DE102007017938B4 - Behälterherstellungsvorrichtung und Herstellverfahren für Formkörper - Google Patents

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Abstract

Behälterherstellungsvorrichtung (1) zum Herstellen von Kunststoffbehältern (7) aus Preformen (5), insbesondere Flaschen, kleinen Fässchen (Kegs) und sonstigen Behältern aus PET, umfassend eine Blasmaschine, geeignete Transportvorrichtungen, welche ganz oder teilweise rotierende Elemente umfassen oder darstellen, wie Zu- und Auslaufsterne (3, 4) oder das Glasrad bzw. Karussell (2) der Blasmaschine, wobei an der Blasmaschine oder auf dieser mindestens ein Strahlungsemitter angebracht ist und/oder ein Strahlungsemitter (9, 10) auf mindestens einen Teilbereich der Blasmaschine und/oder mindestens auf eine Teilfläche der inneren Oberflächen der die Behälterherstellvorrichtung (1) umschließenden Einhausung gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasmaschine eine Rotationsblasmaschine ist und der Strahlungsemitter (10) derart auf oder an mindestens einem der rotierenden Elemente angebracht ist, dass dieser mit dem rotierenden Element umläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Behälterherstellungsvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffbehältern aus Vorformlingen (Preforms), insbesondere Flaschen, kleinen Fässchen (Kegs) und sonstigen Behältern aus PET, die eine Blasmaschine und geeignete Transportvorrichtungen umfasst, wobei an der Blasmaschine oder auf dieser mindestens ein Strahlungsemitter angebracht ist und/oder ein Strahlungsemitter auf mindestens einen Teilbereich der Blasmaschine gerichtet ist. Weiterhin ist ein entsprechendes Sterilisierungsverfahren für Glasmaschinen von der Erfindung umfasst.
  • Im Stand der Technik sind Behälterherstellungsvorrichtungen bekannt, die mittels einer Streckblasmaschine aus Vorformlingen, zum Beispiel Flaschen formen. DE 10 2005 015 565 A1 , DE 10 2004 061 230 A1 oder DE 295 08 864 U1 beschreiben solche Behälterherstellungsvorrichtungen.
  • Zunehmend besteht das Erfordernis, immer höhere Reinheiten oder aseptische Bedingungen bei der Herstellung und Abfüllung von Behältern und Flaschen zu erreichen. Üblich ist es, dass bereits der Vorformling von möglichen Anhaftungen gereinigt wird, indem zum Beispiel ein Strom ionisierter Luft ins Innere geleitet wird. DE 101 40 906 B4 , EP 0 895 816 A1 oder DE 199 09 488 A1 beschreiben derartige Vorrichtungen und Verfahren. Weiterhin sind aus WO 01/31680 A1 oder DE 102 36 683 A1 Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei welchen Flaschen beschichtet und gleichzeitig sterilisiert werden, indem unter Vakuum ein Plasma gezündet wird. Weitere Vorrichtungen und Verfahren sind bekannt. Für Füllereinheiten sind nass- und trockenaseptische Verfahren bekannt. Aus DE 295 03 830 U1 ist bekannt, den Innraum von Abfüllstraßen, Füllmaschinen, Inspektionsmaschinen oder Förderanlagen mittels UV-Strahlungen steril zu halten.
  • Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, dass diese Behandlungsschritte nur vor oder nach der Blasmaschine durchgeführt werden können, da die Blasmaschine selbst bisher nicht steril betrieben werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Behälterherstellungsvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffbehältern, insbesondere Flaschen, kleinen Fässchen und sonstigen Behältern aus PET, aus Preformen, umfasst eine Blasmaschine und geeignete Transportvorrichtungen, wobei im Nahbereich vor, an der Blasmaschine oder, auf dieser, mindestens ein Strahlungsemitter angebracht ist und/oder ein Strahlungsemitter auf mindestens einen Teilbereich der Blasmaschine oder deren Umhausung gerichtet ist. Der Strahlungsemitter ist idealerweise ein Elektronenstrahler oder UV-Strahler. Als UV-Strahler ist einer für gepulstes UV-Licht besonders geeignet. Es ist möglich je nach Bestrahlungsaufgabe mehrere gleiche oder verschiedenartige Strahlungsemitter zu verwenden. Somit ist es möglich, mindestens einen Teil der Oberflächen der Behälterherstellungsvorrichtung und/oder den die Behälterherstellungsvorrichtung umgebenden Raum zu sterilisieren und/oder permanent steril zu halten.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, bei einer Rotationsblasmaschine Strahlungsemitter auf oder an mindestens einem der rotierenden Elemente anzubringen, so dass dieser mit dem Kreisel der Blasmaschine umläuft. Auf diese Weise kann die Anzahl der Emitter verringert und die Strahlungsverteilung im Raum erhöht werden. Dabei kann mindestens ein Strahlungsemitter auf dem die Blasformen tragenden oder zuführenden Karussell beziehungsweise Sternrad angebracht sein, welcher im vorgesehenen Betrieb mit diesem Karussell oder Sternrad rotiert.
