HU224876B1

HU224876B1 - Multi-layer preform for producing blow-molded container, blow-molded container from said preform and process for producing the same

Info

Publication number: HU224876B1
Application number: HU0004246A
Authority: HU
Inventors: William A Slat
Original assignee: Plastipak Packaging
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2006-03-28
Also published as: EP1035957A4; CA2288742C; US6217959B1; JP2001526598A; CA2288742A1; BR9809145A; PL336899A1; NO317686B1; MXPA99010539A; NO995680L; AU7478898A; HUP0004246A3; HUP0004246A2; US6214281B1; NO995680D0; AU744427B2; WO1998052729A1; PL186333B1; NZ500545A; JP3922727B2

Description

A találmány tárgya többrétegű műanyag előidom fúvott tartály előállítására, ahol az előidomnak része egy műanyag belső bélés, amely egy hengeres falú alsó résszel és egy hengeres falú felső résszel rendelkezik, ahol az alsó rész a felső résszel egy darabot képez, az előidom zárt fenékkel és nyitott nyakkal rendelkezik, továbbá a műanyag belső bélés lényegében teljes hossza mentén egy formázott külső réteggel van ellátva. A találmány tárgyához tartozik az előidomból előállított tartály és eljárás a tartály előállítására.

Az utóbbi években a műanyagok alkalmazása nagyon elterjedt élelmiszer-ipari termékek, italok, kozmetikumok csomagolására szánt tartályok területén és számos egyéb felhasználási területen. A poliészter műgyanták - például polietilén-tereftalát („PÉT’) - azért váltak népszerűvé, mert kiváló fizikai tulajdonságokkal és jellemzőkkel bíró vékony falú tartályokká fújhatóak.

Műanyag tartályok fúvása hagyományos módon két lépésben történik. Az első lépésben vagy fázisban egy közbenső terméket vagy más néven előidomot formáznak. A második fázisban az előidomot biaxiális orientálással járó eljárással, amit közkeletűen fúvásnak vagy húzófúvásnak neveznek, késztermékké formázzák. A műanyagoknak nagyon sok tulajdonsága igazán csak akkor aknázható ki, ha a tartályt biaxiálisan orientálták és fújták. Ilyen technológiáknál nagyon elterjedt, hogy az előidom nyakrészét az előidom fúvás alatti megfogására használják, és az előidom kikészített vagy menetes részét külön nem melegítik. Ezenkívül az előidom ezen szakaszán - mivel nincs teljesen orientálva - nem jelentkeznek maradéktalanul a biaxiális fúvóeljárásból eredő tulajdonságok előnyei. Például PET-anyagú tartályok, amelyek nyaki tartománya nem lett kitéve vagy nem teljes mértékben lett kitéve orientációnak, gyakran mutatnak csökkent termikus ellenállást deformációval szemben.

Miközben a fent említett kétlépéses eljárást gyakran alkalmazzák a legkülönfélébb rendeltetésű nagy térfogatú tartályok előállítására, nagyon sok speciális alkalmazásnál a tartályok tartalmát magas hőmérsékleteken kell betölteni, hogy megfelelő sterilitást biztosítsanak. Például pasztörizált italokat - köztük bizonyos európai italokat - 64 és 77 °C közötti hőmérséklet-tartományban palackoznak. Gyümölcslét tartalmazó italokat általában 77 és 85 °C közötti hőmérséklet-tartományban, forrón töltenek. Bizonyos gyümölcstartalmú italok még ennél is magasabb töltési hőmérsékleteket - nevezetesen 88 és 93 °C közötti vagy még magasabb hőmérsékletet - igényelnek a megfelelő tisztulási szint elérése érdekében.

A megemelt töltési hőmérsékletek a műanyag tartályok konstruálását illetően kihívást jelentenek, mert a termoplasztikus anyagok ismert tulajdonsága, hogy a képlékenységük az idő múlásával a hőmérséklettel együtt nő. Ha a tartályt magasabb töltési hőmérsékletű tartalommal töltik, a tartály egyes részei meglágyulhatnak és deformálódhatnak, ami tovább nehezíti a tartály szerkezeti integritásának megőrzését. Ez különösen igaz akkor, ha hosszabb időtartamokról van szó, és/vagy a forrón töltött termék hőmérséklete meghaladja a műanyag üvegesedési hőmérsékletét, nevezetesen azt a hőmérsékletet, amelyen a műanyag szilárd állapotból lágy, kaucsukszerű állapotba megy át. Tájékoztatásul: a PÉT üvegesedési hőmérséklete („T_g”) vagy lágyulási hőmérséklete hozzávetőleg 77 °C.

