SE446386B - Preform av termoplastmaterial sammansatt av minst tva delpreformar - Google Patents

Description

15 20 25 30 446 386 I många tillämpningar är det därför ofta önskvärt att behållaren förses med ett lager av barriärmaterial som tillåter passage av gaser eller ljus endast i liten utsträckning. Det är tidigare känt att förse be- hâllaren med sådana lager genom ett antal olika tekniker. Exempel här- på är att pålägga skyddsskiktet hos den färdiga behållaren, att koextru- dera ett ämne där ett lager innehåller skyddsmaterial eller att pålägga ett inre eller yttre skyddsskikt hos preformen.

Användningen av skyddsskikt är i många tillämpningar nödvändig, varför .ett antal lösningar har utvecklats där skyddsskikt av erforderlig tjock- lek påläggs preformen före dess omformning till behållaren.

I de tillämpningar där skyddsskikt är anordnade som en beläggning av be- hållarens ytteryta har det visat sig att vid förvaring av kolsyrade drycker, koldioxid passerar genom behållarväggen, och barriärskiktet därvid får en benägenhet att lossa från behållarväggens ytteryta. I vissa tillämpningar medför sådana skador på skikten en otillåten försämring av behållarens barriäregenskaper. Givetvis kan skikten även skadas genom yttre mekanisk påverkan.

Vid skyddsskikt anordnade på behållarens inneryta är det i vissa tillämp- ningar svårt att finna barriärmaterial som uppfyller myndigheters bestäm- melser för förvaring av livsmedel eller läkemedel, eller som ej påverkar smaken eller andra egenskaper hos förvarat gods.

Det har därför utvecklats lösningar där skyddsskikten innesluts i behållar- väggen, varvid som redan ovan angivits tillämpas en teknik med koextrudering av ett rör eller en slang vars väggar har ett lager av barriärmaterial om- givet av behållarväggarnas material. Slangen eller röret avkapas i lämpliga längder, resp längd tillsluts i sin ena ände och omformas därefter till be- hållaren. Svårigheter föreligger därvid att åstadkomma en tillslutning i vilken barriärskiktet förblir intakt. Speciellt vid tunna barriärskikt förstärks svårigheterna.

Det föreligger starka önskemål att kunna återanvända tidigare använt plast- material t ex för behållare för livsmedel. Vid återanvändning av plastmate- . rial är det ur många synpunkter olämpligt att låta det återanvända plast- 10 15 20 25 30 446 386 materialet komma i kontakt med i behållarna förvarat gods, speciellt _gods av typen livsmedel. För att undvika denna direkta kontakt mellan tidigare använt och återvunnet plastmaterial och i behållarna förvarat gods, har man försökt använda sig av behållare bestående av ett lamine- rat väggmaterial, där det återvunna materialet skiljs från kontakt med behållarens innehåll genom ett lager av nytt plastmaterial. Härvid har den ovan angivna koextruderingstekniken tillämpats. De tidigare påtalade svårigheterna att bibehålla ett intakt barriärskikt vid tillslutningen av ett extruderat rör eller en slang gäller givetvis även vid tillslut- ning av ett extruderat rör eller en slang där det innersta lagret består av nytt plastmaterial som bildar skyddsskiktet för förhindrande av kontakt mellan det återvunna materialet och behållarens inre. Den svenska patent- ansökan nr SE 7705604-2 visar dock en preform bildad från ett koextruderat rör som kapats i bitar varefter bitarna tillslutits i sin ena ände och där tillslutningen skett på sådant sätt att det inre lagret förblir intakt.

Detta uppnås därigenom att det inre lagret vid tillslutningen tränger undan det yttre lagret och i tillslutningens centrala delar sträcker sig från pre- formens inneryta till dess ytteryta.

Föreliggande uppfinning avser en prefonn där ovan angivna nackdelar undan- röjts och som således dels ger ett intakt barriärskikt, dels ger intakta materiallager i alla delar av preformen. De intakta materiallagren gör det således möjligt att återanvända tidigare använt plastmaterial och säker- ställer även att de olika materiallagren i den från preformen fonnade be- hållaren i alla delar av behållaren tillgodoser de krav på t ex formstabi- litet, gaspenetration. ljuspenetration etc, som uppställts för behållaren.

Enligt uppfinningen bildas prefonnen genom anbringandet av en inre delpre- form i en yttre delprefonn, där den inre delpreformens yttre diameter endast i ringa omfattning understiger den yttre delpreformens inre diameter.

