IT8224150A1

IT8224150A1 - Bottiglia di plastica e procedimento per la produzione della stessa

Info

Publication number: IT8224150A1
Application number: ITMI1982A024150A
Authority: IT
Original assignee: Mitsubishi Plastics Industries Ltd
Priority date: 1981-11-10
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1984-05-09
Also published as: DE3241571A1; IT8224150A0; IT1154544B; JPS5881131A; US4550007A; FR2516013A1; CA1188469A; GB2108899A; AU554049B2; NZ202293A; FR2516013B1; JPH0351568B2; AU1232483A; GB2108899B

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

Descrizione di una invenzione avente titolo: vVr;v "BOTTIGLIA DI PLASTICA E PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE

DELLA STESSA"

M 2008 NG/bf A nome: MITSUBISHI PLASTICS INDUSTRIES LIMITED di nazionalit? giapponese, con sede a Chiyoda-ku, TOKYO (Giappone), ed elettivamente domiciliata presso

il mandatario Ufficio Brevetti ing. A.GIAMBROCO-NO & C. S.r.l. via Rosolino Pilo 19/b - Milano.

Depositato il 1Q ^QV.*1082 al n

-o-o-o-o- 0-0-0-0-0- 24 1 50 fi/82

RIASSUNTO

Una bottiglia di plastica realizzata in tereftalato

di polietilene orientato in senso biassiale comprende una porzione a collo ristretta, una porzione a spalla svasata

in basso ed all'esterno che continua dalla porzione al

collo, una porzione a corpo generalmente cilindrica ed uia porzione inferiore o di fondo, in cui dette porzioni, tran

ne la porzione a collo, presentano una densit? pari ad

almeno 1,375, mentre il tasso di aumento di volume interno

? inferiore a 5 % quando la bottiglia riempita di un liquido a 20?C che contiene un volume di gas pari a 2 di anidride carbonica gassosa ? immersa in acqua calda a 75?

C per 30 minuti.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una bottiglia

di plastica avente buona resistenza al calore, buona resistenza alla pressione e buona resistenza meccanica, e si riferisce ad un procedimento per la produzione della stessa.

Le bottiglie di poliestere sono state ampliamente impjLe gate come bottiglie per vivande e bevande, come per esem pio salsa di soia od altre salse, in quanto le stesse prs sentano una elevata resistenza meccanica e sono chimicamente stabili.

In particolare, le bottiglie realizzate in tereftelato di polietilene hanno conquistato popolarit? negli anni recenti come bottiglie per bevande trattate con anidride carbonica, in quanto presentano una bassa permeabi lit? ai gas, come ossigeno oppure anidride carbonica e buona trasparenza.

In un procedimento tradizionale per la produzione di bottiglie di tereftalato di polietilene, ? una pratica comune che le bottiglie ottenute mediante stiramento per soffiatura siano soggette a trattamento termico per migliorare la resistenza al calore ed impedire il ritiro termico. Tuttavia, semplicemente con tale trattamento ter mico ? stato impossibile ottenere una bottiglia di plastica avente una adeguata resistenza al calore, resistenza alla pressione e resistenza meccanica necessaria per una bottiglia per bevande gasate o trattate con anidride carpo nica.

In particolare, per una bottiglia da utilizzare come bottiglia- per bevanda gasata o trattata con anidride carbo nica, la pratica comune e' quella di riempire anzittutto la bottiglia con una bevanda gasata o trattata con anidride carbonica ? chiudere la stessa a tenuta, e quindi sulla bottiglia si spruzza una doccia di acqua calda ad una temperatura compresa tra 70 e 80?C circa per un tempo di circa 30 minuti per la sterilizzazione della stessa. Tuttavia, nel caso di bottiglie di tereftalato di po lietilene prodotte mediante processi tradizionali, quandi la pressione interna delle bottiglie viene innalzata per una dilatazione di volume della bevanda gasata riempita nelle bottiglie, oppure per la gassificazione della sostanza gasata contenuta nella bevanda, ? probabile che tutte le bottiglie subiscano una dilatazione, od ? proba bile che i fondi delle stesse si rigonfiano e si deforma no in una forma semisferica, per cui i loro aspetti este; ni tendono ad essere estremamente deformati in misura tar le da non risultare pi? accettabili per scopi pratici.

Quale risultato di ricerche estensive per superare le difficolt? delle bottiglie convenzionali di tereftalato di polietilene, la richiedente ha trovato che nella formja zione di una bottiglia mediante stiramento per soffiatura di un cosiddetto stampo formatore (1) se si aumentai! \o\ ritmo di stiramento, pur mantenendo lo spessore della pa rete stirata ad un valore sostanzialmente uniforme, ? poj> sibile facilitare la cristallizzazione senza che si veri fichi una imbiancatura durante il trattamento termico sue cessivo ed ? possibile migliorare con ci? in misura note vole la resistenza al calore e la resistenza alla pressici ne, e (2) la resistenza meccanica pu? essere migliorata tornando a stirare il prodotto intermedio ottenuto mediali te il primo stiramento per soffiatura, prodotto che viene soggetto a ritiro naturale.