Ha a töltési hőmérséklet megközelíti vagy meghaladja a polimer üvegesedési hőmérsékletét, a tartálygyártók gyakran járulékos hőkondicionálási technikákat alkalmaznak, hogy elkerüljék a töltéssel társuló hőzsugorodást és az azzal járó alakváltozásokat. Számos alkalmazásnál szükségessé válik a tartály meghatározott részeinek merevítése, hogy az elfogadhatatlan nagyságú deformációnak elejét vegyék. Ez különösen igaz a nyaki tartományra, ha mintegy 85 és 93 °C közötti vagy még magasabb hőmérsékleten forrón töltenek terméket, vagy ha a végső tartályra menetmángorló szerszámmal vagy füles nyakkikészítéssel záróeszközt visznek fel.

PET-anyagú tartályok esetében a teljes tartály különbséget nem tevő hőkezelése szferolitikus kristálynövekedést váltana ki a tartály nem molekulárisán orientált részeiben. A kapott tartálynak opálos, rideg részei lennének, és kereskedelmileg nem kívánatos lenne. Mint ilyen, a kristályosodási folyamat szabályozásának alapvető szerepe van a tartály fizikai tulajdonságainak meghatározásában.

A technika állásából ismert gyakorlat, hogy a technológiába hőkezelő eljárást építenek be az előidomok és/vagy tartályok nyaki szakaszának merevítése céljából. A deformációval szembeni termikus ellenállás növelésére irányuló erőfeszítések részeként lényegében azért alkalmaznak hőkezelést, hogy az előidom vagy tartály nyaki részén kristályosodást váltsanak ki. Ilyen technológiáknak elsődleges hátrányuk az, hogy általában számottevő időbe telik a nyaki részt teljes vastagságában megfelelően hőkezelni, mivel a nyaki rész az egyik legvastagabb része az előidomnak. Mivel ez az eljárás költséges és időigényes lehet, igény van olyan technológiák kifejlesztésére, amelyekkel az előidom és a belőle kapott tartály felső vagy nyaki részének tulajdonságait javítani lehet, mégpedig az eddigieknél termelékenyebb módon.

A hőkezelő eljárásokon túl a műanyag tartályok gyártói gyakran a többrétegű műanyagokban rejlő előnyöket is megpróbálják kiaknázni. Az ilyen többrétegű tartályok, vagyis amelyeknek teljes egésze vagy egyes részei több rétegből állnak, számos forró töltésű alkalmazás esetén gyakran célszerűbbnek bizonyulnak az egyrétegű társaiknál. Ennek sokszor az az oka, hogy a többrétegű struktúra egyes rétegei egymástól független előnyöket tudnak biztosítani, és a rétegek anyagának megválasztásával optimalizálni lehet a funkcionális tulajdonságokat. A többrétegű tartályok növekvő szerepet játszanak a műanyag tartályok gyártásában, és a szakemberek körében általánosan ismertek.

Műanyag tartály gyártásra ismeretes az extrudálóeljárás vagy a hőformázó eljárás. Az előbbire példát találunk az US 5,464,106 lajstromszámú szabadalmi leírásban, míg a hőformázó eljárás, amely lehet fröccsöntő eljárás, sajtolóeljárás, fúvás vagy bármilyen más

HU 224 876 Β1 hagyományos eljárás, megismerhető például az US 5,443,766 lajstromszámú szabadalmi leírásból.

Tehát ha olyan eljárásokat alkalmaznak a szakemberek, amelyek mind a többrétegű struktúra, mind a korlátozott és szabályozott kristályosítás előnyeit kihasználják, akkor a tartály fizikai struktúráját a lehető legjobban hozzá tudják illeszteni egy adott alkalmazás kívánalmaihoz.

Ennek értelmében a találmány célja olyan többrétegű előidom és abból előállított tartály rendelkezésre bocsátása, amelynél a nyaki rész részlegesen kristályosítva van a gyártmány mechanikai szilárdságának és termikus ellenállásának javítása végett.

A találmány másik célja olyan többrétegű előidom és abból előállított tartály rendelkezésre bocsátása, amelynél az előidom nyaki része egy részlegesen kristályosított béléssel rendelkezik, ami kellő keménységet biztosít, és amely az eddigieknél termelékenyebb módon van előállítva.

A találmány további célja olyan többrétegű előidom és abból előállított tartály rendelkezésre bocsátása, amelynél a nyaki rész fizikai tulajdonságai kevésbé romlanak, és amely speciális felhasználásokra jobban alkalmas.

A találmánynak további célja még olyan többrétegű előidom és abból előállított tartály rendelkezésre bocsátása, amely magasabb hőmérsékleten történő töltést számottevő alakváltozás nélkül el tud viselni, és egy záróelemet jobban fel tud venni.