I en utföringsform av uppfinningen utgörs den inre delpreformen av nytt material och den yttre delpreformen av tidigare använt och återvunnet material. ' I en annan utföringsfonn av uppfinningen väljs materialet i de båda delpre- formarna med hänsyn till de krav beträffande formstabilitet, gaspenetration. ljuspenetration etc som ställs på den från preformen formade behållaren. 10 15 20 25 30 446 386 I en alternativ utföringsform av uppfinningen sanmansätts preformen av flera än två delprefonnar. _ I ännu en utföringsform av uppfinningen är materialet i åtminstone en av delprefonnarna sträckt i axiell riktning och därvid företrädesvis till en längd i huvudsak motsvarande längden av den profil den behållare som avses bli formad från preformen har i sin axelriktning.

I ytterligare en utföringsform av uppfinningen påläggs den inre och/eller den yttre ytan hos ett antal delpreformar med ett barriärskikt innan delpre- formarna sammansätts till prefonnen._ Användandet av två delpreformar som bildar en sammansatt prefonn och med barriärskiktet beläget mellan de bada delpreformarna, medför bl a fördelar- na av att hos den fyllda behållaren innehållet icke kommer i direkt kontakt med behällarens barriärskikt och att barriärmaterialet genom inneslutningen i behâllarväggen icke har möjlighet att lossna från någon av behållarens ytor.

Enligt en alternativ utföringsfonn av uppfinningen förses de båda del- preformarna med barriärskikt där det ena skiktet förhindrar passage av gaser och det andra av ljus eller där det ena förhindrar passage av syre och det andra av koldioxid. Företrädesvis anbringas därvid syrebarriären på den yttre delpreformen.

I ytterligare en alternativ utföringsfonn av uppfinningen anordnas den ena delpreformen och därvid företrädesvis den inre delpreformen med tva eller flera barriärskikt utanpå varandra. Genom att barriärskikten vid den sanmansatta prefonnens uppvärmning och efterföljande omformning till behållaren erhåller en god anliggning mot och säker inneslutning mellan materialskikten, säkerställs barriärskiktens funktion.

Det är även möjligt att anbringa tryck och/eller dekorationer på den yttre ytan hos en av de inre delprefonnarna. Utfonnningen av trycket och/eller dekorationerna anpassas därvid mot den sträckning av materialet som äger rum vid den efterföljande omformningen av preformen till behållaren. 10 15 20 25 446 386 I en föredragen utföringsfonn av uppfinningen sträcks materialet i pre- formen resp delprefonnarna i axiell riktning vid en temperatur i närheten av området för glasomvandlingstemperaturen (TG). Företrädesvis sträcks materialet genom ett mekaniskt förfarande där preformarna passerar genom en eller flera dragringar som reducerar väggtjockleken i preformarna och dänned även prefonnarnas yttre diametrar. I svensk patentansökan nr SE 8004003-3 är ett sådant sträckningsförfarande beskrivet. Genom den mekaniska orienteringen är det således enkelt att åstadkomma en ytter- diameter hos den inre delpreformen som är exakt anpassad mot innerdiametern hos den yttre delpreformen och mot de dimensionsändringar som beläggningen med barriärskiktet på delprefonuarna medför.

Uppfinningen beskrivs närmare i anslutning till ett antal figurer, där fig l a, b visar ett längdsnitt genom delpreformar, fig l c visar ett längdsnitt av en preform sammansatt av del- preformarna i fig l a och l b, fig 2 a, b visar ett längdsnitt genom axiellt sträckta delprefonnar, fig 2 c visar ett längdsnitt genom en preform sammansatt av del- prefonnarna i fig 2 a och 2 b, fig 3 a, b visar ett längdsnitt genom axiellt sträckta delprefonnar belagda med barriärskikt, fig 3 c visar ett längdsnitt genom en preform sammansatt av del- preformarna i fig 3 a och 3 b, fig 3 d visar en detaljbild av området A i fig 3 c.

I fig l a, b återfinns en delprefonn l0a och en delprefonn l0b, vardera med en mynningsdel 22 a,b och en tillsluten bottendel 25 a,b. De båda delpre- fonnarna är framställda genom vilket som helst lämpligt tillvägagångssätt, t ex genom sprutformning eller genom extrudering. I det senare fallet har som regel den tillslutna bottendelen bildats genom ett separat fonnnings- steg. l0 15 20 25 30 446 386 Fig l c visar hur de båda delpreformarna l0 a,b sammansatts till en pre- fonn ll. För att möjliggöra detta är den inre diametern hos delpreform l0b något överstigande den yttre diametern hos delpreform l0a. 'Likaså är de båda delpreformarnas längder anpassade mot varandra. Fig l a-c är i detta avseende icke måttriktiga.