  • Eine weitere Verbesserung besteht darin, mindestens einen Teil der Oberflächen der Behälterherstellungsvorrichtung elektrostatisch aufladbar auszubilden, um so im bestimmungsgemäßen Betrieb die Elektronenstrahlen zu lenken. Dabei werden idealerweise Teile der Oberflächen der Behälterherstellungsvorrichtung, insbesondere der Blasmaschine elektrostatisch positiv aufladbar ausgebildet, um so Elektronen und/oder Elektronenstrahlen durch den Potentialunterschied anzuziehen. Auf diese Weise können zum Beispiel schlecht zugängliche Fläche ebenfalls mit dem Elektronenstrahl beaufschlagt werden.
  • In einer Weiterbildung der Behälterherstellungsvorrichtung wird stromaufwärts der Behälterherstellungsvorrichtung eine Sterilisierungseinheit vorgesehen, in welcher die Preformen stromaufwärts der Blasmaschine mittels Strahlungsemitter sterilisiert werden. Hierzu kann die Sterilisierungseinheit einen oder mehrere Strahlungsemitter, insbesondere Elektronenstrahler umfassen, welche in die Öffnung des Vorformlings einführbar sind.
  • Vorteilhafterweise werden die Behälterherstellungsvorrichtung und die Sterilisierungseinheit direkt miteinander verbunden, so dass diese einen gemeinsamen, geschlossenen Raum bilden. Weiterhin kann stromabwärts der Behälterbehandlungsvorrichtung eine Füllereinheit angeordnet sein, die direkt und abdichtend mit der Behälterherstellvorrichtung verbunden ist, so dass in er Ausführungsform die Sterilisiereinheit für Preformen, die Behälterherstellvorrichtung und die Füllereinheit in einer geblockten Bauweise einen im Wesentlichen gemeinsamen Raum bilden. In analoger Weise kann stromabwärts der Behälterbehandlungsvorrichtung eine Füllereinheit angeordnet sein, ohne dass eine Sterilisierungseinheit für Preformen vorgesehen ist, wobei die Füllereinheit direkt mit der Behälterherstellvorrichtung verbunden ist und diese so einen gemeinsamen Raum bilden.
  • Von der Erfindung ist auch ein Herstellverfahren für Kunststoffbehälter aus Preformen umfasst, bei dem eine Behälterherstellungsvorrichtung in einer der vorstehend genannten Varianten eingesetzt wird. Als Kunststoffbehälter kommen insbesondere Flaschen, kleine Fässchen (Kegs) und sonstige Behälter aus PET oder anderen geeigneten Kunststoffen in Frage.
  • Idealerweise wird dabei die Behälterherstellvorrichtung mit einer Sterilisierungseinheit für Vorformlinge und/oder einer Füllereinheit als gemeinsamer Sterilraum betrieben. Eine Verbesserung des Verfahrens besteht darin, dass im Übergangsbereich zwischen der Füllereinheit, der Behälterherstellvorrichtung und/oder der Sterilisierungseinheit für Preformen eine oder mehrer Schleusen und/oder zusätzliche Sterilisierungsschritte vorgesehen sind. Eine besondere Ausführungsvariante besteht darin, dass ein Teil der Vorrichtungen und/oder der Behälter mit einem Nassverfahren sterilisiert werden. Idealerweise wird der Bereich mit einem Nassverfahren sterilisiert, dessen oberes Ende tiefer als die Öffnungen der Vorformlinge und/oder Behälter liegt und sich nach unten bis zum Boden erstreckt.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren erläutert, wobei die Figuren zeigen:
  • 1: Darstellung der Behälterherstellungsvorrichtung in einer Draufsicht
  • 2: Darstellung einer Sterilisierungseinheit für Vorformlinge, einer Behälterherstellungsvorrichtung und einer Fülleinheit in einer Draufsicht
  • Die mit einer strichpunktierten Linie umrahmte Behälterherstellvorrichtung 1 umfasst ein Karussell 2, einen Zulaufstern 3 und einen Auslaufstern 4. Weitere Details, wie Heizvorrichtung, Blasformen etc. sind bekannt und in 1 nicht dargestellt. Die Vorformlinge 5 und die geformten Flaschen 7 werden vorrangig hängend transportiert, wozu diese in bekannter Weise durch Greifer oder Halterungen am Hals gehalten werden („Neck Handling”). Die Vorformlinge 5 werden über den Förderweg 6 an den Zulaufstern 3 herangeführt und von diesem auf das Karussell 2 übergeben. Auf dem Karussell 2 sind Kavitäten 16 auf dem Umfang angeordnet, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nur teilweise dargestellt sind und in denen der Streck-/Blasvorgang in bekannter Weise durchgeführt wird. Gegenüber dem Zulaufstern 3 ist eine geöffnete Kavität 17 gezeigt, ebenso gegenüber dem Auslaufstern 4, welcher die fertig geblasen Flasche übernimmt.
