se o bordo periférico de uma tampa metálica colocada sobre a zona da boca do recipiente for enrolado e ligado por meio de uma bainha à aba que se acha situada em torno da boca do recipiente, de modo semelhante ao caso do corpo de um recipiente metálico, a aba fractura-se pela zona onde é dobrada tornando-se muito dificil a obtenção de uma bainha perfeita.

lio entanto as paredes do corpo de um recipiente que tenha sido suficientemente expandido podem resistir bem aos esforços de dobragem e podem dobrar de maneira semelhante à de uma folha metálica. Neste caso, se uma aba situada em torno da zona da boca do recipiente for submetida a uma orientação biaxial através de quaisquer meios, ou se a aba for formada por uma parte biaxialmente orientada, já se torna possível ligar a tampa metálica à aba submetendo-as a uma operação de enrolamento que vai

fazer com que estas fiquem ligadas uma à outra por meio de uma bainha. Nestas circunstâncias a partir de um esboço molda-se por sopragem com expansão um elemento intermédio eà forma de garrafa, depois separa-se por meio de corte o corpo do elemento intermédio da restante parte do referido elemento intermédio, na periferia de uma parte aberta forma-se uma aba biaxialmente orientada, obtendo-se assim um recipiente feito de resina sintética e em cujo corpo pode ser aplicada uma tampa metálica que é enrolada juntamente com a aba do corpo do recipiente de maneira a determinar a formação de uma bainha de ligação entre a tampa e o corpo do recipiente.

Quando o elemento intermédio é cortado de maneira a fazer com que o corpo se separa da restante parte existe a desvantagem de se verificarem grandes perdas de material utilizado na formação do referido elemento intermédio. Á razão de ser deste fenómeno consiste no facto de o anteriormente referido corpo do recipiente ser formado pela metade inferior do elemento intermédio, sendo as restantes partes do elemento intermédio lançadas fora sob a forma de desperdícios uma vez que não são aproveitadas na formação do recipiente.

Esta perda de material pode ser evitada moldando-se o elemento intermédio de maneira a que este fique com um comprimento superior ao de uma garrafa normal e, depois de se proceder à operação de corte, utilizando-se a parte superior do elemento intermédio como um recipiente tal como uma garrafa. No entanto, neste caso existe uma limitação no que respeita à forma do recipiente e a abertura formada no fundo do recipiente devido à opera, ção de corte terá que ser devidamente fechada. Por conseguinte ê de facto difícil utilizar como recipiente quaisquer outras partes que não sejam o próprio corpo do recipiente devido aos elevados custos.

SUMÁRIO DO INVERTO

O inventor do presente invento descobriu, como resultado da realização de vários e repeti dos estudos,que a melhor maneira de fabricar corpos de recipientes em resina sintética em condições economicamente vantajosas consistia em moldar por sopragem com expansão um elemento intermédio que apresentam uma forma em conformidade com o corpo do recipiente, formar uma parte estendida, cujo lado inferior serve de aba quando se efectua a moldagem do elemento intermédio, na parte superior do elemento intermédio, e aproveitar o material que é utilizado na parte superior do elemento intermédio que vai desde a parte estendida até à zona da boca do próprio elemento superior e que deverá ser em quantidade tão pequena quanto possível.

Portanto um dos objectivos do presente invento consiste em fabricar, utilizando um processo de moldagem por sopragem com expansão, um corpo de recipiente em resina sintética que seja económico, excelen te sob diversos aspectos, transparente, impermeável aos gases, fácil de se ligar por enrolamento a uma tampa metáli ca graças ao facto de apresentar uma rigidez moderada resultante da orientação biaxial, e mais eficaz como corpo de recipiente próprio para muitos tipos de líquidos do que um corpo de recipiente obtido por moldagem a vácuo de uma película.

A fim de conseguir alcançar os objectivos anteriormente referidos, este invento compreende as operações de moldagem de um esboço com um fundo e formado em resina termoplástica tal como, por exemplo, o terei, talato de polietileno, de moldagem por sopragem com expansão de um elemento intermédio em forma de garrafa no qual uma

extremidade superior do corpo se apresenta estendida ou projectada para fora a partir de pré-forma, e de corte do elemento intermédio pela referida parte estendida de maneira a formar-se um corpo de recipiente que apresenta pelo menos uma aba apontada numa direcção lateral que corresponde ao lado inferior da parte estendida e um corpo de recipiente no qual se encontram integralmente formados o referido corpo e um fundo.