In particolare la presente invenzione realizza una bottiglia di plastica fatta di tereftalato di polietilene orientato in senso biassiale, la quale comprende una porzione a collo stretta, una porzione a spalla svasata in basso e all'esterno che continua dalla porzione a collo, una porzione a corpo generalmente cilindrica -e una porzione inferiore o di fondo, in cui dette porzioni, tranne per la porzione a collo, hanno una densit? pari ad al-j? meno 1,375, ed in cui il ritmo di aumento del volume interno ? inferiore al 5 % quando la bottiglia stessa riem pita di un liquido a 20?C che contenga un volume di gas pari a 2 di anidride carbonica gassosa viene immerso in acqua calda a 75?C per 30 minuti. Si preferisce che la porzione inferiore o di fondo abbia una configurazione sporgente in modo semi-sferico.

La presente invenzione realizza inoltre un procedimen to per la produzione di una bottiglia di plastica, proc? dimento che comprende le fasi di stirare per soffiatura un cosiddetto stampo formatore di tereftalato di polieti lene in un primo stampo in modo da formare un prodotto intermedio, trasferire il prodotto intermedio ad un secondo stampo mentre il prodotto intermedio, che ha subito una fase di ritiro, ? ancora tenero, e tornare a stirare il prodotto intermedio nel secondo stampo, procedimento che ? caratterizzato dalle seguenti fasi:

(A) una fase di regolazione delle porzioni dello stam po formatore corrispondenti alle porzioni a spalla e di fondo della bottiglia, ad una temperatura di stiramento che da 2 a 5?C ? superiore alla temperatura della porzio ne corrispondente alla porzione a corpo della bottiglia al momento di riscaldare e stirare lo stampo 'formatore;

(B) una fase di formatura del prodotto intermedio mediante stiramento per soffiatura dello stampo formatore da 10 a 14 volte quale prodotto dei ritmi di stiramento nelle direzioni assiale e radiale nel primo stampo risca! dato ad una temperatura pari ad almeno la temperatura di cristallizzazione dello stampo formatore, e pari ad alme^i 20?C al disotto del punto di fusione dello stesso stampo formatore, e sottoporre il prodotto intermedio a trattamento termico mantenendolo in contatto intimo con la parete interna del primo stampo per un periodo di tempo pri?

? ''?jAfBRO^? determinato; e

(C) una fase di trasferimento del prodotto intermedio

ad un secondo stampo avente un volume interno compreso

tra 75 e 115 % rispetto al volume interno del primo stamjpo, e tornare a stirare il medesimo nel secondo stampo.

A questo punto si descriver? in dettaglio la presente invenzione.

Negli annessi disegni:

La figura 1 ? una vista in sezione trasversale verticale dello stampo formatore;

La figura 2 ? una vista in sezione trasversale verticale illustrante la fase della disposizione dello stampo formatore nel primo stampo e dello stiramento per soffia

tura dello stesso nel medesimo;

La figura 3 ? una vista in sezione trasversale verticale illustrante la fase in cui si torna a stirare il pradotto intermedio nel secondo stato; e

La figura 4 ? una vista in sezione trasversale verticale di una bottiglia di plastica in tal modo ottenuta.

Il tereftalato di polietilene impiegato come materiale per le bottiglie della presente invenzione ? ottenibile mediante polimerizzazione di acido tereftalico o del

suo derivato di formazione di estere con glicole di etilene. Come componente copolimerizzato esso pu? contenere

/ ,o

un piccolo quantitativo di un altro acido dicarbossilico o diolo . Ai fini della presente invenzione tale tereftalato di polietilene deve presentare di preferenza una viscosit? intrinseca pari ad almeno 0, 65. Se la visc sita intrinseca ? inferiore a 0, 65 la resistenza agli urti tende ad essere insufficiente , cosa questa che risulta eh sere indesiderabile .

Come acido dicarbossilico summenzionato , si possono citare acidi dicarbossilici aromatici , come acido o ftalico, acido isoftalico oppure acidi dicarbossilici naf tale nici , o acidi dicarbossilici alifatici , come acido adipi^o o acido azelaico . Come componenti di diolo , si possono citare i dioli alifatici , come glicole di trimetilene opfpure glicole di propilene , oppure glicoli aliciclici , o dioli aromatici come bisfenolo oppure idroquinone .

Nella presente invenzione si impiega uno stampo forma1-tore con fondo fatto di tereftalato di polietilene . Que-j I

sto stampo formatore pu? essere ottenuto mediante forma-j tura per iniezione , oppure mediante taglio di un prodottp tubolare formato mediante formatura per estrusione in unfe !

