NO143199B - Fremgangsmaate og apparat til fremstilling av tynnveggete plastgjenstander - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av tynnveggete gjenstander av plastmateriale som har et forholdsvis snevert temperaturområde hvori plastmaterialet kan formes ved termoforming, hvor et kontinuerlig banemateriale av plast oppvarmes ved bestrålingsoppvarming stort sett til optimal termoformingstemperatur, hvoretter det således oppvarmete banemateriale, mens det ennå er i varm tilstand, tilføres trinnvis med avbrudd i fremføringen mellom hvert trinn til et termoformingsapparat og gjenstandene som skal fremstilles termoformes under nevnte avbrudd i frem-føringen .

Oppfinnelsen omfatter også et apparat til utførelse av

fremgangsmåten, hvor apparatet er utstyrt med

bestrålingsorganer for oppvarming av banematerialet, organer for fremføring av banematerialet trinnvis gjennom området med bestrålingsorganer og gjennom et termoformingsapparat med avbrudd i fremdriften mellom hvert trinn,

idet termoformingsapparatet er innrettet til å motta banematerialet mens det ennå er i oppvarmet tilstand og til å termoforme gjenstandene i nevnte banemateriale i løpet av nevnte avbrudd i fremføringen.

Vilkårlig egnet teknikk såsom vakuumforming, trykkfor-ming, ved hjelp av tapper eller ved mekanisk forming eller en vilkårlig kombinasjon av disse teknikker kan benyttes ved formingen av gjenstandene, men i alle fall oppvarmes arkmaterialet for å bevirke en grad av mykhet i materialet slik at dette kan formes, og derfor vil formingen av gjenstandene enkelt og generelt bli benevnt "termoforming".

Termoforming er velkjent og benyttes i stor utstrekning, og mange termoformete gjenstander er i daglig bruk i mange land i verden, idet slike gjenstander omfatter hule husholdnings-

gjenstander og drikkebegre.

Visse materialer, særlig polypropylen, polyetylen og eks-panderte plastark krever termoforming ved meget nøyaktige temperaturer for å oppnå hurtig produksjon og høykvalitetsproduk-ter. Vanlige fremgangsmåter for oppvarming, såsom infrarødt-varmeapparater, gir ikke tilstrekkelig nøyaktig oppvarming til å oppnå disse ønskelige egenskaper selv om arkene som skal termoformes har jevn tykkelse, noe som i praksis ikke er vanlig.

Når oppvarmingen utføres ved bestråling krøller dessuten mange typer plastark seg eller siger ved oppvarmingen, noe som bevirker enda større temperaturvariasjoner i det oppvarmete ark.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte for oppvarming som er brukbar for en lang rekke plastark omfattende polystyren, akrylnitril-butadien-styren-harpiks, akrylnitril, nylon, polyester, polyvinylklorid, cellu-loseacetat, såkalt "fylt" plastmateriale som omfatter plast og uorganisk partikkelformet materiale, faktisk ethvert ark som kan termoformes, og hvor ovennevnte ulemper elimineres eller minskes.

Dette er ifølge fremgangsmåten oppnådd ved at banematerialet, for å kompensere for temperaturvariasjoner som oppstår som følge av variasjoner i banematerialets tykkelse og variasjoner i oppvarming, underkastes en passasje om en rulleanordning som er oppvarmet til nevnte optimale temperatur for derved å sørge for en jevn temperaturfordeling i banematerialet.

Apparatet kjennetegnes ved

en rulleanordning som banematerialet kan passere over etter at det har forlatt området med bestrålingsorganer, og

anordninger til oppvarming av rulleanordningen til en forhåndsbestemt temperatur.

Oppvarming av banen ved berøring med den oppvarmete rulleanordning og varm gass og/eller damp sikrer jevn oppvarming i hele dens bredde, og banen kan ikke i noe punkt nå en temperatur som er høyere enn rulleanordningens eller gassens og/eller dampens temperatur.

Fortrinnsvis er rulleanordningen anbrakt i et kammer som inneholder oppvarmet gass og/eller damp, og banen føres inn i og ut av kammeret horisontalt og i samme plan, og rulleanordningen kan omfatte tre ruller hvis akser løper horisontalt,

idet to av rullene ligger over den tredje rulle og er anbrakt

symmetrisk i forhold til et vertikalplan gjennom den tredje rulle. Hver rulle oppvarmes fortrinnsvis ved å sirkulere varm olje gjennom den.