0 anteriormente referido esboço do recipiente pode ser moldado por extrusão ou por moldagem por injecção de uma resina termoplástica como, por exemplo, o tereftalato de polietileno, o cloreto de vinilo, o policarbonato e o acrilonitrilo. No caso da moldagem por injecção a moldagem de um esboço com um fundo é muito fácil de realizar, mas no caso da moldagem _Por extrusão procede-se à moldagem de um esboço tubular e portanto torna-se necessário moldar prelininarmente um esboço com um fundo.

C esboço moldado, depois de

a sua temperatura ter sido ajustada para um valor adequado à moldagem por sopragem com expansão, é moldado por sopragem com expansão no interior de um molde de maneira a obter-se um elemento intermédio em forma de garrafa. A moldagem por sopragem com expansão do referido esboço é realizada mantendo o esboço preso pela zona da boca, sendo todas as outras partes, com excepção da zona da boca, expandidas axialmente por meio de um processo mecânico em que intervem uma baste expansora e expandidas radialmente por meio de ar sob pressão, de maneira a formar um elemento intermédio orientado biaxialmente e com a forma de garrafa.

0 elemento intermédio apresenta um corpo de paredes verticais e uma parte estendida concêntrica e formada a seguir à extremidade superior da parede do corpo do elemento intermédio. A obtenção do corpo do recipiente a partir do elemento intermédio pode ser facilmente levada a cabo cortando o lado inferior da parte estendida ao longo de uma linha circular. A parte estendida, que se projecta mais para fora do que a parte do corpo, é mais hiaxialmente orientada do que a parte do corpo incluindo o lado inferior que se acha situado na periferia da zona da boca do corpo e que se apresenta sob a forma de uma aba. No entanto, quando a extremidade do corpo que fica situada por debaixo da parte estendida ê dobrada para dentro e o lado inferior da parte estendida fica situado num plano horizontal e desenvolvendo-se de dentro para fora a partir da extremidade superior do corpo, não só aumenta a resistência da ligação entre a extremidade superior da parede do corpo e o lado inferior como também a gola reentrante formada na periferia da extremidade superior do corpo pode ser utilizada para receber a bainha de ligação entre uma tampa e o recipiente que se irá formar depois.

0 corpo de recipiente de resina sintética pode ser fabricado com reduzidos custos de produção reduzindo tanto quanto possível a quantidade de resina nas zonas que serão lançadas fora sob a forma de desperdícios. Uma vez que a parte que fica situada para o lado de cima da parte estendida do elemento intermédio é lançada fora sob a forma de desperdício depois de se ter realizado a operação de corte, namnento em que se procede ao controlo da temperatura do esboço de acordo com o presente invento a temperatura da parte que fica situada abaixo da zona da boca do esboço é ajustada de maneira a ficar com um valor superior ao das outras partes.

Quando o elemento intermédio é moldado por sopragem com expansão esta parte aquecida a uma temperatura mais elevada é expandida de maneira a que as paredes desta referida parte fiquem com uma espessura inferior ã das outras partes, em consequência do que se verifica uma redução na quantidade de resina utilizada na formação daquela referida parte expandida.

A operação de corte do elemento intermédio não precisa de ser feita imediatamente a seguir ao processo de moldagem por sopragem com expansão do referido elemento intermédio, podendo o elemento intermédio ser cortado de modo a formar o corpo do recipiente antes de se proceder ao enchimento do recipiente com o produto que nele irá ficar contido.

A anteriormente referida opera, ção de corte é executada colocando-se a aresta de corte de uma navalha, que so acha colocada na periferia do corpo, em contacto com o lado inferior da parte estendida do elemento intermédio e concentrando-se a força exterior sobre a aresta de corte da navalha. Deste modo as paredes laterais da parte estendida podem ser formadas de maneira a ficarem verticais, ho entanto estas paredes laterais devem ser, de preferência, formadas de maneira a assumirem a forma de fole, de maneira a que as paredes laterais da parte estendida se deformem e contraiam por acção da compressão exercida pela aresta de corte da navalha posta em contacto com o lado inferior da parte estendida, sendo o lado inferior cortado quando as paredes laterais se encontram na condição de dimensão reduzida.

