CH708159A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen für den Einsatz in einem Streckblasverfahren. - Google Patents

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen beschrieben, bei dem zunächst in einem Spritzgiess-, Fliesspress- oder Extrusionsblasverfahren ein Vorformling (10), der einen länglichen, röhrchenartigen Körper, der an seinem einen Längsende einen Boden und am anderen Längsende einen Halsabschnitt aufweist, hergestellt wird und danach der Vorformling (10) mit einer Dekoration (D) versehen wird. Bei dem Verfahren wird die Dekoration (D) direkt auf eine Wandung des gefertigten Vorformlings (10) aufgetragen.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen für den Einsatz in einem Streckblasverfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiters betrifft die Erfindung auch einer für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Die Erfindung betrifft auch einen nach dem Verfahren hergestellten Vor-formling bzw. einen aus dem dekorierten Vorformling gefertigten Kunststoffbehälter.

[0002] Eine grosse Zahl der heutzutage eingesetzten Kunststoffflaschen und dergleichen Kunststoffbehälter wird in einem Streckblasverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Vorformling, der auch Preform genannt wird, von üblicherweise länglicher, röhrchenartiger Gestalt, der an seinem einen Längsende einen Boden und am anderen Längsende einen Halsabschnitt aufweist, in eine Formkavität einer Blasform eingesetzt und durch ein mit Überdruck eingeblasenes Medium, üblicherweise Luft, aufgeblasen. Dabei wird der Vorformling zusätzlich mit einem durch die Halsöffnung eingefahrenen Reckdorn in axiale Richtung gereckt. Nach dem Reck-/Blasvorgang wird der fertige Kunststoffbehälter aus der Blasform entformt.

[0003] Der Vorformling wird vor dem Streckblasprozess üblicherweise in einem separaten Spritz-giessverfahren hergestellt. Es sind auch bereits Vorformlinge bekannt, die in einem Fliespressverfahren oder auch durch Extrusionsblasen hergestellt werden. Im sogenannten Einstufen-Streckblasprozess wird der Vorformling ohne dazwischen geschaltete Abkühlung und Lagerung unmittelbar nach seiner Herstellung zu einem Kunststoffbehälter umgeformt. Meist jedoch werden die Kunststoffbehälter in einem zweistufigen Verfahren hergestellt, bei dem in einem separaten Verfahren zunächst die Vorformlinge hergestellt, abgekühlt und für die spätere Verwendung zwischengelagert werden. Die Herstellung der Kunststoffbehälter erfolgt räumlich und/oder zeitlich getrennt in einem separaten Streckblasprozess. Für diesen späteren Streckblasprozess werden die Vorformlinge wieder erwärmt, um daraus Kunststoffbehälter, vielfach Kunststoffflaschen, herzustellen. Beispielsweise wird dazu in einem Ofen mit Hilfe von Infrarotstrahlung über die axiale und/oder radiale Erstreckung des Vorfomlings ein gewünschtes Temperaturprofil eingestellt, welches für den Streckblasprozess erforderlich ist. Nach dem Einsetzen des Vor-formlings in das Formwerkzeug wird dieser mit einer Reckstange in axiale Richtung verstreckt und mittels eines mit Überdruck eingeblasenen Gases, üblicherweise Luft, radial und bereichsweise auch axial ausgeformt. Danach wird der fertige Kunststoffbehälter entformt.

[0004] Kunststoffbehälter, insbesondere Kunststoffflaschen, werden nach ihrer Herstellung üblicherweise etikettiert, beispielsweise um die für den Konsumenten erforderliche Information bereitzustellen oder um, ganz allgemein, den Kunststoffbehälter an seiner bzw. seinen Umfangsflächen mit einer Dekoration zu versehen. Diese Dekoration kann eine Beschriftung, Dekorelemente, bereichsweise Einfärbungen usw., sowie Kombinationen aus den verschiedenen Elementen beinhalten. Es ist auch bereits bekannt, fertig streckgeblasene Kunststoffbehälter durch Bedrucken mit einer Dekoration zu versehen. Das Etikettieren oder das Bedrucken der fertig streckgeblasenen Kunststoffbehälter ist jedoch oftmals mit Problemen verbunden, beispielsweise, weil wegen der Geometrie des Kunststoffbehälters die für das Anbringen einer Etikette oder für das Bedrucken zur Verfügung stehenden Flächen unregelmässig geformt und/oder mit Vorsprüngen oder Absätzen versehen sind. Zusätzlich kann wegen der geringen Wandstärken der Umfangsflächen das Anbringen von Etiketten oder das Bedrucken erschwert sein. Je nach dem Material, aus dem der Kunststoffbehälter gefertigt ist, können Haftungsprobleme für die Etiketten oder für die Druckfarben auftreten. Etiketten werden meist als Selbstklebeetiketten bereitgestellt und können ungenau angebracht sein, was zu optisch inakzeptablen Ergebnissen führen kann, die eine Nachbearbeitung erfordern. An den Umfangswandungen eines Kunststoffbehälters angebrachte Etiketten sind in der Regel wasserempfindlich, was bei den nachfolgenden Abfüllprozessen eine besondere Sorgfalt erfordert. Das Versehen von fertig streckgeblasenen Kunststoffbehältern mit einer Dekoration stellt einen zusätzlichen Arbeitsgang dar, der entweder zwischen dem Streckblasen der Kunststoffbehälter und deren Abfüllen oder, wie bei Softdrinkflaschen allgemein üblich, nach dem Abfüllen durchgeführt wird. Dies kann insbesondere bei sogenannten In-House Fertigungsanlagen zu einer unnötigen Erhöhung der Komplexität der Streckblasvorrichtungen führen.