I lunghezza adatta , corpo che viene poi provvisto di un j 1 fondo . i Nell 'uno e nell 'altro metodo lo stampo formatore ? pr 2 feribilmente formato in una forma generalmente cilindrici oppure in una configurazione rastremata con uno spessore di parete sostanzialmente uniforme per tutta la struttu _ ? ?* BROy ra . Lo spessore di parete pu? per? essere variato in di_ pendenza della configurazione della bottiglia da formare , in modo che lo spessore di parete risulta alquanto maggiore in corrispondenza delle porzioni da stirare ad

un ritmo di stiramento pi? alto .

Secondo la presente invenzione , si dispone anzittutto questo stampo formatore in un primo stampo che lo si sot-f* topone a stiramento per soffiatura in modo da formare un prodotto intermedio e al prodotto intermedio si applica

un trattamento termico .

In questa operazione lo stampo formatore viene riscal -dato in un forno di riscaldamento ad una temperatura ottimale per lo stiramento in modo da realizzare un gradiefi te di temperatura parziale . La temperatura ottimale di stiramento pu? variare in certe misure in dipendenza del particolare materiale di tereftalato di polietilene , ma

si preferisce in generale che la temperatura sia da 20

a 30?C superiore alla temperatura di transizione del vetro (Tg) . La fase di riscaldamento per impartire un gradiente di temperatura allo stampo formatore ? di solito effettuata riscaldando anzittutto lo stampo formatore ad

una temperatura di stiramento ottimale uniforme e riscaljdando quindi parzialmente le porzioni dello stampo forma -tore corrispondenti alle porzioni a spalla e di fondo de L

la bottiglia, ed in cui lo stiramento risulta relativamente difficile, ad una temperatura da 2 a 5?C superiore a quella della porzione corrispondente alla porzione a corpo della bottiglia, in cui lo stiramento pu? essere effettuato in modo relativamente facile. Altrimenti, ? possibile impartire il gradiente di temperatura allo stampo formatore in una fase singola introducendo lo stesso stampo formatore in un forno di riscaldamento avente con dizioni di temperatura parzialmente diverse.

Se il gradiente di temperatura ? inferiore a 2?C, ? difficile effettuare lo stiramento delle porzioni corrispondenti alle porzioni a spalla e fondo della bottiglia^ stiramento che risulter? inadeguato e di difficile uniformit?. D'altra parte, se il gradiente di temperatura supera 5?C, lo stiramento in corrispondenza di queste porzioni proceder? in maggior misura rispetta alle altre porzioni e riuscir? difficile ottenere una bottiglia avente uno spessore di parete uniforme per tutta la strut tura. Pertanto, il gradiente di temperatura pu? essere regolato in modo facoltativo entro un campo da 2 a 5?C in dipendenza della configurazione particolare della bot tiglia .

Il primo stampo viene riscaldato preliminarmente per portare la superficie della parete interna ad una temperatura pari ad almeno la temperatura di cristallizzaziodello stampo formatore e almeno di 20?C al disotto

'? AiBROC.? punto di fusione dello stesso stampo formatore a mez

zo di un mezzo di riscaldamento fatto circolare nella pa

rete dello stampo, oppure a mezzo di un riscaldatore eiettrico che circonda la superficie esterna dello stampo st?

so. Dopo aver disposto lo stampo formatore nel primo stani po, si soffia in quest'ultimo un fluido in pressione ad

2

una pressione compresa tra 8 e 30 kg/cm e con ci? lo st nipo formatore viene ad essere stirato in senso biassiale.

In questa fase di stiramento ? inoltre possibile impiegare un'asta di stiramento. In questo caso, l'asta di stiramento viene fatta sporgere nello stampo formatore e lo stiramento per soffiatura viene effettuato in maniera tale che lo stampo formatore risulta stirato nella direzione assiale e successivamente o simultaneamente a questo stiramento assiale si soffia un fluido in pressione nello stampo formatore per far dilatare lo stesso in senso radiale .

Il prodotto intermedio ottenuto dal primo stiramento

per soffiatura presenta una configurazione comprendente

una porzione a collo stretta, una porzione a spalla svasata verso il basso ed all'esterno e che risulta continua dalla porzione a collo, una porzione a corpo generai

mente cilindrica ed una porzione inferiore o di fondo eh

di preferenza ? formata in una configurazione con sporge

za a forma semi-sferica. Il grado di stiramento (ossia il grado di stiramento assiale per il grado di stiramento radiale) ? compreso da 10 a 14 volte. In questo caso, si preferisce che il grado di stiramento assiale sia com preso tra 2 e 3,5 volte e il grado di stiramento radiale sia compreso fra 3 e 5 volte. Se il grado di stiramento ? inferiore a 10 volte, lo stiramento nelle porzioni cor rispondenti alla porzione a spalla e a quella di fondo della bottiglia sar? inadeguata e si incontreranno quindi delle difficolt?, in quanto tali porzioni subiscono una deforinazione quando la bottiglia viene sottoposta a sterilizzazione a temperatura elevata, oppure riempita di una sostanza ad alta temperatura. D'altra parte, se q?e sto grado di stiramento supera il valore di 14 volte, ? possibile che si verifichi un distacco dello strato intetmo in corrispondenza della porzione a corpo della bottiglia in cui lo stiramento ha luogo nel modo pi? facile, per cui l'aspetto esterno risulter? molto sgradevole.