Banen løper over og om den ene av de øvre ruller, om den nedre rulle og om og over den andre, øvre rulle slik at det beskrives en bane som har nevnte vertikalplan som en symmetriakse. Rullene har fortrinnsvis slik størrelse og er anbrakt slik at begge banens sider når den løper gjennom kammeret er i jevn berøring med rullene.

Det kan være anordnet innløps- og utløpsanordninger hvori-gjennom gassen og/eller dampen kan tilføres og fjernes fra kamrene.

Rullenes temperatur og temperaturen i gassen og/eller dampen vil fortrinnsvis termostatreguleres for å sikre at banen holdes på den kritiske temperatur. Det korteste tidsrom banen må være i kammeret for å nå den ønskete temperatur vil avhenge av banens dimensjoner, men i alle tilfeller kan dette tidsrom reguleres slik at det passer for materialet som oppvarmes.

Det er ikke noen maksimumsoppvarmingstid, idet banens temperatur ikke kan bli høyere enn kammerets temperatur.

Gjenstander, såsom hule husholdningsgjenstander, fremstilt av polypropylen oppvarmet på denne måte kan fremstilles drifts-sikkert i store mengder, og av gjennomsnittlig store antall har de utmerket overflate, seighet og klarhet, som er bedre enn disse egenskaper hos konvensjonelt fremstilte polypropylen-gjenstander.

Det er ifølge oppfinnelsen således frembrakt en enkel fremgangsmåte hvorved plastmateriale i baneform kan oppvarmes jevnt, noe som muliggjør effektiv anvendelse av plastmaterialer såsom polyolefiner, f.eks. polypropylen, til termoformete gjenstander fremstilt i stort antall. Syklustiden kan gjøres meget kort, og i mange tilfeller kan det fremstilles en billigere,

men likevel bedre gjenstand.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende ved hjelp av et utførelseseksempel under henvisning til den medfølgende tegning som viser et snitt gjennom varmekammeret.

Varmekammeret er dannet av et skap med frem- og bakvegger 10 og 12, tak 14 og bunn 16, samt to sidevegger hvorav bare den ene sidevegg 18 er vist, idet figuren er et snitt. Fremveggen er oventil utstyrt med en innløpsåpning 20, mens bakveggen 12

er utstyrt med en utløpsåpning 22. Disse åpninger 20 og 22

flukter horisontalt og muliggjør passering av en termoformbar bane 24, såsom en bane av polypropylen, slik at denne kommer inn i kammeret gjennom åpningen 2 0 og forlater det gjennom åpningen 22.

Fremveggen 10 og bakveggen 12 er også utstyrt med innløp 2 6 for gassformet- og/eller dampformet varmemedium. I dette eksempel er varmemediet luft. I bruk føres oppvarmet luft kontinuerlig inn i kammeret gjennom innløpet 26 og trekkes ut med avtrekksrør 28 som er anbrakt over og under innløpsåpningen 2 0 og over og under utløpsåpningen 22.

Inne i kammeret befinner det seg tre oppvarmete ruller 30, 32 og 34. Disse ruller er anbrakt med sine akser parallelle og horisontale, og rullene 30 og 32 er anbrakt på et høyere nivå enn rullen 34. Rullene 3 0 og 32 er anbrakt symmetrisk om et vertikalplan gjennom rullens 34 akse. Disse ruller varmes opp ved å sirkulere oppvarmet olje gjennom deres hule indre, men deres omkretsflater er metalliske for å bevirke god varmeled-ning fra rulleflatene til banen 24 som er i berøring med dem. Etter å ha passert infrarødt-forvarmerne 36 løper banen 24 som vist over rullen 30, om rullen 34 og deretter over rullen 32. Banen forlater kammeret gjennom utløpsåpningen 22, og det frem-går at banens innløpsstrekk og dens utløpsstrekk ligger i samme horisontalplan i forhold til kammeret.

Temperaturene i rullene og i kammeret holdes innenfor nøyaktige grenser for å sikre at banen 24 varmes opp til en jevn temperatur slik at den vil være egnet til å føres direkte fra utløpet 22 til en termoformingsmaskin hvor gjenstandene termoformes fra banen 24. Disse temperaturer vil bli regulert både ved sirkulasjon av miljøet i kammeret og oljen i oppvarmings-rullene, og det vil bli anvendt egnete termostater for å opprettholde disse temperaturer innenfor nøyaktige grenser. F.eks. kan luften som innføres gjennom innløpene 26 være på 160°C for polypropylenark, og rullene 30, 32 og 34 ville bli holdt på samme temperatur.