A espessura das paredes de

um recipiente capaz de ser fabricado de acordo com o presente invento pode ser adequadamente escolhida de acordo com o produto destinado a ficar contido no recipien te, De preferência a parede do fundo é formada de maneira a apresentar uma espessura maior do que a das paredes das restantes partes do corpo do recipiente, a fim de se impedir o aparecimento de deformações. Quando é aplicada pressão no interior do recipiente o fundo é de preferência moldado de modo a apresentar uma forma resistente à pressão

0 método característieo do

presente invento pode ser levado a cabo através da utilização de uma bem conhecida máquina de moldagem por sopragem com expensão, por exemplo, a máquina de moldagem que é apresentada na memória descritiva da patente U.S.

No. 4.IO5.39I. No que respeita às condições de moldagem, podem-se utilizar as mesmas condições que são utilizadas quando se procede à moldagem de um recipiente orientado biaxialmente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Eig. 1 é uma vista em corte longitudinal de um esboço moldado por injecção com um molde para a zona do fundo e outro molde para a zona do gargalo;

a Eig. 2 é uma vista em corte longitudinal de um elemento intermédio moldado por sopragem com expansão e de um molde para a zona do gargalo;

a Fig. 3 Q uma vista em corte longitudinal do corpo de um recipiente obtido a partir do elemento intermédio do qual foi separada por meio de uma operação de corte uma parte estendida;

a Fig. 4 é uma vista parcial e em corte que representa o corte praticado na parte estendida;

a Fig. 5 é uma vista em alçado principal de um recipiente fabricado em resina sintética e no qual se encontra aplicada uma tampa que se acha ligada ao corpo do recipiente por intermédio de uma bainha;

a Fig. 6 é uma vista parcial

e em corte que representa a forma como o bordo periférico de uma tampa metálica e a aba do corpo do recipiente são enrolados de maneira a constituírem uma bainha de ligação; e

as Figs. 7 e 8 são vistas parciais e em corte que representam respectivamente a forma como se procede ao corte do lado inferior da parte estendida no caso em que as paredes laterais da parte estendida serem formadas de fianeira a poderem expan dir e contrair.

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DESCRIÇÃO DOS MODELOS DE REALIZAÇÃO PREFEREMCIAIS

Fig. 1:

Procede-se à injecção de tereftalato de polietileno no interior de um molde (A) de maneira a formar-se um esboço (l) dotado de fundo. 0 esboço (l) é transferido para uma secção de controlo da temperatura, sendo mantido preso na zona da boca (la) por meio do molde (2), utilizado para moldar a zona do gargalo do esboço, e introduzido no interior de um molde de controlo da temperatura, não representado, a fim de eliminar as diferenças de temperatura produzidas no momento da moldagem e de ajustar a temperatura do esboço até esta atingir um valor préprio para se poder proceder à moldagem por sopragem com expansão. Depois de se ter procedido, ao controlo da temperatura, a pré-forma (l) é transferida para uma secção de moldagem por sopragem com expansão mantendo-se a pré-forma ou esboço (l) preso pela zona da boca (la).

Fig. 2i

0 esboço (l), com excepção da zona | da boca (la) que se mantém presa pelo molde (2) utilizado

para moldar a zona do gargalo, é introduzido no interior de um molde de sopragem (B) que é constituido por um par de meios-moldes e que é preparado antecipadamente. Em seguida é introduzida uma haste expansora (3) no interior do esboço (l) pela parte superior do molde (2) da zona do gargalo, sendo depois o esboço axialmente expandido e radialmente expandido por acção da pressão do ar que é insuflado no seu interior, de fianeira a formar um elemento

intermédio (4) em forma de garrafa que ê formado juntamente com uma parte estendida (5) que apresenta a forma de um

ί círculo concêntrico situado na extremidade superior do ι corpo (4a) cuja secção transversal apresenta a forma de um | círculo. Neste momento, quando a extremidade superior da

parede do corpo que fica situada abaixo da parte estendida (5) é curvada para dentro da maneira como se encontra rei presentado na Figura e o lado inferior (5a) da parte esten' dida (5) se projecta de dentro para fora, a zona de ligação

I (6a) que fica situada entre a parede do corpo e o lado iaί ferior é mais expandida de maneira a aumentar a resistência, ! podendo uma gola reentrante (6) pouco funda que se amha í formada na periferia dessa zona ser utilizada para receber ί uma bainha que será oportunamente descrita.