I fig 2 a,b återfinns en axiellt sträckt delpreform l6a och en axiellt sträckt delpreform l6b. Delprefonn l6a är så dimensionerad att den passar - i delpreform l6b. vardera med en mynningsdel Zl a,b och en tillsluten bot- tendel 24 a,b.

De båda delprefonnarna lö a,b erhålls genom omformning av delpreformar bestående av i huvudsak amorft material. De båda tidigare diskuterade delpreformarna l0 a,b utgör exempel på sådana delprefonmar. Vid omfonnï ningen förlängs delpreformens cylindriska del genom ett sträckningsförfa- rande under samtidig minskning av väggtjockleken. Företrädesvis sker detta därigenom att delpreformen; t ex någon av de tidigare diskuterade delpre- formarna l0 a,b passerar genom en eller flera dragringar vars inre diameter understiger diametern hos delprefonnen före passagen. För att utbilda den axiellt sträckta delpreformen enligt fig 2 a kompletteras nyss nämnt sträck- ningsförfarande genom en utsträckning av materialet även i delpreformens bottendel. ' Fig 2 c visar hur de båda delpreformarna l6 a,b sammansatts till en pre- form l8. För att möjliggöra detta är den inre diametern hos delpreform l6b något överstigande den yttre diametern hos delpreform l6a. Likaså är de båda delpreformarnas längder anpassade mot varandra.

I fig 3 a-d visas en utföringsfonn av uppfinningen där två delpreformar efter genomgången axiell sträckning på sätt som nyss beskrivits, bildar sträckta preformar l3 a,b med sådana dimensioner att de passar i varandra. Sedan den mindre prefonnen l3a införts i den större prefonnen l3b, bildar de båda preformarna en sammansatt preform 15. Den mindre preformen l3a är i figurer- na försedd med ett yttre barriärskikt l4a och den större prefonnen l3b är försedd med ett inre barriärskikt l4b. -Härigenom bildas hos den sammansatta preformen i övergången mellan de båda delpreformarna ett område bestående av de båda barriärskikten l4 a,b. - ' 10 15 20 25 30 35 446 386 Vid användning av de ovan beskrivna delpreformarna för framställning av behållare uppvärms materialet i den sammansatta prefonnen till fonnnings- temperatur varefter omformning till behållaren sker. Det är givetvis möjligt att före resp preforms omformning till behållare förse resp pre- forms mynningsdel med erforderliga förslutningsanordningar, t ex gängor etc, för den blivande behållaren. Likaså är det möjligt enligt upp- finningen att utgå från prefonuar vilka före den axiella sträckningen är anordnade med sådana förslutningsanordningar.

Ovan har beskrivits att den axiella sträckningen av prefbrmarna sker där- igenom att prefonmarna passerar genom dragringar med successivt avtagande diameter. Uppfinningen är givetvis tillämpbar även i sådana framställnings- processer där preformarnas axiella sträckning åstadkoms medelst andra medel.

För den utföringsform av uppfinningen där axiellt sträckta delpreforinar bildar en sammansatt axiellt sträckt prefonn, erfordras givetvis att till- lämpade sträckningsmetoder resulterar i-delpreformar som innehåller de toleranser som medger att delpreformarna passar i varandra.

Genom att anbringa barriärskikten på axiellt sträckta preformar appliceras barriärskikten på en yta som för färdigformade behållare av samma storlek är väsentligt större än vid tidigare använd teknik där osträckta prefonnar beläggs med barriärskikten. Vid användning av t ex PET eftersträvas i många tillämpningar en biaxiell orientering av materialet som uppnås genom att ma- terialet sträcks åtminstone ca 3 gånger i en av axelriktningarna. Härigenom erhåller materialet bl a de mekaniska egenskaper som erfordras i de°aktuella tillämpningarna. En sträckning av materialet 3 ggr i vardera axelriktningen medför att ytan hos preformen och ytan hos behållaren förhåller sig som ca 1:9 vilket i sin tur innebär att tjockleken hos ett barriärskikt som pålagts pre- fonnen reduceras i sanma proportion. I vissa tillämpningar uppnås de erforder- liga egenskaperna genom en monoaxiell sträckning ca 3 ggr åtföljd av en mindre transversell sträckning. I tillämpningar där nyss nämnda sträckningsförhållan- den används, innebär vissa utföringsformer av uppfinningen att barriärskiktet maximalt reduceras 3 ggrvilket i sin tur medför den fördelen att barriärskiktet hos preformen icke behöver göras lika tjockt som vid tillämpning av tidigare använd teknik. Eftersom påläggningen av tjocka barriärskikt utgör ett be- svärligt moment i samband med framställning av behållare, innebär uppfinningen en väsentlig förenkling av framställningsprocessen. ' 10 15 20 '446 586 8 Speciellt vid användning av en sammansatt prefonn är det i vissa tillämp= ningsexempel till fördel att låta den slutgiltiga uthärdningen av barriär- skiktet liksom dess bindning till delprefonnens material ske sedan de båda delprefonnarna placerats i varandra. Genom att barriärskikten uthärdas - först sedan delpreformarna placerats i varandra och företrädesvis i samband med preformens uppvännning till materialets formningstemperatur, uppnås en god anliggning av barriärskikten mot varandra. Aven när endast ett barriär- skikt används, uppnås genom nyss nämnt förfarande en god anliggning mot materialet i den delprefonn som saknar barriärski kt.