[0005] In der DE 19 806 647 A1 ist vorgeschlagen, anstatt des streckgeblasenen Kunststoffbehälters den Vorformling bzw. Preform mittels eines Etiketts zu dekorieren. Dazu wird vor dem Einsetzen des Vorformlings in die Blasform, jedoch nach Erhitzen des Vorformlings in einem dem Streckblasprozess vorgelagertem Ofen, ein flächiger Etikettenzuschnitt aus einem verformbaren Folienmaterial oder eine hülsenartige Etikettenfolie auf die Umfangs-fläche des erhitzten Vorformlings aufgebracht. Die Dekoration ist auf den Etikettenzuschnitt bzw. auf die hülsenartige Etikettenfolie aufgebracht, üblicherweise aufgedruckt. Der derart etikettierte Vorformling wird dann in der Blasform in bekannter Weise gestreckt und gemäss der Formkavität zu einem Kunststoffbehälter aufgeblasen. Der Etikettenzuschnitt bzw. die hülsenartige Etikettenfolie werden zusammen mit dem Vorformling gedehnt, wodurch die darauf befindliche Dekoration entsprechend vergrössert wird. Die Abmessungen des Etikettenzuschnitts bzw. der Etikettenfolie und seiner Dekoration müssen so gewählt sein, dass nach dem Streckblasen das gedehnte Etikett und dessen Dekor Dekoration auf dem Kunststoffbehälter die gewünschte Grösse erreichen.

[0006] Das in der DE 19 806 647 A1 vorgeschlagene Verfahren, den Vorformling zu etikettieren, soll es ermöglichen, auf Wunsch Kunststoffbehälter mit verschiedenen Dekorationen zu versehen. Dabei können konventionelle Formen sowohl für das Spritzgiessen der Vorformlinge als auch für das Streckblasen verwendet werden. Für das Streckblasverfahren kann ein einheitlicher, unetikettierter Vorformling verwendet werden; eine Vorratshaltung von verschieden etikettierten Vorformlingen soll dadurch vermieden werden können. Allerdings muss nun anstelle einer Vorratshaltung für die unterschiedlich etikettierten Vorformlinge eine solche für die Etiketten betrieben werden, damit bei Bedarf die Etikettierung geändert werden kann. Soll nicht nur ein Vorformling einheitlicher Grösse mit einer Etikettierung versehen werden, beispielsweise, weil in einer weiteren Blasform ein anderer Behältertyp streckgeblasen werden soll, so erhöht sich der Aufwand für die Vorratshaltung der unterschiedlichen Etiketten beträchtlich. Das jeweilige Umrüsten der Etikettiereinrichtung auf Etiketten des gewünschten Designs und der gewünschten Grösse ist zeitaufwendig und erhöht dadurch die Herstellkosten für die Kunststoffbehälter.

[0007] Etiketten, ob flächig oder hülsenfömig, ermöglichen nur einen beschränkten Umfang von Dekorationen. Eine Etikette wird im Allgemeinen an einem von einem Boden begrenzten Körperbereich des Vorformlings angebracht. Der Halsabschnitt des Vorformlings ist in der Regel von der Dekoration ausgespart. Besteht beispielsweise der Wunsch, auch diesen Bereich mit einer Dekoration zu versehen, die zusätzlich eine bestimmte Funktion, z.B. die eines Unversehrtheits-Indikators, erfüllen soll, so ist dies mittels der im Stand der Technik vorgeschlagenen Etikettierung nicht möglich. Auch die Erstellung von optischen Oberflächeneffekten, z.B. von perlmuttartigen Interferenzen, Farbverläufen usw. kann mittels der bekannten Etikettierung nicht bewerkstelligt werden. Umfänglich nur in Teilbereichen an der Wandung des Preforms aufgebrachte Etiketten erzeugen im Umfangsbereich der fertigen Flasche eine Kante in der Dicke des Etiketts, die bei dünnwandigen Behältern ein Schwachstelle darstellen kann. Insbesondere bei Falltests zeigt es sich, dass diese dünnwandigen Behälter bevorzugt im Bereich der Kante des Etiketts brechen können. Ferner kann das Anbringen von flächigen Etikettenzuschnitten einen zusätzlichen Arbeitsgang erfordern, in dem die sich überlappenden Kanten des auf die Oberfläche des Vorformlings aufgebrachten Etikettenzuschnitts miteinander verschweisst oder auf andere Art miteinander verbunden werden.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den geschilderten Problemen bei den bekannten Herstellverfahren für dekorierte Vorformlingen abzuhelfen. Es soll ein Verfahren geschaffen werden zu schaffen, welches es erlaubt, Vorformlinge je nach Wunsch und Bedarf mit unterschiedlichen Dekorationen zu versehen. Unter Dekorationen sind dabei Beschriftungen, Dekorelemente, bereichsweise Einfärbungen, optische Effekte, die Erstellung von Fülllinien oder Sichtstreifen, die Transparenz des Vorformlings beeinflussende Massnahmen usw., sowie Kombinationen aus den verschiedenen Elementen zu verstehen. Das Verfahren zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen soll einfach und kostengünstig durchführbar sein. Zudem soll das Verfahren es ermöglichen, den Vorformling flexibel zwischen seiner Herstellung in einem Spritzgiess-, Fliesspress- oder auch Extrusionsblasverfahren und seiner Weiterverarbeitung auf einer Streckblasvorrichtung mit einer Dekoration zu versehen.