Il prodotto intermedio in tal modo formato ? sottoposto a trattamento termico mantenendolo per un periodo di tem po predeterminato a contatto con la superficie interna d^l primo stampo. Questa operazione viene preferibilmente coi dotta applicando una pressione interna compresa fra 8 e 2

30 kg/cm al prodotto intermedio in modo da premere la su perficie esterna dello stesso prodotto intermedio contro I 0 la superficie interna dello stampo. Il periodo di tempo ^ per mantenere il prodotto intermedio a contatto con la superficie interna dello stampo in questo trattamento termico ? determinato sulla base dello spessore di pare te del prodotto intermedio e sulla base della temperatu ra della superficie interna dello stampo. In generale il periodo ? pi? breve quando la temperatura della superficie interna dello stampo ? pi? alta, mentre il periodo ? pi? lungo quando la temperatura della superficie interna ? pi? bassa. In modo pi? specifico ? possibile effettua re un trattamento termico sufficiente mantenendo il pr? dotto intermedio a contatto con la superficie interna del 10 stampo per un tempo da 2 a 10 secondi ad una temperatura della superficie interna pari a circa 140?C da 1,5 a 8 secondi ad una temperatura della superficie interna a circa 170?C, oppure per un tempo da 1 a 6 secondi ad una temperatura della superficie interna pari a circa 20t>?C, Se la temperatura della superficie interna dello stamp ? inferiore alla temperatura di cristallizzazione, per

11 trattamento termico ? necessario un periodo pi? lungo ed ancora non ? possibile effettuare un trattamento termico adeguato. Inoltre, se la temperatura ? di pi? di 20 al disotto della temperatura di fusione, si ha la probabilit? di una adesione della superficie esterna del prodotto intermedio alla superficie interna dello stampo, cb 13 i?Y

sa questa che risulta indesiderabile . Cos? , il primo sta a po viene riscaldato ad una temperatura pari ad almeno la temperatura di cristallizzazione dello stampo formatore e di almeno 20?C al disotto del punto di fusione dello stesso stampo formatore .

In questo caso la temperatura di cristallizzazione ? pari a circa 120?C e il punto di fusine ? pari a circa 260?C , valori misurati entrambi mediante analisi termica differenziale .

Secondo la presente invenzione il prodotto intermedio in tal modo ottenuto viene soggetto ad ulteriore stiramento nel secondo stampo per formare una bottiglia di pi ? stica .

In questa fase di nuovo stiramento si impiega un secondo stampo avente un volume interno compreso tra 75 e 115 % rispetto al volume interno del primo stampo . Se il volume interno ? inferiore a 75 % , esso tende ad essere pi? piccolo della dimensione del prodotto- medio sottoposto a ritiro , per cui la fase del nuovo stiramento nel secondo stampo diventa difficile ed ? probabile la formajzione di rughe , pinzature o piccoli incavi . D'altra parte , se il volume interno supera il valore di 115 %, ? probabile che durante la operazione di nuovo stiramento del prodotto intermedio nel secondo stampo si verifichino fenomeni di restringimento , rottura e cos? via .

Di preferenza questo secondo stampo ha una configurazione simile al primo stampo. Esso per? pu? avere una configurazione leggermente diversa in dipendenza della configurazione desiderata della bottiglia da ottenere. Per esempio, se si desidera ottenere una convessit? o concavit? a forma di anelli intorno alla porzione a corpo della bottiglia di plastica come prodotto finale, la concavit? o convessit? corrispondente viene realizzata sulla superficie interna del secondo stampo senza prevedere tale concavit? o convessit? sulla superficie interri^, del primo stampo, in modo che la concavit? o convessit? desiderata si forma sulla porzione a corpo quando nel s? condo stampo il prodotto intermedio ? sottoposto a nuovo stiramento. Ci? si preferisce in quanto il prodotto intet medio estratto dal primo stampo subisce un ritiro natura le e questo ritiro tende ad essere irregolare per effetto della differenza del grado di stiramento, e se la conjcavit? o convessit? viene prevista sulla porzione a corpo del prodotto intermedio, pu? essere difficile portare la concavit? o convessit? in allineamento con la conves sit? o concavit? prevista sulla superficie interna del secondo stampo.

La operazione del nuovo stiramento nel secondo stampo ha l'effetto di regolare?la configurazione del prodotto intermedio alla forma finale della bottiglia di plastica da ottenere. Questo effetto risulta per? di natura se r? X ,? ?