Enligt uppfinningen anbringas ett eller flera barriärskikt på resp prefonn genom neddoppning i en lösning innehållande barriärmaterialet. I alterna- tiva utföringsfonner sprutas barriärskiktet på preformen. Även andra på- läggningsförfaranden är givetvis tillämpliga inom uppfinningens ram. Även om samtliga de utföringsformer av uppfinningen_som-upptagits i be- skrivningens allmänna del icke i detalj belysts var för sig i anslutning till detaljbeskrivningen, torde det av densamma klart framgå att samtliga utföringsformer inryms i de varianter av prefonnar (sannmnsatta av delpre- formar) som beskrivits i anslutning till fig l-3.

Utöver av ovanstående beskrivning framgår uppfinningen även av efterföljande patentkrav.

Claims (1)

1. D 15 20 25 9 446 sas PÅTENTKRAV 1. Zl 30 4. Preform (15,18l av termoplastmaterial anpassad för att genom ut- vidgning omformas till en behållare, varvid preformen är samman- satt av minst två delpreformar (13,16l, k ä n n e t e c k n a d därav, att 1 preformen ingår inre och yttre delpreformar (l3,16l av 1 huvudsak rörliknande form vilka passar mot intill belägen delpreform och vilka var och en är öppen 1 sin ena ände och till- sluten i sin andra ände och att åstminstone 1 en av delpreformar- na ingår monoaxiellt orienterat och därigenom kristalliserat mate rial. Preform enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en av delpreformarna (l6l består av termoplastmaterial vilket efter preformens utvidgning för bildandet av behållaren är 1 kon- takt med det utvidgade materialet från intilliggande delpreform. Preform enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den inre delpreformen (16al har en yttre yta som är i kontakt utefter i huvudsak hela sin utsträckning med den inre ytan hos den yttre delpreformen (l6b) och att preformarnas öppna ändar är belägna huvudsakligen 1 samma'plan. Preform enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att sagda delpreform eller delpreformar (13,16) vari ingår monoaxiellt' sträckt och därigenom kristalliserat material är 1 huvudsak oför- mögen resp oförmögna till ytterligare sträckning 1 resp preforms axelriktning men är 1 stånd att undergå utvidgning i onkretsrikt- ningen vid preformens omformning till behållaren. Preform enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att den eller de yttre delpreformarna (13b,16b) består av tidigare använt och återvunnet plastmaterial. 10 15 20 6. 7G 10. 446 sas I l 10 Preform enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att läng- den av resp delpreforms monoaxiellt sträckta materialet motsvarar den profillängd nyss nämnt material har i ett axiellt snitt i den formade behållaren. Preform enligt något eller några av föregående krav, k S n n e - t e c k n a d därav, att delpreformen (13,16l vari ingår mono- axiellt orienterat och därigenom kristalliserat material består av polyetylentereftalat och att delpreformens kristalliserade ma- terial har sträckts i delpreformens axelriktning till ca 3 gånger sin ursprungliga längd för att erhålla sagda kristallinitet. Preform enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att preformen är försedd med ett antal skikt (l4a,b) av barriärmaterial där resp skikt utgör en beläggning på inner- eller ytterytan av en eller flera av delpreformarna (13a,b). Preform enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att åt- minstone en av de ytor delpreformarna (13a,b) vänder mot varandra är belagd med med skikt (14a,b) av barriärmaterial. Preform enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att en el- ler flera av de delpreformar (13a,b), vari ingår monoaxiellt ori- enterat och kristalliserat material. är pälagda skiktet (14a,b) av barriärmaterial. '