[0009] Die Lösung dieser und noch weiterer Aufgaben besteht in einem in Verfahren zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen, welches die in Patentanspruch 1 aufgelisteten Verfahrensschritte aufweist. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich durch die im unabhängigen Vorrichtungsanspruch aufgelisteten Merkmale aus. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche.

[0010] Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen, bei dem zunächst in einem Spritzgiess-, Fliesspress- oder Extrusionsblasverfahren ein Vorformling, der einen länglichen, röhrchenartigen Körper, der an seinem einen Längsende einen Boden und am anderen Längsende einen Halsabschnitt aufweist, hergestellt wird und danach der Vorformling mit einer Dekoration versehen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Dekoration direkt auf eine Wandung des gefertigten Vorformlings aufgetragen wird.

[0011] Zum Unterschied von dem aus der DE 19 806 647 A1 bekannten Verfahren, bei dem der Preform mit einer flächigen oder hülsenförmigen Etikette versehen wird, erfolgt bei dem neuen Verfahren die Dekoration des Vorformlings ganz ohne das Anbringen einer Folie, die als Trägermaterial der Dekoration dient. In der Regel ist das Trägermaterial als Zwischenschicht zwischen einer Wandung des Preforms und der Dekoration angeordnet, so dass die Dekoration von der Aussenwandung des Vorformlings abgewandt ist. Denkbar ist auch, dass die auf das Trägermaterial aufgebrachte Dekoration der Aussenwandung des Vorformlings zugewandt ist. Während bei dem bekannten Verfahren die Folie der Träger der Dekoration ist, wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren die Dekoration unmittelbar auf eine Wandung des zuvor gefertigten Vorformlings aufgetragen. Somit ist die Wandung des Vorformlings oder Preforms der Träger der Dekoration. Dadurch entfallen jegliche logistische Probleme hinsichtlich einer Lagerhaltung für flächige oder hülsenförmige Etiketten, wie dies gemäss dem Stand der Technik notwendig wäre. Auch ist keine Etikettierstation mit Zuschneid- und Abtrenneinrichtungen mehr erforderlich, welche im Fall von verschiedenen Dekorationen auf entsprechendes Etikettenfolienmaterial umgerüstet werden müsste. Durch den Verzicht auf eine Folie als Träger der Dekoration inklusive des erforderlichen Haftmittels zur Fixierung des Etiketts auf der Wandung des Vorformlings entfallen auch die daraus resultierenden Beschränkungen hinsichtlich des Umfangs und der Art der Dekoration. Nachdem die Dekoration direkt und unmittelbar auf eine Wandung des Vorformlings aufgetragen wird, entfallen räumliche Begrenzungen. Die Dekoration kann somit integraler Bestandteil des Vorformlings werden. In der Regel wird die Dekoration unmittelbar auf der Wandung des Vorformlings durch Auftrag von im Allgemeinen flüssigen Materialien ausgebildet. Man könnte auch sagen, dass der Vorformling mit der Dekoration beschichtet wird. Beispielsweise kann nunmehr auch der Halsabschnitt des Vorformlings mit einer Dekoration versehen werden. Da mit dem Verzicht auf eine Etikette auch Positionierungenauigkeiten beim Anbringen derselben entfallen, können durch das direkte Auftragen der Dekoration auch Füllstriche, Sichtfenster, Sichtstreifen usw. in einfacher Weise realisiert werden. Da der Vorformling gegenüber einem daraus hergestellten Kunststoffbehälter eine deutlich grössere Wandstärke aufweist und damit formstabiler, insbesondere druckstabiler, als der aus dem Vorformling hergestellte Kunststoffbehälter ist, bestehen auch sehr grosse Freiheiten bezüglich der Wahl des Auftragsverfahrens. Durch das direkte Auftragen der Dekoration auf eine Wandung des Vorformlings ist die Flexibilität hinsichtlich Art und Umfang der Dekoration deutlich erhöht und bei Bedarf einfach und schnell änderbar. Ferner kann der mit der Dekorierung ausgestattete Vorformling im Teilbereich seiner Dekorierung beim Streckblasen derart dreidimensional verformt werden, dass in diesem Teilbereich Vor- oder Rücksprünge entstehen. Wenn der Kunststoffbehälter in diesem Teilbereich nicht bereits dekoriert wäre, liesse sich eine derartige Dekoration an diesem Teilbereich des fertigen Kunststoffbehälters, wenn überhaupt, nur unter grossem Aufwand erzeugen. Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt die Herstellung wenigstens bereichsweise opaker Vorförmlinge, die Erstellung von Farbeffekten oder Farbverläufen ebenso wie das Auftragen von erst zu einem späteren Zeitpunkt aktivierbaren Dekorationen, z.B. hitzeaktivierbaren Bedruckungen, oder Bedruckungen, die beispielsweise Geruchsstoffe abgeben können. Das erfindungsgemässe Verfahren ist mit allen üblichen Arten von Vorformlingen kompatibel; es kann im einstufigen wie auch im zweistufigen Streckblasverfahren einsetzbar und kostengünstig durchführbar sein, wobei im einstufigen Streckblasverfahren bei der Auswahl des Dekorationsmaterials die erhöhten Temperaturen des Vorformlings zu berücksichtigen sein können.