''?????<^ '' condaria ai fini della presente invenzione. Secondo la

presente invenzione, lo scopo pi? importante dell'operazione del nuovo stiramento consiste nel migliorare la r? sistenza meccanica del prodotto finale mediante trasfer?

mento del prodotto intermedio ottenuto dallo stiramento

e dal trattamento termico del primo stampo al secondo

stampo e tornando a stirare il prodotto intermedio soffiando un fluido in pressione nello stesso prodotto intermedio posto nel secondo stampo.

Il prodotto intermedio prelevato dal primo stampo ?

ad uno stato rammollito e subisce un ritiro naturale al diminuire dello sforzo creato dalla sollecitazione durante il primo stiramento. Il prodotto intermedio in tal modo ritirato e che si trova ad uno stato rammollito viene trasferito rapidamente al secondo stampo (si preferisce completare questo trasferimento dal primo stampo al secondo stampo entro un tempo di 10 secondi, e in modo pi? preferibile il periodo di tempo dall'apertura del primo

stampo alla chiusura del secondo stampo deve essere compresa fra 2,5 e 10 secondi), mentre la operazione del nuc

vo stiramento viene effettuata soffiando un fluido in

2

pressione ad un valore compreso fra 8 e 30 kg./cm nel

prodotto intermedio. Se il secondo stampo ? raffreddato

ad una temperatura che non ? superiore alla temperatura ci transizione del vetro (Tg) dello stampo formatore, la bottiglia di plastica pu? essere immediatamente ritirata dopo la fase del nuovo stiramento, per cui le bottiglie di plastica possono essere formate in continuo in modo dolce e regolare.

La bottiglia di plastica in tal modo ottenuta presenta una configurazione comprendendo una porzione a collo stretto, una porzione a spalla svasata verso il basso e all'esterno e che risulta continua dalla porzione a collo, una porzione a corpo generalmente cilindrica ed una porzione inferiore o di fondo, in cui tutte.le porzioni, tranne la porzione a collo, presentano uno spessore sostanzialmente uniforme e che sono orientati biassialmente con una densit? pari ad almeno 1,375. Questa bottiglia di plastica viene riempita di una bevanda gasata o trattata con anidride carbonica e chiusa a tenuta, e quindi sulla stessa si spruzza una doccia di acqua calda in accordo al metodo tradizionale di sterilizzazione ad alta temperatura, per cui non si osserva nessuna deformazione della porzione a spalla o della porzione di fondo della bottiglia. Non si osserva neppure nessuna deformazione di tutta la struttura della bottiglia per effetto di un aumento della pressione interna dato dalla sterilizzazio ne ad alta temperatura, mentre la permeazione del gas in terno risulta minima. Si prova quindi come la bottiglia di plastica sia estremamente utile come bottiglia per

vande gasate o trattate con anidride carbonica.

A questo punto l'invenzione verr? descritta nei parti colari con riferimento ad Esempi.

Le condizioni per la misura delle propriet? principali sono le seguenti:

Viscosit? intrinseca (h): La viscosit? intrinseca vie

ne misurata ad una concentrazione di polimero pari a 1 %

in una soluzione di 30?C composta di tetracloroetano e

fenolo ad un rapporto di peso pari a 1 : 1.

Densit? : La densit? viene misurata mediante un metodo di gradiente di densit?. Come liquido avente un gradiente di densit? si impiega una miscela di eptano norma

le e tetracloruro di carbonio.

volume interno della

Grado di aumento del volume bottiglia dopo la prova \

K 100(7?) ^volume interno della ' bottiglia prima della

prova

Un liquido alla temperatura di 20?C contenente un volume di gas pari a 2 di anidride carbonica viene riempito nella bottiglia lasciando uno spazio di testa corrispondente a 37c del volume interno della bottiglia stessa

La espressione "volume di gas pari a 2 di anidride carbo nica" st? a significare che il volume dell'anidride carbjo nica ad una temperatura di 20?C e ad 1 atmosfera ? due

volte il volume del liquido. Il volume viene chiuso a te

nuta e immerso in acqua calda alla temperatura di 75?C r 30 minuti, dopo di che si misura l'aumento percentuale

^AfBRO^ del volume interno.

ESEMPI DA 1 A 6 ED ESEMPI COMPARATIVI DA 1 A 3 :

Si ? proceduto allo stampo per iniezione di tereftala

to di polietilene avente una viscosit? intrinseca (? ) di

0,72 in modo da avere uno stampo formatore munito di fon

do avente un diametro esterno medio (d^) di 25,5 mm, un diametro interno medio (d?) di 17,5 mm, una lunghezza stj. rabile effettiva ) tranne per la porzione a collo par:, a 144,6 mm ed un peso di 64 g. La sezione trasversale verticale di questo stampo riformatore ? rappresentata

in figura 1.