0 fundo (7) β moldado de modo a apresentar uma forma resistente à pressão. Apesar de esta forma de construção resistente à pressão compreender uma parede periférica inclinada (7a) e um fundo em forma de abóbada (7h) com a face convexa virada para o lado de dentro, ê evidente que é possível utilizar outras formas construtivas.

A espessura da parede do corpo (4a) do elemento intermédio (4) moldado da maneira anteriormente referida é praticamente uniforme e se a essa parede for aplicada uma orientação biaxial o corpo mantém-se resistente apesar de as suas paredes apresentarem uma espessura de 0,25 a 0,40 mm e aumenta a sua resistência à dobragem. Particularmente, uma vez que a parte estendida (5) é mais expandida do que a parte do corpo (4a), a parte estendida não rompe mesmo que seja dobrada.

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Quando se procede à operação de moldagem do elemento intermédio (4), ou a espessura da parede de uma parte (5b) situada entre a zona da boca (la) e a parte superior da parte estendida (5) ® maior do que a das outras partes, ou a parede da parte (5b) é feita de maneira a que a sua espessura seja menor do que a das restantes partes de maneira a reduzir a quantidade de resina, sendo a temperatura da zona do esboço (l) que fica situada abaixo da zona da boca do esboço regulada, no momento em que se procede ao controlo da temperatura do esboço, de maneira a ficar com um valor mais elevado (acima de 100°0) do que o da temperatura (90 a 95°θ) d.e outras zonas. Esta zona de temperatura elevada tem tendência a expandir-se mais do que as outras zonas quando o elemento intermédio (4) é moldado por sopragem com expansão e fica com uma espessura mais baixa do que a das outras zonas sujeitas a uma orientação biaxial, indo portanto a quantidade de resina utilizada nesta zona sofrer também uma redução.

Figs. 3 e 4:

| Depois de o elemento intermédio (4)

ter sido libertado do molde de sopragem (Β), o elemento intermédio (4) é cortado pela zona da parte estendida (5)·

Este corte é executado retirando-se o elemento intermédio (4) do molde (2) do gargalo, introduzindo-se o elemento intermédio nufia navalha de corte (12) e colocando-se o

} bordo (12a), que se acha situado à volta do corpo, em contacto com o lado inferior (5a). 0 corte é efectuado na

parte exterior do lado inferior (5a) da parte estendida (5), conforme se encontra representado na Fig. 4, e, quando se procede ao corte, o elemento intermédio (4) transforma-se num corpo de recipiente (9) que apresenta uma aba lateral (8) situada na extremidade superior da zona do corpo (4a).

0 corpo de recipiente (9) moldado desta maneira é obtido submetendo-se uma parte que vai desde a extremidade da aba (8) até ao fundo (7) a uma orientação biaxiàl, e é transparente. A aba (8) pode suportar suficientemente bem os esforços de dobragem a que é subme tida durante o enrolamento. A parte saliente (5), que foi separada do corpo do recipiente por meio de corte, pode voltar a ser utilizada como material de moldagem.

No modelo de realização que se acaba de descrever, o fundo (7) é moldado de maneira a ficar com uma forma resistente à pressão. No entanto, no caso de o recipiente ser utilizado em condições em que a pressão interna não necessita de ser tom ada em consideração, o fundo (7) pode ser moldado de maneira a ficar com uma forma semelhante à do fundo das garrafas de resina sintética normais ou de outros recipientes semelhantes.

No caso dos recipientes destinados a guardar produtos tais como sumos de fruta, que precisam de ser aquecidos e cheios, depois de o elemento intermédio (4) ter sido moldado, é-lhe aplicado um tratamento térmico a fim de eliminar as tensões residuais provenientes da moldagem, de maneira que o corpo do recipiente (9) não fica termicamente deformado durante o aquecimento e o enchimento.

A Fig. 5 representa um recipiente (11) que se obtém enrolando a aba (8) do corpo do recipiente (9) juntamente com uma tampa metálica normal (10) que dispõe de um dispositivo de abertura. A obturação do corpo do recipiente (9) por meio da tampa metálica (lO) é efectuda dobrando-se um bordo periférico (lOa) da tampa metálica, que se acha aplicada sobre a aba, e a aba (8)

de uma maneira normal, e conforme se encontra representado na Fig. 6, depois de o recipiente ter sido cheio com o respectivo conteúdo.