[0012] Als Materialien für die Vorförmlinge kommen alle für das Spritzgiess- und Streckblasverfahren geeigneten Materialien in Frage. Beispielsweise sind dies PET, PET-G, HDPE, PP, PS, PVC, Copolymere der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffe wie beispielsweise PLA und PEF, gefüllte Kunststoffe und Mischungen der genannten Kunststoffe. Der Kunststoff bzw. das Kunststoffgemisch können Additive, Katalysatoren, Trenn- und Gleitmittel sowie Farbstoffe enthalten. Hierbei ist es unerheblich, ob alle Bestandteile der Kunststoffe oder der Kunststoffgemische oder lediglich ein Teil dieser Bestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden und der verbleibende Teil der Bestandteile beispielsweise petrochemisch gewonnen wird.

[0013] Die Dekoration kann wenigstens bereichsweise direkt auf eine Aussenwandung und/oder auf eine Innenwandung des Vorformlings aufgetragen werden. Dabei kann die Dekoration entweder vollständig auf die Innenwandung oder vollständig auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen werden. Alternativ kann die Dekoration zum Teil auf die Aussenwandung und zum Teil auf die Innenwandung aufgetragen werden. Dadurch können beispielsweise spezielle optische Effekte, insbesondere 3-D Effekte, erzielt werden.

[0014] Eine Variante des Verfahrens sieht vor, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise als eine Schicht auf die Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird. Die Schicht kann beispielsweise eine zur Berührung mit Lebensmitteln zugelassene Farbe sein, die in einem Tampondruckverfahren, in einem Spin-Coating Verfahren, in einem Thermotransferdruck-verfahren oder in einem Sprühverfahren auf die Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird. Dabei kann beispielsweise ein sich über die Länge des Vorformlings erstreckender Sichtstreifen ausgespart werden.

[0015] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass die Dekoration wenigstens teilweise in einem Tauchverfahren auf die Aussenwandung und/oder die Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird. Durch Maskierung können dabei bei Bedarf Abschnitte des Vorformlings von der Dekoration ausgespart werden.

[0016] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise in einem direkten oder indirekten Druckverfahren auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen wird. Unter einem direkten Druckverfahren sind dabei Verfahren zu verstehen, bei denen das Druckbild von einer Druckform direkt auf die Wandung des Vorformlings übertragen wird. Das Druckbild liegt dabei auf der Druckform seitenverkehrt vor. Als Beispiel für ein direktes Druckverfahren sei der Flexodruck genannt. Im indirekten Druckverfahren wird das Druckbild zunächst auf einen üblicherweise flexiblen Zwischenträger übertragen. Der flexible Zwischenträger gibt die Druckfarbe dann auf die Wandung des Vorformlings weiter. Als ein Beispiel für ein indirektes Druckverfahren sei der Tampondruck genannt.

[0017] In einer weiteren Verfahrensvariante kann die Dekoration wenigstens bereichsweise in einem Tintenspritzdruckverfahren auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen werden. Das Tintenspritzdruckverfahren ist sehr leistungsfähig und flexibel und kann beispielsweise computergesteuert ablaufen. Bei einer gewünschten Änderungen der Dekoration muss diese nur im Steuerungscomputer angewählt werden. Allfällige, je nach Grösse des Vorformlings bzw. des daraus streckgeblasenen Kunststoffbehälters erforderliche Skalierungen der Dekoration können sehr einfach softwaremässig eingegeben werden oder müssen nur noch angewählt werden. Im Tintenspritzdruckverfahren aufgetragene Dekorationen weisen eine hohe Auflösung auf, die auch bei grossen Gesamtstreckverhältnissen des aus dem dekorierten Vorformling immer noch zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen.

[0018] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise in einem Laserdruckverfahren auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen wird. Auch das Laserdruckverfahren ist hinlänglich erprobt, ist leistungsfähig und flexibel und weist eine hohe Auflösung auf. Wie bereits beim Tintenspritzdruckverfahren erwähnt, kann auch das Laserdruckverfahren mit Vorteil computergesteuert ablaufen.

[0019] Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann die Dekoration ein- oder mehrschichtig auf eine Aussen- oder Innenwandung des Vorformlings aufgetragen werden. Bei mehrschichtigen Dekorationen kann diese zunächst eine Grundierungsschicht und danach die für das gewünschte Erscheinungsbild der Dekoration erforderlichen weiteren Druckschichten umfassen. Falls für nötig erachtet, kann schliesslich auch noch eine transparente Versiegelungsschicht als Schutz gegen Abrieb aufgetragen werden. Bei einer Beschichtung der Innenwandung kann durch eine transparente, für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassene Versiegelungsschicht ein Kontakt mit darunter liegenden und möglicherweise nicht für die Berührung mit Lebensmittel zugelassenen Druckschichten verhindert werden.