Questo stampo formatore P viene introdotto in un forno di riscaldamento e tutto lo stampo formatore tranne

per la porzione a collo (ossia quella porzione che non do

ve essere stirata) PQ, ? stata riscaldata in modo da por

tare la porzione P^ corrispondente alla porzione a spalla della bottiglia ad una temperatura di 96?C, la porzione corrispondente alla porzione a corpo della bottiglia ad una temperatura di 94?C e la porzione P^ corrispondente alla porzione inferiore o di fondo della bottiglia ad una temperatura di 97?C.

Questo stampo formatore P ? stato quindi sistemato ne

primo stampo 1, come rappresentato in figura 2, e nello

stampo formatore P si ? soffiata aria pressurizzata (a temperatura ambiente) ad una pressione di 25 kg/cm , ef-'^T???R?CP^ fettuando al tempo stesso uno stiramento assiale che si ottiene spingendo un'asta di stiramento 2, per cui si via

ne a formare un prodotto intermedio M. Il prodotto inter

medio M viene portato a contatto con la superficie inter

na dello stampo e sottoposto a trattamento termico per un

tempo di 4 secondi. Successivamente, il prodotto interme

dio M viene estratto dal priitvo stampo 1 e trasferito ad

un secondo stampo 3 avente un volume interno di 1.570 mi

Per una fase di nuovo stiramento si soffia aria pressurizzata (a temperatura ambiente) ad una pressione di 25

2

kg/cm nel prodotto intermedio M (vedere figura 3).

Come risultato si ottiene una bottiglia di plastica

B avente una configurazione come quella illustrata in fi??

gura 4 ed un indice o grado di stiramento (ossia grado d:. stiramento assiale del grado di stiramento radiale) pari

a 10 volte.

Il volume interno del primo stampo impiegato in questa operazione di formatura ? di 1.649 mi nei casi degli eseu

pi comparativi 1 e 2, di 1.727 mi nei casi degli esempi

1 e 2, e di 2.072 mi nei casi degli esempi da 3 a 6 e dell'Esempio comparativo 3. Il grado di stiramento del. prodotto intermedio nel primo stampo ed il rapporto tra

il volume interno del secondo stampo e il volume interno del primo stampo sono quelli riportati in tabella 1.

J??t>

20

'%\ La densit? della bottiglia di plastica ottenuta mediante

'??4?BR5?? ognuno degli esempi e degli esempi comparativi ed il gr?

do di aumento del volume della bottiglia sono riportati

in tabella 1.

Le densit? indicate in Tabella 1 sono tra le pi? piccole densit? delle parti radiali medie della porzione a

spalla ossia delle parti radiali medie della porzione inferiore o di fondo della bottiglia di plastica illustrata in figura 4.

Il grado'di stiramento (ossia il grado di stiramento assiale per il grado di stiramento radiale) viene calcolato mediante la formula seguente:

D

grado di D?

stiramento : Ll.+ 2

dl d2

in cui d^: diametro esterno medio dello stampo formatore

d^z diametro interno medio dello stampo formatore

t z lunghezza della porzione stirabile effettiva

dello stampo formatore tranne la porzione a collo PQ.

: diametro esterno medio della porzione a corpo della bottiglia di plastica

: lunghezza della bottiglia di plastica esclusa la porzione a collo.

Dalla tabella 1 risulta evidente che le bottiglie ott?

nute dagli esempi d? 1 a 6 secondo la presente 'invenzi? ne hanno una densit? di 1,375 o pi? in corrispondenza dejL le loro porzioni a spalla, di fondo ed a corpo, e che il grado di aumento del volume ? inferiore in tutti i casi a 5 ?. Al contrario, negli esempi comparativi 1 e 2 le densit? delle porzioni a spalla e delle porzioni di fondo delle bottiglie sono uguali a 1,370 o meno, ed i gradi di aumento del volume sono di 6,5 o pi?, e quindi si riscontra che questo valore ? superiore al limite superiore del 5 % per la applicazione pratica di bottiglie resistenti alle pressioni per bevande. Nell'esempio comparativo 3 le densit? delle porzioni a spalla, di fondo e a corpo sono uguali ad almeno 1,375 e ci? nonostante in corrispondenza delle porzioni a spalla o di fondo del la bottiglia si ha un imbianchimento di sferulite durante il trattamento termico in quanto la temperatura della superficie interna del primo stampo risulta superiore a.

240?C, per cui la bottiglia presenta un aspetto estern? indesiderabile.

La tabella 1 indica la relazione tra la densit? della bottiglia di plastica e il grado di aumento del volume nel caso in cui il grado di stiramento della bottiglia di plastica nel secondo stampo venga fissato a 10 volte, mentre il rapporto del volume interno tra il secondo stata po rispetto al primo stampo ? stato variato ad un livell I \ pari a 95 %, 91 % oppure 76 %.