  • Nach dem Blasvorgang an der Rundläuferblasmaschine werden die fertig geformten Flaschen 7 vom Auslaufstern 4 übernommen und aus der Behälterherstellungsvorrichtung über den Förderweg 8 herausgeführt. In der Behälterherstellvorrichtung 1 sind eine Vielzahl von Strahlungsemittern angeordnet. Die statischen Strahlungsemitter 9 sind am Rand der Behälterherstellvorrichtung 1 angeordnet und strahlen in Richtung der Einbauten. Einige Strahlungsemitter sind so ausgerichtet, dass diese auf die, die Umhausung bildenden Wände inklusive der Decke und dem Boden gerichtet sind. Die Strahlungsrichtung ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet.
  • Auf dem Zulaufstern 3 und auf dem Auslaufstern 4 sowie auf dem zentralen Karussell 2 sind jeweils mehrere Strahlungsemitter 10 angeordnet, die gemeinsam mit dem Stern beziehungsweise dem Karussell umlaufen. Auf diese Weise wird eine intensive und mehrfach gestreute Strahlung erzeugt.
  • In dem gezeigten Beispiel sind nur Elektronenstrahler vorgesehen, wobei eine Kombination mit zum Beispiel gepulsten UV-Lampen sinnvoll ist. Die mit einer strichpunktierten Linie umrundete Station 18 dient der Innensterilisation der Kavität 17. Hierbei ist der Strahler besonders nah gegenüber dem Karussell 2 angeordnet und kann eine gewisse Wegstrecke dem Karussell 2 beziehungsweise der geöffneten Kavität 17 folgen, um den Sterilisierungseffekt im Inneren der Kavität 17 zu verbessern.
  • 2 zeigt die in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene Behälterherstellvorrichtung 1 in einer gemeinsamen Einhausung mit einer Sterilisierungseinheit 11 für Vorformlinge 5 und einer Füllereinheit 12. Diese so genannte geblockte Bauweise hat den großen Vorteil, dass sie sehr kompakt und damit kostengünstiger ist, da Zwischenreinigungs- und einige Transportschritte entfallen. Die Beschriftungen haben, sofern nicht etwas Gegenteiliges gesagt ist, die identische Bedeutung, wie in 1.
  • Über eine nicht näher dargestellte Heiß- und Zuführeinheit 13 für die Vorformlinge 5, gelangen diese in die Sterilisierungseinheit 11, wo sie vom Behandlungsstern 14 übernommen werden. Am Umfang des Behandlungssterns 14 ist eine Sterilisierungsvorrichtung 15 angeordnet. Zur Sterilisierung eines Vorformlings 5 wird eine Sterilisierungssonde, an deren Umfang und/oder Spitze mindestens ein Strahlungsemitter angeordnet ist, in den Vorformling eingeführt. Hierzu sind Strahlungsdichten von 15 bis 30 kJ/kg erforderlich.
  • In der dargestellten Ausführungsform sind im Bereich der Sterilisierungseinheit 11 stromabwärts der Sterilisierungsvorrichtung 15 beidseitig zum Übergabebereich vom Behandlungsstern 14 zum Zuführungsstern 3 der Behälterherstellvorrichtung 1 statische Strahlungsemitter 9 angeordnet. An die Behälterherstellvorrichtung 1 schließt sich als weitere Einheit desselben Blocks die Fülleinheit 12 an. Hier sind ebenfalls statische Strahlungsemitter 9 und rotierende Strahlungsemitter 10 vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Behälterherstellvorrichtung 1 und das Verfahren ist beispielhaft beschrieben, wobei viele Varianten nach demselben Prinzip möglich sind. Insbesondere kann zwischen Sterilisierungseinheit und Behälterherstellvorrichtung eine Vorheizeinheit für Vorformlinge angeordnet sein kann, wenn die Vorformlinge der Sterilisierungseinheit kalt zugeführt werden.