[0020] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann die Dekoration je nach dem gewünschten Erscheinungsbild des aus dem Vorformling streckgeblasenen Kunststoffbehälters ein- oder mehrfarbig ausgebildet werden.

[0021] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann das Auftragen der Dekoration mit einem Laserbeschriftungsverfahren kombiniert werden. Dies erhöht die Flexibilität hinsichtlich des Informationsgehalts der Dekoration noch zusätzlich. Laserbeschriftung kann insbesondere auch dort eingesetzt werden, wo aufgrund des gewählten Druckverfahrens die Auflösung für das Gesamtstreckverhältnis des streckgeblasenen Kunststoffbehälters nicht ausreichen könnte.

[0022] Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich auch dadurch aus, dass unabhängig von der gewählten Verfahrensvariante die Dekoration wenigstens teilweise bereits unmittelbar nach der Herstellung des Vorformlings aufgetragen werden kann. Um die derart hergestellten dekorierten Vorförmlinge bei ihrem Transport gegen übermässigen Abrieb zu schützen, können die mit der Dekoration versehenen Vorformling mit einer transparenten Versiegelung versehen werden, die beispielsweise in einem Tauchverfahren aufgetragen werden kann.

[0023] Eine alternative Verfahrensvariante kann vorsehen, dass die Dekoration wenigstens teilweise erst unmittelbar vor dem Einsetzen des Vorformlings in eine Blasform einer Streckblasvorrichtung auf den vorzugsweise bereits erwärmten Vorformling aufgetragen wird.

[0024] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass die Dekoration in zwei Schritten aufgetragen wird. Ein erster Teil der Dekoration, beispielsweise eine Grundierung, kann unmittelbar nach der Fertigung des Vorformlings aufgetragen werden. Die restliche Dekoration kann dann erst zu einem späteren Zeitpunkt, unmittelbar vor dem Einsetzen des Vorformlings in die Blasform der Streckblasvorrichtung aufgetragen werden. Diese Verfahrensvariante kann sich beispielsweise für zusammen mit der restlichen Dekoration aufgetragene Indikatoren oder spezielle Nutzerhinweise bzw. Recyclinghinweise von Vorteil erweisen.

[0025] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass zur Dekoration eine vorbestimmte Farbmenge auf die Wandung aufgetragen wird, wobei die Farbmenge dadurch vorbestimmt wird, dass eine Transluzenz der Dekoration nach dem Streckblasen des Vorformlings zu einem Kunststoffbehälter einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreiten darf. Hierdurch kann eine ausreichende Farbwirkung und/oder Farbdeckung sichergestellt werden. Der Grenzwert kann hierbei so gewählt sein, dass die Dekoration zumindest teilweise lichtundurchlässig ist. Auch kann die Farbe so gewählt sein, dass diese nur in vorbestimmten Wellenlängenbereichen lichtundurchlässig ist. So kann beispielsweise ein Kunststoffbehälter erzeugt werden, der im für das menschliche Auge sichtbaren Lichtspektrum durchsichtig, jedoch im UV-Bereich und/oder im IR-Bereich zumindest grösstenteils undurchlässig ist.

[0026] Eine weitere Verfahrensvariante kann vorsehen, dass die Dekoration mittels Lösungsmittel im Wesentlichen rückstandsfrei von der Wandung lösbar ist. Durch die Lösungsmittel kann von den Kunststoffbehältern nach deren Benutzung die Dekorierung, insbesondere Farbe, entfernt werden. Damit kann der benutzte Kunststoffbehälter ohne Dekoration, respektive der reine Kunststoff, aus dem der Kunststoffbehälter gefertigt ist, dem Recycling zugeführt werden. Somit kann beispielsweise ein Kunststoffbehälter aus farbneutralen PET dem Recycling zugeführt werden, obzwar zuvor dieser Kunststoffbehälter als Dekoration farblich gestaltet gewesen ist.

[0027] Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung wird ein Vorformling bereitgestellt, der gemäss einem der vorher geschilderten Verfahrensvarianten dekoriert ist.

[0028] Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung wird ein Kunststoffbehälter mit Dekoration bereitgestellt, der aus einem dekorierten Vorformling in einem Streckblasverfahren gefertigt ist.

[0029] Eine Vorrichtung zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen für den Einsatz in einem Streckblasprozess umfasst zusätzlich zu einer Spritzgiessanlage oder einer Fliesspressanlage oder einer Extrusionsblasvorrichtung zur Fertigung eines Vorformlings noch wenigstens eine Station zum Auftragen einer Dekoration direkt auf wenigstens einen Teilbereich einer Wandung eines gefertigten Vorformlings. Die Station zum Auftragen der Dekoration auf den Vorformling kann unmittelbar im Anschluss an die Fertigungsanlage für den Vorformling angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsvariante kann die Station zum Auftragen der Dekoration auf den Vorformling räumlich getrennt von der Fertigungsanlage für den Vorformling angeordnet sein. Vorzugsweise ist sie dann unmittelbar vor einer Streckblasvorrichtung angeordnet. Im Fall einer räumlich von der Fertigungsanlage für den Vorformling getrennten Station zum Auftragen einer Dekoration ist diese zweckmässigerweise zwischen einer Heizstation zum Erwärmen des gefertigten Vorformlings und einer Blasstation der Streckblasvorrichtung angeordnet. Auf dem erwärmten Vorformling wird die aufgetragene Dekoration sehr schnell fixiert, so dass keine Trocknungszeit für die aufgetragene Dekoration eingeplant werden muss. Eine Entscheidung, welche der Anordnungsvarianten der Station zur Dekoration des Vorformlings gewählt werden soll, kann von der Taktzeit der Station zur Dekoration abhängig gemacht werden, da je nach Komplexität und gewähltem Auftragsverfahren der Dekoration die Taktzeiten der Stationen unterschiedlich sein können.