?AfBR?C? Viceversa, la tabella 2 indica la valutazione delle bottiglie di plastica nel caso di variazione del rapporto del volume interno ad un livello pari a 128 %, 111 %,

95 %, 91 %, 76 % e 71 % con ognuno dei gradi di stiramen

to delle bottiglie di plastica del secondo stampo pari a

8 volte, 9 volte, 10 volte, 13 volte e 14 volte.

In questo caso, la configurazione e la dimensione dello stampo formatore, le condizioni di riscaldamento ed

il procedimento per la produzione delle bottiglie sono

uguali a quelli degli esempi e degli esempi comparativi

di cui sopra. In ogni caso la temperatura dalla superficie interna del primo stampo ? di 170?C, mentre il trattamento termico viene effettuato portando il prodotto intermedio a contatto con la superficie interna dello stampo per un tempo di 4 secondi.

Dalla tabella 2 risulta evidente che quando il rapporto del volume interno tra il secondo stampo ed il primo

stampo ? uguale a 128 %, si ha una variazione di spessore in corrispondenza delle porzioni a spalla o di fondo

delle bottiglie, mentre si possono verificare dei restringimenti o rotture al momento della operazione di ristiramento del secondo stato, per cui non ? possibile ottenere bottiglie che siano di utilit? pratica. D'altra parte, se

il rapporto del volume interno ? pari a 71 %, sulle bott:.

JL?*l

23

g?ie si formano delle grinze, oppure si vengono a formare de le pizzicature o altre deformazioni al momento del ristirami:nto nel secondo stampo. Inoltre, quando il grado di stiramento Tel primo stampo ? superiore a 16 volte ? difficile effettuare lo stiramento per soffiatura dello stampo formatore.

Anche quando il rapporto del volume interno tra il se condo stampo e il primo stampo ? compreso tra 111 % e 76 % se il grado di stiramento del prodotto intermedio nel pri mo stampo ? inferiore a 10 volte, ? probabile che si veri fichi una variazione di spessore in corrispondenza delle porzioni a spalla o di fondo della bottiglia, oppure si pu? osservare un leggero imbianchimento. D'altra parte, se il grado di stiramento ? superiore a 14 volte, si pu? et?a ramente osservare nel prodotto intermedio un distacco del lo strato interno, e la bottiglia con ci? ottenuta ? di trasparenza inferiore, e di nessuna utilit? pratica.

Le bottiglie della presente invenzione rientrano in an campo definito da una linea punteggiata in tabella 2.

In particolare, quando il trattamento termico viene condotto ad un grado di stiramento del prodotto intermedio nel primo stampo compreso fra 10 e 14 volte e la fase di ristiramento viene condotta ad un rapporto di volume inferno tra il secondo stampo e il primo stampo compreso tr^.

75 e 115 %, si ottengono bottiglie di plastica aventi una Tuona trasparenza ed un aspetto esterno e'ccellente.

Tabella 1

Grado di Grado di stira Rapporto del T?mpera tura del

Densit? (n) aumento del vo mento del pro volume inter la' superficie N o t e lume (%) dotto interme no interna del pri

dio (%) mo stampo (?CT

Esemplo compa

rativo 1 ~ 1.36G 9.7 10.3 95 no

Esempio compa

rativo 2 ? 1.370 6.5 10.3 95 120

Esempio 1 1.375 4.9 10.6 91 130

Esempio 2 1.379 3.4 10.6 91 150

Esempio 3 1,384 12.0 76 170

Esempio 4 1.388 1.8 12.0 76 190

Esempio 5 1.391 1.7 12.0 76 210

Esempio 6 1.394 1.5 12.0 76 230

- 1

imbianchimento Esempio Osservato in comparativo 3 1.395 , 1.3 12.0 76 245 :orrispondenza Ielle porzioni ? spalla e di pndo

sSN f?/ > "*?'m

O

Tabella 2 *

- - *7

X^apporto del

nGr^adXox{Ol~utmeerno- 128 111 95 91 76 71

draimsentito N.J??

8 (6.7) (7.4) (8.3) (8.5) (9.9) (10.0)

? X ? o o ? ?

r *- 1

9 (7.6) (8.4) (9.3) (9.6) 1(10.8)| (11.3)

? X | ? 0 ? o _!1_ ? L!, ? 10 (8.5) (9.3) <(10.3) (10.6) (12.0)! (12.5)

X O i ?

h .J ?

- ? ,....?

i

13 (11.0) ?(12.1) (13.4) (13.9) ! (15.6) (16.3)

X : ? j ?

i !"

14 (11.8) i(13.1) ! (14.5) (14.9) (16.8) (17.5)

X ? ?

In Tabella 2 i valori rappresentati tra ( ) sono i

valori di stiramento dei prodotti intermedi nel primo

stampo.

O : La porzione a spalla o di fondo della bottiglia ri.

sulta leggermente imbiancata.