A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti fúvott tartály előállítására szolgáló többrétegű műanyag előidomnak része egy műanyag belső bélés, amely egy hengeres falú alsó résszel és egy hengeres falú felső résszel rendelkezik, ahol az alsó rész a felső résszel egy darabot képez, az előidom zárt fenékkel és nyitott nyakkal rendelkezik, továbbá a műanyag belső bélés lényegében teljes hossza mentén egy formázott külső réteggel van ellátva, a műanyag belső bélés felső részének legalább egy része hőkezelő eljárással kristályosítva van, a belső réteg alsó része védve van a hőkezelési eljárástól, ahol a belső réteg külön van kristályosítva még a külső réteg fröccsöntését megelőzően. A ráformázott külső réteg magában foglalhat egy záróelemet felvevő szerkezeti részt. Bizonyos idő elteltével, amikor az előidom az orientálás végrehajtására elfogadható hőmérséklet-tartományban van, a többrétegű előidomot fúvással javított tulajdonságokkal bíró többrétegű tartállyá lehet formázni.

Az előidomból előállított tartály műanyag belső bélésének felső részén legalább egy hőkezelő eljárással kristályosított szakasz van, ahol a belső réteg külön van kristályosítva még a külső réteg fröccsöntését megelőzően, mialatt a belső réteg alsó része védve van a hőkezelési eljárástól.

A találmány szerinti tartály egy másik ismérve szerint a fröccsöntött külső réteg felső részén van egy adagolóvég, amely adagolóvég zárókupakot fogadó meneteket tartalmaz.

A találmány szerint a műanyag belső bélés előnyösen polietilén-tereftalátból vagy műanyagok keverékéből van, amely utóbbi esetben a műanyagoknak legalább az egyike polietilén-tereftalát.

A műanyag belső bélés további előnyös kiviteli alakok esetén maga is többrétegű lehet.

A műanyag belső bélés különböző előnyös kiviteli alakjai a találmány szerint fúvóextrudálással, fröccsöntéssel, hőformázással, sajtolással vagy azok kombinációjával állíthatók elő.

A találmány céljait, tulajdonságait és előnyeit az alábbiakban néhány előnyös kiviteli alak kapcsán, rajzok alapján ismertetjük részletesen. A mellékelt rajzokon az

1. ábra egy egyrétegű műanyag bélés hosszmetszete; a

2. ábra egy egyrétegű műanyag bélés egy olyan kiviteli alakjának a hosszmetszete, amely általában jobban alkalmas széles szájnyílású tartályokhoz; a

3. ábra egy többrétegű műanyag bélés hosszmetszete; a

4. ábra egy többrétegű műanyag bélés egy olyan kiviteli alakjának a hosszmetszete, amely magában foglal egy kúpos falú vállat és egy elhatárolt felső részt; az

5. ábra egy olyan előidom hosszmetszete, amelynek felső vége hőkezelő eljárásnak lett kitéve; a

6. ábra a műanyag bélések mozgatására és hőkezelésére mutat egy lehetséges eljárást elölnézetben; a

7. ábra egy olyan előidom hosszmetszete, amelynél a bélés egy része hőkezelő eljárásnak lett kitéve, és a bélésre egy külső réteg beleértve egy menettel ellátott részt - lett formázva; a

8. ábra hosszmetszetben mutatja az előidomot tartállyá fúvó eljárás során használt fúvószerszámot; a

9. ábra egy, a találmány elveivel összhangban gyártott egyik tartálytípus hosszmetszete; és végül a

10. ábra egy, a találmány elveivel összhangban gyártott másik, széles szájnyílással rendelkező tartálytípus hosszmetszete.

Immár részleteiben hivatkozva a rajzokra, amelyeken hasonló hivatkozási jelek hasonló elemeket jelölnek, az 1. ábrán egy monorétegű vagy egyrétegű 10 bélés - hívják előidombetétnek is - hosszmetszete látható. A 10 bélés magában foglal még egy 12 felső részt és egy 14 alsó részt, amelyek hossza az adott alkalmazás követelményeinek kielégítésére külön-külön beállítható.

Legtöbb alkalmazásnál a 12 felső rész hosszának azon előidom menetes részével kell hozzávetőleg megegyeznie, amelyet végül a kívánt késztermék formázásához használunk. Maga a 10 bélés számos poliészteranyagból formázható, például polietilén-tereftalátból (PÉT), polietilén-naftalátból (PEN), etil-vinil-alkoholból (EVOH) és/vagy ezek különböző keverékeiből. Mindamellett az esetek többségében, főként pedig azoknál,

HU 224 876 Β1 amelyeknél a késztermékbe emberi fogyasztásra alkalmas tartalom kerül, a 10 bélést primer („szűz) PET-ből vagy valamilyen egyéb, az FDA (Food and Drog Administration; amerikai egyesült államokbeli intézmény) által engedélyezett műgyantából állítjuk elő.