Nos modelos de realização que se encontram representados nas Figs. 7 e 8, a parede lateral (5c) da parte estendida (5) θ formada de maneira a apresentar a configuração de um fole e é feita de maneira a poder expandir e contrair a fim de que o corte do lado inferior (5a) pela navalha (12) possa ser realizado de uma maneira suave e de que o desgaste da aresta de corte (12a) da navalha (12) possa ser tomnado mínimo.

Sobre a parede lateral (5c) em forma de fole vai exerxer-se a acção de uma força exterior aplicada à aresta de corte (12a) que é posta em contacto com o lado inferior (5a), indo então esta parede lateral contrair-se sob a acção dessa força exterior. À medida que a parede lateral (5c) se vai contraindo vai aumentando também a força de reacção oferecida por esta mesma parede lateral (5c), indo portanto a aresta de corte (12a) absorver esta força de reacção e penetrando no lado inferior (5a) de modo a empurrar e cortar o lado inferior (5a) num momento em que a parede lateral (5c) já não pode contrair-se muito mais.

Consequentemente o lado inferior (5a) é cortado antes de a aresta de corte (12a) entrar em contacto com um elemento receptor (13) colocado defronte da aresta de corte (12a), e a navalha de corte (12) entra em contacto com a parede lateral (5c) que se acha contraída e que assim vai impedir que a navalha (12) avance mais. Em resultado disso o corte do lado inferior (5a), realizado pela aresta de corte (12a), é sempre efectuado de uma maneira suave e o desgaste da aresta de corte (12a) é tornado mínimo.

Conforme foi anteriormente descrito, o corpo do recipiente fabricado de acordo com o presente invento é totalmente submetido a uma orientação biaxial, o corpo do recipiente é excelente no que respeita à resistência à pressão, à impermeabilidade aos gases, à transparência, à resistência ao calor, etc. Além disso a quantidade de resina que é utilizada na zona que fica situada acima da parte estendida e que deverá ser separada do corpo do recipiente por meio de corte, poderá ser aproveitada, fazendo com que as perdas de material sejam menores. Além disso, uma vez que a aba também é submetida a uma orientação semelhante àquela a que foi submetido o corpo do recipiente, o enrolamento com a tampa metálica pode ser realizado de uma maneira eficaz e, mesmo no caso de o corpo do recipiente ser feito de resina sintética, pode fazer-se uma ligação perfeita por meio de bainha.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

ia. - Método para fabricar recipientes em resina sintética, caracterizado por compreender a moldagem de um esboço com um fundo constituído por resina termoplástica, tal como o tereflato de polietileno, por meio de moldagem por injecção ou extrusão a enformação do referido esboço que é feita imediatamente a seguir e que este vá constituir um corpo intermédio do tipo garrafa orientado bi axialmente, que apresenta uma parte estendida com a forma de um círculo concêntrico que se forma na extremidade superior do corpo devido ao facto de esta ser expandida mais para fora do referido corpo usando um molde de sopragem e uma haste expansora que foram previamente preparados, o cor te do referido elemento intermédio pelo lado inferior da re ferida parte estendida, e a obtenção de um recipiente em que o fundo e o corpo constituem uma sé peça e apresentam pelo menos uma aba orientada biaxialmente que se projecta lateralmente e se encontra situada junto ao referido lado inferior no bordo periférico aberto do referido corpo.
2&. - Método para fabricar recipientes em resina sintética de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na moldagem por sopragem com expansão do referido elemento intermédio a extremidade superior do referido corpo ser dobrada para dentro e ligada ao lado inferior da referida parte estendida a fim de se aumentar a resistência da zona de ligação entre a parede do corpo e o referido lado inferior, formando-se na extremidade superior do corpo uma gola reentrante pouco profunda onde se irá alojar a ba 4nha de ligação entre o corpo do recipiente e uma tampa.

30. - Método para fabricar recipientes

em resina sintética de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na moldagem por sopragem com expansão do referido elemento intermédio as paredes laterais da referida

parte estendida serem moldadas de maneira a poderem expan-19dir e contrair.
4®. - Método para fabricar recipientes em resina sintética de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na moldagem por sopragem com expansão do referido elemento intermédio a parte que fica situada abaixo da zona da boca do esboço e que vai formar a parte superior da referida parte estendida ser aquecida a uma temperatura mais elevada do que a das restantes partes de maneira a fazer com que, quando se procede à moldagem do elemento inter médio, a parte superior da parte estendida seja formada de modo a apresentar uma parede fina a fim de se reduzir a quantidade de resina utilizada na constituição da referida parte superior.