[0030] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die einzige schematische Zeichnung, die in symbolischer Darstellung eine Vorrichtung zu Herstellung eines dekorierten Vorformlings sowie eine Streckblasvorrichtung zeigt.

[0031] In der einzigen Figur ist bei 1 symbolisch eine Fertigungsanlage, insbesondere eine Spritzgiessanlage, angedeutet, die zur Fertigung von röhrchenartig ausgebildeten Vorformlingen 10 dient. Es versteht sich, dass die Vorformlinge 10 auch auf andere Weise hergestellt werden können; als Beispiele seien dafür das Fliesspressverfahren oder das Extrusionsblasverfahren genannt. Als Materialien für die Vorformlinge kommen alle für das jeweilige Fertigungsverfahren für die Vorformlinge, im dargestellten Ausführugsbeispiel das Spritz-giessverfahren, und für das daran anschliessende Streckblasverfahren geeigneten Materialien in Frage. Beispielsweise sind dies PET, PET-G, HDPE, PP, PS, PVC, Copolymere der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffe wie beispielsweise PLA oder PEF, gefüllte Kunststoffe und Mischungen der genannten Kunststoffe. Der Kunststoff bzw. das Kunststoffgemisch können Additive, Katalysatoren, Trenn- und Gleitmittel sowie Farbstoffe enthalten. Hierbei ist es unerheblich, ob alle Bestandteile der Kunststoffe oder der Kunststoffgemische oder lediglich ein Teil dieser Bestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden und der verbleibende Teil der Bestandteile beispielsweise petrochemisch gewonnen wird.

[0032] Nach der Fertigung des Vorformlings 10 in der Spritzgiessanlage 1 wird dieser zu einer Bearbeitungsstation 2A transportiert, in der wenigstens ein Teilbereich einer Aussenwandung und/oder Innenwandung eines Vorformlings 10 mit einer Dekoration D versehen werden kann, die direkt auf die jeweilige Wandung des Vorformlings 10 aufgetragen wird. Die Bearbeitungsstation 2A zum Auftragen einer Dekoration kann dabei unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich um eine Lackierstation handeln, in der die Innen- und/oder die Aussenwandung des Vorformlings 10 mit einer Dekoration D in Form einer Grundierung G versehen wird. Das Auftragen der Grundierung G kann beispielsweise in einem Tauchverfahren, in einem Sprühverfahren, in einem Spin-Coating Verfahren oder auf eine andere für den jeweiligen Anwendungszweck optimierbare Weise erfolgen. Die Dekoration D kann ein- oder mehrschichtig aufgetragen werden. Entsprechend kann die Bearbeitungsstation 2A eine oder mehrere Beschichtungs- oder Druckstufen aufweisen. Nach dem Auftragen der Grundierung G können die Vorförmlinge 10 gesammelt und vor der weiteren Verarbeitung in einer Streckblasanlage zwischengelagert werden. Dies ist in der schematischen Figur durch einen Versandkarton 3 angedeutet. Um bei der Zwischenlagerung der Vorförmlinge 10 einen erhöhten Abrieb zu vermeiden, können diese in der Berabeitungsstation 2 zum Auftragen der Dekoration auch noch mit einem Versiegelungslack versehen werden.

[0033] Die gesammelten, beispielsweise mit einer Grundierung G versehenen Vorförmlinge 10 können zu einer räumlich getrennten Streckblasvorrichtung transportiert werden, die in der einzigen Figur mit dem Bezugszeichen 5 angedeutet ist. Dies ist in der Darstellung durch zwei durch Punkte voneinander getrennte Pfeile angedeutet, da im zweistufigen Streckblasverfahren die Weiterverarbeitung der Vorförmlinge 10 zeitlich und/oder räumlich getrennt von ihrer Herstellung stattfinden kann. Bevor die Vorförmlinge 10 in eine Blasform der Streckblasvorrichtung 5 eingesetzt werden, werden sie in einer in der Figur mit 4 angedeuteten Heizstation im für den nachfolgenden Streckblasprozess erforderlichen Umfang erwärmt. Dies erfolgt beispielsweise mit einer Anordnung von Infrarotstrahlern, welche den rotierend daran vorbeigeführten Vorformlingen 10 ein gewünschtes Temperaturprofil aufprägen. Zwischen der Heizstation 4 und der Streckblasvorrichtung 5 kann eine weitere Bearbeitungsstation 2B zum Auftragen einer Dekoration angeordnet sein, in der weitere Dekorationselemente D, beispielsweise eine Beschriftungen, Dekorelemente, usw. direkt auf die Aussenwandung bzw. die Innenwandung des Vorformlings 10 aufgetragen werden. Die weitere Bearbeitungsstation 2B kann beispielsweise eine Druckstation zum bereichsweisen Bedrucken der Aussenwandung des Vorformlings 10 in einem Tintenspritzverfahren oder in einem Laserdruckverfahren sein, die vorzugsweise computergesteuert betrieben werden kann. Auch die weitere Bearbeitungsstation 2B zum Auftragen einer Dekoration kann mehrstufig ausgebildet sein, damit die gewünschte Art der Dekoration D auf den Vorformling 10 auftragbar ist.