A 10 bélés formázása történhet valamilyen extrudálóeljárással. A tartályok többségénél extrudálás az előnyös technológia vékony falú 10 bélés formázására, amely a hossza mentén szabályozott falvastagsággal bír.

A 2. ábrán egy másik kiviteli alak látható egyrétegű bélésre. Ezen az ábrán a széles szájú 10a bélés szájvagy nyílásátmérője a késztermék átmérőjéhez képest nagyobb, mint az 1. ábra szerinti 10 bélés hasonló méretei. A 10a bélés egy leszűkülő 14a alsó résszel és egy hengeres 12a felső résszel rendelkezik. Az ilyen széles szájú 10a bélés előnyösen inkább hőformázó, fröccsöntő vagy sajtolóeljárással formázható, nem pedig extrudálóeljárással.

Most tekintsük a 3. ábrát, amelyen egy többrétegű 10b bélés látható, amely egy 30 belső rétegből és egy 40 külső rétegből áll. Amikor emberi fogyasztása szánt tartalom tárolására szánt tartályokat állítanak elő, a 30 belső réteg olyan poliészteranyagból van, amelynek ilyen célú felhasználása megengedett. A külső réteg általában nem érintkezik a tartalommal, és általában kevésbé költséges poliészter műgyantákból lehet. A gyakorlatban a többrétegű 10b bélés nem korlátozódik mindössze egy belső és egy külső rétegre, hanem tetszés szerinti számú összetett rétegből állhat, ha a teljes hossza vagy egy részhossza menti keresztmetszeteket vesszük. Mivel gyakran kívánatos egy vékony belső réteg vagy záróréteg formázása, a 10b bélés előnyösen extrudáló- vagy koextrudálóeljárással formázható. Mindazonáltal hasonló többrétegű struktúra előállítására különféle kombinációkban fröccsöntő, sajtolóvagy a technika állásából ismert más eljárásokat is lehet alkalmazni.

A 4. ábrán egy többrétegű 10c bélésnek egy másik kiviteli alakja látható. A többrétegű 10c bélés a rajzon magában foglal egy 30c belső réteget és egy 40c külső réteget. A többrétegű 10c bélés alul egy 50 alsó részben végződik, amely egy hengeres 52 oldalfalrészben folytatódik felfelé. Az 56 oldalfalrész tovább egy kúpos hengeres falú 54 vállrésszel és egy 56 felső résszel folytatódik, amely az 54 vállrész fölött helyezkedik el. Mindaddig, amíg a 10c bélés magtüskéken vagy más mozgató segédeszközökön megfelelően szállítható és mozgatható, nem fenyeget az 54 vállrész alakváltozása.

A polimerek tulajdonságait drámaian befolyásolja és elsődlegesen meghatározza a molekulaszerkezet. A polimereket általában kristályos (valójában félkristályos) vagy amorf osztályba lehet sorolni. A molekulák rendezett, háromdimenziós elhelyezkedése kristályosságot eredményez. Fontos megjegyezni, hogy a polimerek invariábilisan tartalmaznak egy hányad amorf anyagot, vagyis olyan anyagot, amely „alaktalan, és belső váz vagy struktúra híján van. Mint ilyenek, a polimerek változó fokú kristályossággal rendelkeznek.

Egy poliészteranyag százalékos kristályosságát az alábbi képlettel lehet megadni:

%-os kristályosság=(d_t-d_a)/(d_k-d_a)*100, ahol d_t=a tesztminta sűrűsége g/cm³-ben, d_a=amorf film sűrűsége nulla százalék kristályosságnál (PÉT esetén ez 1,333 g/cm³), és d_k=a kristály sűrűsége elemicella-paraméterekből számítva (PÉT esetén ez 1,455 g/cm³).

A fenti képlethez a sűrűségmérések meghatározott szabványokban - konkrétan az ASTM 1.505-ben - leírt sűrűséggradiens-módszerrel végzett mérések.

A kristályosság mértéke vagy százalékos nagysága jelentős hatással van adott poliészteranyag tulajdonságaira. Ha a kristályosság mértékét megnöveljük, akkor az olvadáspont is nő, a sűrűség is nő, és általában javulnak a mechanikai tulajdonságok. Tömbpolimerizációval nyert polimereket - például PÉT - nagy kristályaggregátumok vagy szferolitok képződése jellemez. Ugyanakkor a megnövelt kristályosság általában az ütő-hajlító szilárdságot, az oldhatóságot és az optikai átlátszóságot is csökkenti. Mivel a molekulaláncok csak részben rendezettek, a legtöbb kristályos műanyag szilárd állapotban nem átlátszó. A polimereken belül ezek a kristályos struktúrák fényszóróan viselkednek, és a polietilénnek vagy polipropilénnek opálos megjelenést kölcsönöznek. Ezzel szemben ha a kristályosodás javát meg lehet akadályozni, akkor a polimerek átlátszóak.