Størrelsene på rullene og deres plassering velges fortrinnsvis slik at når banen 24 passerer gjennom apparatet vil det være samme berøring mellom rulle og bane på hver side av banen til enhver tid, og rullene 30, 34 og 32 kan drives med litt høyere hastighet i nevnte rekkefølge for å kompensere for eventuell utvidelse av banen 24 i lengderetningen som kan forégå under oppvarmingen og for å sikre at banen 24 forblir i god berøring med rullene. Dessuten er det mulig å ha rullene 30, 34 og 32 anbrakt slik at det dannes spalter mellom rullene 3 0 og 34 på den ene side og mellom rullene 34 og 32 på den annen side for å bevirke eller hjelpe til med føring av banen gjennom kammeret.

Selv om den foretrukne konstruksjon av apparatet er be-skrevet, skal det forstås at modifikasjoner kan foretas uten å avvike fra rammen for oppfinnelsen. F.eks. ville det være mulig å frembringe et apparat hvor det er anordnet to ruller, slik at banen løper i "S"-form om disse ruller og har like stor berøring mellom bane og rulle på hver side av banen. Dessuten kan kammeret inneholde egne avbøyningsanordninger for å sikre at den varme luft som innføres i kammeret vil bli ledet mot rullene.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av tynnveggete gjenstander av plastmateriale som har et forholdsvis snevert temperaturområde hvori plastmaterialet kan formes ved termoforming, hvor et kontinuerlig banemateriale (24) av plast oppvarmes ved bestrålingsoppvarming stort sett til optimal termoformingstemperatur,hvoretter det således oppvarmete banemateriale, mens det ennå er i varm tilstand, tilføres trinnvis med avbrudd i fremføringen mellom hvert trinn til et termoformingsapparat og gjenstandene som skal fremstilles termoformes under nevnte avbrudd i fremføringen, karakterisert ved at banematerialet (24), for å kompensere for temperaturvariasjoner, som oppstår som følge av variasjoner i banematerialets tykkelse og variasjoner i oppvarming, underkastes en passasje om en rulleanordning (30,32,34) som er oppvarmet til nevnte optimale temperatur for derved å sørge for en jevn temperaturfordeling i banematerialet.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det som banemateriale anvendes polyolefin.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at banematerialet passerer om en rekke av ruller som danner nevnte rulleanordning, og at det anvendes ruller som er således anbrakt og har slik størrelse at det oppnås lik berøring med rullene på banematerialets to motstående sider.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det anvendes en rulleanordning (30,32,34). som er anbrakt i et kammer (10,12,14,16,18) som inneholder oppvarmet gass og/ eller damp, idet banematerialet (24) føres innad i og utad fra kammeret i horisontal retning og i ett og samme plan (20,22), mens temperaturen på den oppvarmete gass og/eller damp styres med termostat for å opprettholde en konstant, forhåndsbestemt temperatur.

5. Apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-4, hvor apparatet er utstyrt med bestrålingsorganer (36) for oppvarming av banematerialet (24), organer for fremføring av banematerialet trinnvis gjennom området med bestrålingsorganet (36) og gjennom et termoformingsapparat med avbrudd i fremdriften mellom hvert trinn, idet termoformingsapparatet er innrettet til å motta banematerialet (24) mens det ennå er i oppvarmet tilstand og til å termoforme gjenstandene i nevnte banemateriale i løpet av nevnte avbrudd i fremføringen, karakterisert ved en rulleanordning (30,32,34) som banematerialet (24) kan passere over etter at det har forlatt området med bestrålingsorganer, og anordninger til oppvarming av rulleanordningen (30,32,34) til en forhåndsbestemt temperatur.

6. Apparat i samsvar med krav 5, karakterisert ved at rulleanordningen (30,32,34) er anbrakt i et kammer som inneholder oppvarmet gass og/eller damp, at rulleanordningen omfatter tre ruller (30,32,34) som har aksene anbrakt horisontalt og to av rullene (30,32) ligger over den tredje rulle (34) og rullene er plassert symmetrisk i forhold til et vertikalplan som inneholder den tredje rulles akse, at organer (20,22) for føring av banematerialet innad i og utad fra kammeret er anbrakt slik at banematerialet kan løpe innad i og utad fra kammeret i horisontal retning og i ett og samme plan, idet banematerialet (24) i kammeret er innrettet til å løpe over og rundt en av de øvre ruller (3 0) og rundt den nedre rull (34) og rundt og over den andre øvre rull (32) til dan-nelse av en bane med et vertikalplan som symmetriakse.