[0034] Der nunmehr vollständig mit der gewünschten Dekoration versehene Vorformling 10 wird sodann in eine Blasform der Streckblasvorrichtung 5 eingesetzt, mit einem Reckdorn gestreckt und durch ein mit Überdruck eingeblasenes Gas, üblicherweise Luft, gemäss der Formkavität zu einem Kunststoffbehälter 20 aufgeblasen und entformt. Der fertig streckgeblasene Kunststoffbehälter 20 weist die Dekoration D auf, die gemäss dem Gesamtstreckverhältnis gegenüber der Dekoration D auf dem Vorformling 10 vergrössert ist.

[0035] Es versteht sich, dass bei einem einstufigen Streckblasverfahren der mit dem Bezugszeichen 3 symbolisierte Schritt des Zwischenlagerns der Vorformlinge 10 entfällt. Beim einstufigen Streckblasverfahren werden die dekorierten Vorformlinge 10 unmittelbar nach Ihrer Herstellung zu der Streckblasvorrichtung 5 transportiert. Da der Vorformling 10 beim einstufigen Streckblasverfahren im allgemeinen noch vom vorhergehenden Fertigungsprozess, insbesondere vom Spritzgiessverfahren, eine erhöhte Temperatur aufweist, kann die der Streckblas Vorrichtung vorgelagerte Heizstation 4 einfacher ausgebildet sein.

[0036] In dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel durchläuft der Vorformling 10 vor dem Einsetzen in die Blasform der Streckblasvorrichtung 5 zwei Bearbeitungsstationen 2A, 2B zum Auftragen einer Dekoration. Es versteht sich, dass auch nur eine einzige solche Bearbeitungsstation 2A oder 2B vorgesehen sein kann, die entsprechend der zu erstellenden Dekoration D eine oder mehrere Stufen aufweisen kann. Die einzige Bearbeitungsstation 2A zum Auftragen einer Dekoration kann unmittelbar im Anschluss an die Fertigungsanlage für den Vorformling 10, beispielsweise eine Spritzgiessanlage oder eine Fliesspressanlage oder eine Extrusionsblasanlage, angeordnet sein. Alternativ kann die einzige Bearbeitungsstation 2B zum Auftragen einer Dekoration auch vor der Streckblasvorrichtung 5 angeordnet sein. Dabei kann die einzige Bearbeitungsstation 2A oder 2B zum Auftragen einer Dekoration, wie in der schematischen Figur dargestellt, zwischen der Heizstation 4 und der Streckblasvorrichtung 5 angeordnet sein. Sie kann aber auch vor der Heizstation 4 vorgesehen sein.

[0037] Eine Vorrichtung zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen umfasst somit eine Fertigungsanlage 1 für die Vorförmlinge 10, beispielsweise eine Spritzgiessanlage oder eine Fliesspressanlage oder eine Extrusionsblasanlage, und eine Bearbeitungsstation 2A oder 2B zum Auftragen einer Dekoration auf den Vorformling 10. Diese kann der Fertigungsanlage 1 für die Vorförmlinge 10 benachbart oder auch räumlich getrennt davon angeordnet sein.

[0038] Durch das Auftragen der Dekoration direkt auf eine Aussenwandung und/oder Innenwandung des Vorformlings erhöht sich für den Hersteller von Kunststoffflaschen die Flexibilität. In der Regel kann erst unmittelbar vor dem Streckblasverfahren entschieden werden, welche Art von Dekoration auf den Vorformling aufgetragen wird. Dadurch können auch Kleinchargen wirtschaftlich hergestellt werden. Spezielle, länderspezifische Angaben, beispielsweise unterschiedliche Bezeichnungen für Recyclingzwecke wie PET für Europa oder PET-E für U.S.A., und Kundeninformationen können einfach durch das Auftragen einer geänderten Dekoration erstellt werden. Dadurch können in beiden Regionen die gleichen Formwerkzeuge eingesetzt werden. Die Dekoration kann mittels spezieller Farben erfolgen, welche für Rezyklierzwecke mit Spezialmitteln vom Kunststoffbehälter abwaschbar sind. Generell entfallen durch den direkten Auftrag der Dekoration auf den Vorformling beim Rezyklieren die sonst erforderlichen speziellen Behandlungsmethoden zum Ablösen oder Entfernen von Etiketten. Die direkt auf die Aussenwandung und/oder Innenwandung aufgetragene Dekoration kann funktionsgerecht gewählt und aufgetragen werden. So kann beispielsweise eine im Halsbereich auf die Aussenwandung aufgetragene Dekoration als Unversehrtheitsindikator dienen, indem bei Manipulation des Verschlusses die dort aufgetragene Dekoration beschädigt wird. Mittels des Auftragens der Dekoration direkt auf eine Wandung des Vorformlings können lagegenaue Füllstriche oder Sichtfenster angebracht werden, die unabhängig von der speziellen Form des aus dem dekorierten Vorformling streckgeblasenen Kunststoffbehälters ihre korrekte Position und Ausrichtung beibehalten. Es besteht auch die Möglichkeit, aus entsprechend dekorierten Vorformlingen im Streckblas verfahren opake Kunststoffbehälter herzustellen. Bei Verwendung von für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassenen Farbstoffen kann die Dekoration auch auf die Innenwandung des Vorformlings aufgetragen werden. Indem die Dekoration direkt auf eine Wandung des relativ dickwandigen Vorformlings aufgetragen wird, der zudem sehr regelmässig geformt ist, bestehen auch sehr grosse Freiheiten bezüglich der Wahl des Auftragsverfahrens. So können für das Auftragen der Dekoration Tauchverfahren, Sprühverfahren, Spin-Coating Verfahren und die verschiedensten direkten und indirekten Druckverfahren eingesetzt werden. Die Dekoration kann ein- oder mehrfarbig aufgetragen werden. Es können erst zu einem späteren Zeitpunkt aktivierbare, beispielsweise hitzeaktivierbare Dekorationen aufgetragen werden. An der Innenwandung aufgetragene Dekorationen können durch eine gewollte Reaktion mit dem Füllgut Duftstoffe freisetzen, die durch die Behälterwandung permeieren können. Die Dekoration kann sogar dazu eingesetzt werden, die Dichtigkeit der Wandung des aus dem dekorierten Vorformling streckgeblasenen Kunststoffbehälters beispielsweise gegen eine Permeation von Sauerstoff oder Kohlendioxid zu verbessern. Weiters kann die Dekoration auch als ein zusätzlicher UV-Schutz eingesetzt werden.