Egy hőkezelt termékben elérhető kristályosodás nagysága elsősorban a hőkezelés függvénye. Egy műanyag termék különböző részein végbemenő kristályosodás nagyságának tervszerű szabályozásával és irányításával a fizikai tulajdonságokat jobban hozzá lehet igazítani egy adott funkcióhoz. Az alkalmazott anyagtól és a kívánt kristályosodástól függően a hőkezelési hőmérsékletek az orientációs hőmérséklet-tartomány felső határától mintegy 232 °C-kal magasabb hőmérsékletig terjedhetnek. Mivel a poliészter belső viszkozitása nő, adott százalékos kristályosodás eléréséhez szükséges hőmérséklet ugyancsak nőni fog. A felsorolt tényezők miatt egy adott 10 bélés hőkezeléséhez szükséges idő az egy-két másodperc és több perc közötti tartományban változhat.

A szabályozott kristályosodás biztosítása végett a 10 bélés (például az 1. ábrán láthatóhoz hasonló) formázása után bizonyos idő elteltével a 10 bélés legalább egy részének melegítésére és kristályosítására egy készülék alkalmazására kerül sor. A 10 bélés kijelölt részeinek kristályosodását befolyásolni lehet olyan kemencében való felmelegítéssel, amely hőforrással vagy hőgenerátorral - például infravörös fűtőtesttel vagy fűtőblokkokkal - van felszerelve, befolyásolni lehet nagyfrekvenciás hevítőeljárásokat használva, vagy befolyásolni lehet a technika állásából ismert bármilyen más eljárással. Támpontként megemlítjük, hogy egy PET-anyagú 10 bélés hőkezelt 12 felső részének kristályossága előnyösen 5 és 50% közötti tartományban, előnyösebben 20 és 45% közötti tartományban lesz.

Az 5. ábrán egy 60 melegítőberendezés egyik kiviteli alakja látható, amely egy általában véve egyenes falú,

HU 224 876 Β1 egyrétegű 10 bélés 12 felső része egy részének kristályosítására van alkalmazva. Az 5. ábra szerinti kiviteli példában egy 72 fűtőtest magában foglal egy elektromágneses indukciós tekercset, ami olyan módon van egy, az ábrán nem feltüntetett állvány falába építve, hogy a sugárzó hő pontosan csak a 10 bélés kívánt 12 felső részére koncentrálódik. Amint az a 6. ábrán részletesebben látható, ez a művelet azalatt végrehajtható, amíg a 10 bélések a következő munkahelyre jutva egy vagy több csoport 72 fűtőtest előtt forgatva elhaladnak. Az 5. ábra szerinti kiviteli példában a 10 béléseket sorokban szállítjuk olyan 74 üregekbe („zsebekbe) helyezve, amelyek a 10 bélések 14 alsó részét takarják, míg a kívánt 12 felső részt hőkezelésnek és kristályosításnak kitéve hagyják, miközben a 10 bélések állandó sebességgel forgatva elhaladnak egy vagy több 72 fűtőtest mellett, amelyek a 76 bélésszállító rendszer egyik vagy mindkét oldalán vannak elhelyezve.

A 10 bélések 12 felső részének melegítési hőmérsékletét a hőkezelésre kerülő 10 bélések vastagsága, körvonala és hasonló paraméterei alapján általában előre meghatározzuk, vagy állíthatóan programozzuk vagy szabályozzuk. Ezen túlmenően a 72 fűtőtestek mellett elhaladó 10 bélések pörgetésével vagy forgatásával egyenletesebb hőeloszlást lehet elérni a 10 bélés kívánt részén. Elegendően nagy hőmérsékleten elegendő ideig végezve a melegítést, a 10 bélés kívánt része kristályosodni fog, és tejfehér, opálos színt vehet fel. Természetesen az 1-4. ábrákon látható bármelyik bélés hőkezelhető ilyen módon.