/S ' La porzione a spalla o di fondo della bottiglia pr?

senta uno spessore non uniforme.

[ ! : Formazione di grinze o di parziale pizzicatura o a]

tra deformazione nel secondo stampo.

0 : Si osserva chiaramente un distacco dello strato in

terno (nel primo stampo).

Restringimento o rottura (nel secondo stampo).

B Capacit? di stiramento difficile (nel primo stampo ??????? ? : Aspetto esterno eccellente.

Claims

RIVENDICAZIONI

1) Bottiglia di plastica realizzata in tereftalato di olietilene orientato in senso biassiale, bottiglia che omprende una porzione a collo stretta, una porzione a

spalla svasata verso il basso e all'esterno che tisulta continua dalla porzione a collo, una porzione a corpo ge neralmente cilindrica ed una porzione inferiore o di fon

do, in cui dette porzioni ad eccezione della porzione a

collo hanno densit? pari ad almeno 1,375, ed in cui il

grado di aumento del volume interno ? inferiore a 5 % quan do la bottiglia ? riempita'di un liquido a 20?C contenente un volume di gas pari a 2 di anidride carbonica gassosa ed immerse in acqua calda per 30 minuti ad una temperatura di 75?C.

2) Bottiglia di plastica secondo la riv. 1, in cui la porzione inferiore o di fondo presenta una configurazione con sporgenza semi sferica.

3) Bottiglia di plastica secondo la riv. 1, in cui il tereftalato di polietilene presenta una viscosit? intrinse ca pari ad almeno 0,65.

4) Procedimento per la produzione di una bottiglia di plastica, procedimento che comprende lo stiramento per soffiatura di uno stampo formatore di tereftalato di polietilene ?.

\t\ 0 in un primo stampo per formare un prodotto intermedio, trasferimento del prodotto intermedio ad un secondo stampo mentre lo stesso prodotto intermedio che ha subito un

ritiro ? ancora tenero, e ristiramento del prodotto intermedio in un secondo stampo, procedimento che ? caratterizzato dalle seguenti fasi:

(A) una fase di regolazione delle porzioni dello stampo formatore corrispondenti alle porzioni a spalla e di fon??

do della bottiglia ad una temperatura di stiramento che

da 2 a 5?C ? superiore alla temperatura della porzione corrispondente alla porzione a corpo della bottiglia al

momento del riscaldamento e dello stiramento dello stampi formatore ;

(B) una fase di formazione del prodotto intermedio mediante stiramento per soffiatura dello stampo formatore

da 10 a 14 volte come prodotto dei gradi di stiramento

nelle direzioni assiali e radiali nel primo stampo risca!.

dato ad una temperatura pari ad almeno alla temperatura

di cristallizzazione dello stampo formatore e di almeno

20?C al disotto del punto di fusione dello stampo formatore, e trattamento termico del prodotto intermedio mantenendo il medesimo a contatto intimo con la parete interna del primo stampo per un periodo di tempo predetenni.

nato; e

(C) una fase di trasferimento del prodotto intermedio

ad un secondo stampo avente un volume interno compreso 't

Vc\

;c\>>- _ .f* .*o. tra 75 e 115 % rispetto al volume interno del primo stam

po, e ristiramento del prodotto intermedio del secondo

stampo.

5) Procedimento secondo la riv. 4, in cui?lo stiramen

to per soffiatura del primo stampo viene effettuato soffiando un fluido pressurizzato ad una pressione compresa

tra 8 e 30 kg/cm nello stampo formatore.

6) Procedimento secondo la riv. 5, in cui per lo stiramento assiale dello stampo formatore si impiega un'ast^i

di stiramento.

7) Procedimento secondo la riv. 4, in cui lo stampo

formatore ? stirato da 2 a 3,5 volte nella direzione assiale e da 3 a 5 volte nella direzione radiale.

8) Procedimento secondo la riv. 4, in cui il primo

stampo ? riscaldato ad una temperatura compresa tra 120?2circa e 240?C circa.

9) Procedimento secondo la riv. 4, in cui il trattamento termico del prodotto intermedio viene effettuato mantenendo lo stesso prodotto intermedio a contatto con

la parete interna del primo stampo ad una temperatura co^i

presa fra 140 e 240?C per un tempo compreso fra 1 e 10

secondi .

10) Procedimento secondo la riv. 4S in cui il trasferimento del prodotto intermedio dal primo stampo al secondi

stampo viene completato entro un tempo di 10 secondi.

11) Procedimento secondo la riv. 4, in cui la fase di ristiramento del secondo stampo viene effettuata soffian do nel prodotto intermedio un fluido pressurizzato ad una pressione compresa fra 8 e 30 kg/cm .

12) Procedimento secondo la riv. 4, in cui il secondo stampo ? ad una temperatura non superiore alla temperatu?? ra di transizione del vetro dello stampo formatore.