[0039] Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen erweisen sich als sehr vorteilhaft gegenüber den bekannten Dekorierverfahren des Stands der Technik und den dafür eingesetzten Anlagen. Das Verfahren erhöht die Flexibilität und ist einfach und kostengünstig durchführbar. Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch in Verbindung mit dem bereits aus dem Stand der Technik bekannten Etikettierverfahren verwendet werden.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen, bei dem zunächst in einem Spritzgiess-, Fliesspress- oder Extrusionsblasverfahren ein Vorformling, der einen länglichen, röhrchenartigen Körper, der an seinem einen Längsende einen Boden und am anderen Längsende einen Halsabschnitt aufweist, hergestellt wird und danach der Vorformling mit einer Dekoration versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration direkt auf eine Wandung des Vorformlings aufgetragen wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise direkt auf eine Aussenwandung und/oder auf eine Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise als eine Schicht auf eine Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

4. Verfahren gemäss Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht eine für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassene Farbe ist, die in einem Tampondruckverfahren, in einem Spin-Coating Verfahren, in einem Thermotransferdruckverfahren oder in einem Sprühverfahren auf die Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

5. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens teilweise in einem Tauchverfahren auf die Aussenwandung und/oder die Innenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

6. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise in einem direkten oder indirekten Druckverfahren auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

7. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise in einem Tintenspritzdruckverfahren auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

8. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens bereichsweise in einem Laserdruckverfahren auf die Aussenwandung des Vorformlings aufgetragen wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration ein- oder mehrschichtig aufgetragen wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration ein- oder mehrfarbig ausgebildet wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen der Dekoration mit einem Laserbeschriftungsverfahren kombiniert wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens teilweise unmittelbar nach der Herstellung des Vorformlings aufgetragen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Dekoration versehene Vorformling mit einer transparenten Versiegelung versehen wird, die vorzugsweise in einem Tauchverfahren aufgetragen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekoration wenigstens teilweise unmittelbar vor dem Einsetzen des Vorformlings in eine Blasform einer Streckblasvorrichtung auf den vorzugsweise bereits erwärmten Vorformling aufgetragen wird.

15. Dekorierter Vorformling gefertigt nach einem Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.

16. Kunststoffbehälter mit Dekoration gefertigt in einem Streckblasverfahren aus einem Vorformling (10) gemäss Anspruch 15.

17. Vorrichtung zur Herstellung von dekorierten Vorformlingen für den Einsatz in einem Streckblasprozess, umfassend eine Fertigungsanlage (1) für einen Vorformling (10), beispielsweise eine Spritzgiessanlage oder eine Fliesspressanlage oder eine Extrusionsblasvorrichtung, und wenigstens eine Bearbeitungsstation (2, 2A, 2B) zum Auftragen einer Dekoration wenigstens unmittelbar auf einen Teilbereich einer Wandung eines gefertigten Vorformlings (10).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (2A) zum Auftragen der Dekoration auf den Vorformling unmittelbar im Anschluss an die Fertigungsanlage für die Vorförmlinge angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (2B) zum Auftragen der Dekoration auf den Vorformling (10) räumlich getrennt von der Fertigungsanlage (1) für die Vorförmlinge (10) angeordnet und vorzugsweise unmittelbar vor einer Streckblasvorrichtung (5) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (2B) zum Auftragen der Dekoration auf den Vorformling (10) unmittelbar vor einer Streckblasvorrichtung (5) zwischen einer Heizstation (4) zum gezielten Erwärmen der gefertigten Vorformlinge (4) und einer Blasstation der Streckblasvorrichtung (5) angeordnet ist.