Claims (15)

  1. Behälterherstellungsvorrichtung (1) zum Herstellen von Kunststoffbehältern (7) aus Preformen (5), insbesondere Flaschen, kleinen Fässchen (Kegs) und sonstigen Behältern aus PET, umfassend eine Blasmaschine, geeignete Transportvorrichtungen, welche ganz oder teilweise rotierende Elemente umfassen oder darstellen, wie Zu- und Auslaufsterne (3, 4) oder das Glasrad bzw. Karussell (2) der Blasmaschine, wobei an der Blasmaschine oder auf dieser mindestens ein Strahlungsemitter angebracht ist und/oder ein Strahlungsemitter (9, 10) auf mindestens einen Teilbereich der Blasmaschine und/oder mindestens auf eine Teilfläche der inneren Oberflächen der die Behälterherstellvorrichtung (1) umschließenden Einhausung gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasmaschine eine Rotationsblasmaschine ist und der Strahlungsemitter (10) derart auf oder an mindestens einem der rotierenden Elemente angebracht ist, dass dieser mit dem rotierenden Element umläuft.
  2. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strahlungsemitter (10) auf dem die Blasformen tragenden oder zuführenden Karussell (2) beziehungsweise Sternrad (3, 4) angebracht ist, welcher im bestimmungsgemäßen Betrieb mit diesem Karussell (2) oder Sternrad (3, 4) umläuft.
  3. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strahlungsemitter (10) ein Elektronenstrahler oder UV-Strahler ist, wobei der UV-Strahler idealerweise ein gepulster UV-Strahler ist.
  4. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleiche oder unterschiedliche Strahlungsemitter (10) vorgesehen sind.
  5. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Oberflächen der Behälterherstellungsvorrichtung (1), insbesondere der Blasmaschine elektrostatisch aufladbar ausgebildet ist, um so Elektronenstrahlen zu lenken.
  6. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Oberflächen der Behälterherstellungsvorrichtung (1), insbesondere der Blasmaschine elektrostatisch positiv aufladbar ausgebildet ist, um so Elektronen und/oder Elektronenstrahlen anzuziehen.
  7. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Behälterherstellungsvorrichtung (1) eine Sterilisierungseinheit (11) vorgesehen ist, in welcher die Preformen (5) stromaufwärts der Blasmaschine mittels Strahlungsemitter (10) sterilisiert werden.
  8. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisierungseinheit (11) für Preformen (5) Strahlungsemitter (10) umfasst, welche in die Öffnung der Preform (5) einführbar sind.
  9. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisierungseinheit (11) direkt mit der Behälterherstellvorrichtung (1) verbunden ist und so einen gemeinsamen Raum bilden, wobei zwischen Sterilisierungseinheit (11) und Behälterherstellvorrichtung (1) eine Heizeinheit für Vorformlinge angeordnet sein kann.
  10. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Behälterherstellungsvorrichtung (1) eine Füllereinheit (12) angeordnet ist, wobei die Füllereinheit (12) direkt mit der Behälterherstellungsvorrichtung (1) verbunden ist und die Sterilisiereinheit für Preformen, die Behälterherstellungsvorrichtung (1) und die Füllereinheit einen gemeinsamen Raum bilden.
  11. Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Behälterherstellungsvorrichtung (1) eine Füllereinheit angeordnet ist, wobei die Füllereinheit direkt mit der Behälterherstellungsvorrichtung (1) verbunden ist und diese so einen gemeinsamen Raum bilden.
  12. Herstellverfahren für Kunststoffbehälter aus Preformen (5), insbesondere Flaschen, kleine Fässchen und sonstige Behälter (7) aus PET, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1–11 eingesetzt wird, um mindestens einen Teil der Oberflächen der Behälterherstellungsvorrichtung (1) und/oder mindestens einen Teil der inneren Oberflächen, der die Behälterherstellungsvorrichtung (1) umschließenden Einhausung, zu sterilisieren und/oder permanent steril zu halten.
  13. Herstellverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behälterherstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 11 verwendet wird, wobei der eine gemeinsame Raum als Sterilraum betrieben wird.
  14. Herstellverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich zwischen der Füllereinheit, der Behälterherstellungsvorrichtung (1) und/oder der Sterilisierungseinheit (11) für Preformen (5) eine oder mehrer Schleusen und/oder zusätzliche Sterilisierungsschritte vorgesehen sind.
  15. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Vorrichtungen und der Behälter (7) mit einem Nassverfahren sterilisiert werden, wobei insbesondere der Bereich mit einem Nassverfahren sterilisiert wird, dessen oberes Ende tiefer als die Öffnungen der Vorformlinge (5) und/oder Behälter (7) liegt und sich nach unten bis zum Boden erstreckt.
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