Mivel a 10 bélés 12 felső része hőzsugorodási alakváltozást szenvedhet a hőkezelés folytán, kiegészítő megoldásokat lehet alkalmazni a hődeformáció nagyságának csökkentése és a méretstabilitás jobb megőrzése végett. Például az egyik ilyen módszernek része lehet egy rajzon nem ábrázolt formatüske vagy hasonló tartóelem behelyezése a 10 bélés 12 felső részének nyitott részébe, amivel a hőkezelés alatti befelé irányuló alakváltozást meg lehet akadályozni. A formatüske vagy más tartóelem hengeralakjának átmérője előnyösen valamivel kisebb lehet, mint a 10 bélés nyitott 12 felső részének átmérője a hőkezelést megelőzően, továbbá a 10 bélésből való eltávolításának megkönnyítése végett kúpos hegyű lehet.

A találmány nem korlátozódik azonban a fent ismertetett melegítő- és mozgatóeszközökre; a 10 bélés kívánt részével való elegendő mennyiségű hő közlésére vagy ráirányítására bármely hagyományos eszközt alkalmazni lehet a 10 bélés kívánt szakaszának specifikus kristályosítása és hőkezelése végett. Mivel a hőkezelésnek alávetett 10 bélés falvastagsága sokkal kisebb, mint az előidom faláé - egyötöde vagy még kisebb -, a hőkezelő eljárás megfelelően rövidebb ideig fog tartani, mint ameddig egy vastagabb előidom hőkezelése tartana, így az eljárás különböző gazdaságossági mutatói javulnak. Ezenkívül a hőkezelt 10 béléseket formázni és tárolni lehet, amíg további feldolgozásra szükség lesz rájuk.

Az ismertetést a 7. ábra alapján folytatjuk. Miután a 10 bélés vagy az 1-4. ábrákon látható bármelyik bélés kívánt részei kellő ideig hőkezelve és kristályosítva lettek, egy termoplasztikus poliészteranyagú 80 külső réteget öntenek a 10 bélés köré egy többrétegű 90 előidom formázása végett. A 7. ábrán látható 90 előidomon be van jelölve a 10 bélés 84 kristályosított szakasza. Bár a 80 külső réteg formába öntésére számos eljárás alkalmazható, köztük sajtolás, az előnyös eljárás a fröccsöntés. A kristályosított 10 bélést hagyományos fröccsszerszám üregébe helyezik, majd utána a 80 külső réteget a 10 bélés köré fröccsöntve előállítják a 90 előidomot. Ezen túlmenően a legtöbb alkalmazásnál a 90 előidom 80 külső rétege magában foglal valamilyen eszközt egy zárószerkezet rögzítésére. Legelterjedtebben a 90 előidom 80 külső rétegének nyakfelületébe egy olyan 86 menetet fröccsöntenek, ami csavaros kupak felvételére alkalmas. Bár nem tekinthető követelménynek, bizonyos alkalmazásoknál a 90 előidom felső 88 adagolóvégét járulékosan még ki lehet tenni egy másodlagos hőkezelő vagy hőkikeményítő eljárásnak, amivel a belső műanyag béléssel határos külső öntött réteget merevebbé lehet tenni. Egy ilyen másodlagos hőkezelést a technika állásából ismert számos hagyományos technológiával végre lehet hajtani az előidom nyakának merevítése céljából.

A találmány által javasolt elrendezéssel olyan többrétegű 90 előidomot lehet formázni, amely egyesíti a különböző olyan rétegekkel és anyagokkal járó előnyöket, amelyek a függőleges hosszuk különböző szakaszain változó mértékű kristályosodással bírnak. Például a 10 bélés 12 felső részét, nevezetesen amelyik a ráformázott 80 külső réteg viszonylag orientálatlan részének felel meg és azzal határos, pontosan olyan mértékű hőkezelésnek lehet alávetni, amely adott tartományú kristályosodás kölcsönzése végett kívánatos, miáltal bizonyos inherens tulajdonságokat lehet biztosítani, mint például megnövelt hőstabilitás és jobb mechanikai jellemzők. Ugyanakkor a 90 előidom ráformázott 80 külső rétegének megfelelő része, amely kristályosodás előidézése vagy növelése végett közvetlenül nincs hőkezelve, más kívánatos fizikai tulajdonságokat fog biztosítani, mint például nagyobb ütő-hajlító szilárdság vagy jobb optikai átlátszóság.

Miután a többrétegű 90 előidom formázva lett, és alkalmas hőmérsékletprofilra lett hozva - szükség esetén újramelegítéssel -, a 90 előidomot behelyezik egy 100 fúvószerszámba, amely a 8. ábrán látható. A 90 előidom helyzetét fixálják a 100 fúvószerszámban azáltal, hogy a 90 előidom felső 88 adagolóvégének legalább egy részét fogva tartja a szerszám. Miután a megfelelő helyezés megtörtént, a 102 fúvóberendezés segítségével a 90 előidomot a tartály végső alakjára fújják. A 90 előidomnak a szerszám által fogva tartott része - beleértve a műanyag belső 10 bélés hőkezelésnek alávetett megfelelő részeit, valamint a ráformázott 80 külső réteget - nem fogja elszenvedni a teljes biaxiális orientációt, amelyet a fúvóeljárás létrehoz. Ezáltal az egyes rétegek ezen szelvényei kissé más fizikai jellemzőkkel fognak rendelkezni, mint ugyanezen rétegek azon részei, amelyek a fúvóeljárás alatt rögzítve vannak.

HU 224 876 Β1

Egy PET-anyagú 110 tartálynál a nem rögzített, biaxiálisan orientált (csak alakváltozással kristályosodott), átlátszó tartomány sűrűsége általában 1,36 g/cm³ alatt lesz, míg a hőhatással és alakváltozással kristályosított kikészített tartomány sűrűsége jóval 1,37 g/cm³ fölött lesz. Vagyis az orientált, átlátszó tartományok például 22% alatti kristályosodással fognak rendelkezni, míg a kristályosított tartományok 30% fölötti kristályosodással.

Miután a 90 előidom tartállyá lett formázva, a 100 fúvószerszámot nyitják, és a komplett 110 tartályt eltávolítják. A 9. és 10. ábrán kétfajta tartályra látható egy-egy példa: a 110a és 110b tartály, amelyeket elő lehet állítani a találmány elveit alkalmazva. A szóba jöhető formák száma azonban szinte korlátlan.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Többrétegű műanyag előidom fúvott tartály előállítására, az előidomnak része egy műanyag belső bélés, amely egy hengeres falú alsó résszel és egy hengeres falú felső résszel rendelkezik, ahol az alsó rész a felső résszel egy darabot képez, az előidom zárt fenékkel és nyitott nyakkal rendelkezik, továbbá a műanyag belső bélés lényegében teljes hossza mentén egy formázott külső réteggel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) felső részének (12) legalább egy része hőkezelő eljárással kristályosítva van, mialatt a belső réteg (30) alsó része (14) védve van a hőkezelési eljárástól, ahol a belső réteg (30) külön van kristályosítva még a külső réteg (40) fröccsöntését megelőzően.
2. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) fúvóextrudálással van formázva.
3. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a külső rétegnek (40) egy zárt alsó része (50) van, onnan egy felfelé kiterjedő oldalfalrésze (52), majd onnan tovább folytatólagosan egy menetes nyakrészt tartalmazó felső része (56) van.
4. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) hőformázással van kialakítva.
5. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) felső részének (12) túlnyomó része hőkezelt és kristályosított állapotban van.
6. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) felső részének (12) van egy külső felülete, ahol a műanyag belső bélés (10) teljes külső felületének több mint 20%-a hőkezelt és kristályosított állapotban van.
7. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a belső bélés (10) felső részének (12) megfelelő és azzal határos felső részén a ráformázott külső rétegnek (40) felső része magában foglal egy záróelemet felvevő szerkezeti részt.
8. A 7. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) kristályosított felső részének (12) hossza hozzávetőleg megegyezik a ráformázott külső réteg (40) záróelemet felvevő szerkezeti rész hosszával.
9. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) lényegében véve polietilén-tereftalátból van.
10. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a bélés (10) műanyagok keverékéből van kialakítva.
11. A 10. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyagoknak legalább az egyike polietilén-tereftalát.
12. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag bélés (10) műanyag védőanyagból van.
13. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy többrétegű műanyag bélés (10b) van kialakítva.
14. A 13. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a többrétegű műanyag bélésnek (10b) legalább az egyik rétege műanyag védőanyagból van.
15. A 14. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag védőanyag etilén-vinil-alkohol - EVOH -, polietilén-naftalát - PEN - és/vagy azok kombinációja alkotta csoportból van.
16. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a ráformázott külső réteg (40) reciklizált műanyagból van.
17. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a ráformázott külső rétegnek (40) legalább egy része hőkezelt állapotban van.
18. A 17. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a külső réteg (40) hőkezelt állapota hőkikeményítést is magában foglal.
19. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a műanyag bélés (10c) egy zárt alsó részt (50), egy hengeres falú oldalfalrészt (52) tartalmaz, és ebből a hengeres falú oldalfalrészből (52) egy kúpos vállrész (54) nyúlik ki, majd a vállrészből (54) tovább felfelé egy hengeres falú felső rész (56) van, ahol legalább a felső rész (56) egy része hőkezelő eljárással kristályosítva van.
20. A 19. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy legalább a vállrész (54) egy része kristályosított állapotban van.
21. Többrétegű műanyag előidomból fúvott tartály, amely egy műanyag belső bélést és egy fröccsöntött külső réteget tartalmaz, ami lényegében véve a műanyag belső réteg teljes hosszában folytonosan van kialakítva, ahol az előidom egy hengeres falú alsó résszel és a vele egybeépített hengeres falú felső résszel, valamint zárt fenékkel és nyitott nyakkal rendelkezik, azzal jellemezve, hogy az előidom (90) műanyag belső bélésének (10) felső részén legalább egy hőkezelő eljárással kristályosított szakasz van (84), ahol a belső réteg (30) külön van kristályosítva még a külső réteg (80) fröccsöntését megelőzően, mialatt a belső réteg (30) alsó része védve van a hőkezelési eljárástól.
22. A 21. igénypont szerinti tartály, azzal jellemezve, hogy a fröccsöntött külső rétegnek (80) a belső ré6

HU 224 876 Β1 teg felső részével határos és egyező felső része van, a fröccsöntött külső réteg (80) felső részén pedig van egy adagolóvég (88), amely adagolóvég (88) zárókupakot fogadó meneteket (86) tartalmaz.
23. A 22. igénypont szerinti tartály, azzal jellemezve, hogy a műanyag belső bélés (10) felső része és a fröccsöntött külső réteg (80) csavart része lényegében véve orientálatlan.
24. A 22. igénypont szerinti tartály, azzal jellemezve, hogy a tartály (110) külső rétegének (80) egy adagolóvégként (88) kialakított felső szegmense van, ahol a felső szegmens hőkezelt állapotban van.
25. A 24. igénypont szerinti tartály, azzal jellemezve, hogy a tartály (110) a külső rétegének (80) felső szegmensével határos részén a menetek (86) hőkezeltek.
26. A 25. igénypont szerinti tartály, azzal jellemezve, hogy a külső rétegnek (80) zárt alsó része (50), egy hengeres oldalfalrésze (52), és ettől felfelé egy meneteket (86) tartalmazó nyakrész van.
27. Az 1. igénypont szerinti előidom, azzal jellemezve, hogy a külső rétegnek (40c) egy zárt alsó része (50) van, innen nyúlik felfelé egy hengeres oldalfalrész (52) testrész és egy felső rész (56) tovább, és ahol a belső réteg (30c) a külső réteggel (40c) határos.
28. Eljárás többrétegű műanyag előidomból fúvott tartály előállítására a következő eljárási lépésekkel, először fröccsöntéssel egy előidomot formáznak, az előidomot egy külső réteggel határos hengeres falú műanyag béléssel formázzák, amelyet zárt fenékkel és nyitott nyakkal alakítanak ki, majd egy második lépésben az előidomból fúvással alakítják ki a tartályt, azzal jellemezve, hogy az előidomot (90) a műanyag belső bélés (10) körül lényegében véve teljes hossza mentén egy külső réteg (80) fröccsöntésével formázzuk, és a belső réteg (30) felső részének (12) legalább egy részét hőkezelő eljárással kristályosítjuk, mialatt a bélés (10) alsó részét védjük a hőkezelési eljárástól.
29. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előidomot (90) fúvószerszámba (102) helyezve fúvóberendezés (102) útján fúvással formázzuk a tartályt (110) végső alakjára.
30. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a belső réteget (30) extrudálással és termoformázással állítjuk elő.
31. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a külső réteget (40) fröccsöntéssel állítjuk elő úgy, hogy a külső rétegnek (40) zárt feneket formázunk, amelyből felfelé egy testrész nyúlik ki, és az tovább egy menettel (86) rendelkező nyakrészben végződik.
32. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bélés (10) felső részének egy külső felületrészét hőkezelésnek vetjük alá oly módon, hogy a külső felület nagyobb mint 20%-a kristályos állapotba kerüljön.
33. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy többrétegű belső bélést (10b, 10c) állítunk elő.
34. A 33. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a többrétegű belső bélés (10b, 10c) előállításához legalább egy réteg műanyag védőréteget alkalmazunk.
35. A 34. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a többrétegű bélés (10b, 10c) védőrétegét etilén-vinil-alkohol (EVOH)-csoportból, polietilén-naftalátból külön állítjuk elő.
36. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a külső réteg (40) legalább egy részét hőkezeljük.
37. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bélés (10) felső részét (56) hőkezelésnek vetjük alá, míg a bélés (10) alsó részét (50) védjük a hőkezeléstől.
38. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a külső réteget (40) zárt alsó résszel (50) formázzuk, a zárt alsó résztől (50) felfelé kiterjedni egy hengeres oldalfalrészt (50) kialakítva, majd hagyjuk tovább a nyakrészt tartalmazó felső rész (56) felé felfelé kiterjedni úgy, hogy a belső réteg (30c) határos a külső réteggel (40c).