DE102010026166A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren sowie Vorrichtung zur Blasformung von Behältern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren sowie Vorrichtung zur Blasformung von Behältern Download PDF

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Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zum Sterilisieren von Vorformlingen aus einem, thermoplastischen Material, die zur Herstellung von blasgeformten Behältern vorgesehen sind. Bei der Sterilisierung wird ein Sterilisationsmittel in den Bereich des Vorformlings eingeleitet. Mindestens während eines Teiles der Zeitdauer der Sterilisierung wird der Vorformling erwärmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die zur Herstellung von blasgeformten Behältern vorgesehen sind sowie bei dem ein Sterilisationsmittel in den Bereich des Vorformlings zugeführt wird, sowie bei dem die Vorformlinge vor ihrer Blasverformung erwärmt werden.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Blasformen von mindestens bereichsweise sterilen Behältern durch Verformung eines Vorformlings, die eine Zuführeinrichtung zur Beaufschlagung mindestens eines Teiles des Vorformlings mit einem Sterilisationsmittel aufweist.
  • Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die zur Herstellung von blasgeformten Behältern vorgesehen sind. Ebenfalls ist von der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von mindestens bereichsweise sterilen Behältern aus einem thermoplastischen Material umfaßt.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die mindestens eine auf einer Tragstruktur angeordnete Blasstation zur Umformung von thermoplastischen Vorformlingen in die Behälter aufweist.
  • Eine Herstellung von sterilen blasgeformten Behältern erfolgt typischerweise derart, daß diese Behälter nach ihrer Blasformung und vor einer Befüllung unter Verwendung von Wasserstoffperoxid oder anderen Chemikalien sterilisiert werden. Ebenfalls ist es bereits bekannt, die bei der Blasformung der Behälter als Ausgangsprodukt verwendeten Vorformlinge zu sterilisieren, insbesondere den Bereich der inneren Oberfläche dieser Vorformlinge.
  • Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Poly-ethylenterephtalat), innerhalb einer Blasmaschine unter-schiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischer-weise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizein-richtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientie-rung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu ex-pandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrens-technische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert.
  • Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälter-formung wird in der DE-OS 42 12 583 beschrieben. Möglich-keiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE-OS 23 52 926 erläutert.
  • Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung von Spreiz-dornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vor-formlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den ver-fügbaren Konstruktionen.
  • Eine Handhabung von Behältern unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der DE-OS 199 06 438 bei einer Anordnung des Übergaberades zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke beschrieben.
  • Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgußverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine An-wendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtech-nischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.
  • Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzu-treffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander ver-schiebliche oder andersartig geführte Formträger einzu-setzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.
  • Hinsichtlich der Sterilisierung von Vorformlingen sind aus dem Stand der Technik bereits unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die jedoch alle verfahrensspezifische Nachteile aufweisen, die einer zuverlässigen Sterilisierung der Vorformlinge bei gleichzeitig hohen Durchsatzraten entgegenstehen.
  • In der EP-A 1 086 019 wird beispielsweise die Sterilisierung von heißen Vorformlingen mit einem heißen gasförmigen Sterilisationsmittel beschrieben. Es werden hintereinander angeordnete separate Behandlungsstationen verwendet, nämlich ein erstes Heizmodul, ein Sterilisiermodul sowie ein zweites Heizmodul. Nachteilig ist hierbei das Temperaturverhalten des Vorformlings während des Sterilisiervorganges sowie das unkontrollierte Austreten des Sterilisationsmittels aus dem Vorformling innerhalb der Heizung.
  • In der EP-A 1 896 245 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem vor der Heizung ein gasförmiges Sterilisationsmittel in einen kalten Vorformling eingeleitet wird und hier kondensiert. Problematisch ist hier die Sicherstellung einer vollständigen Kondensatbildung auf der gesamten Innenfläche des Vorformlings, da das einströmende heiße Sterilisationsmittel die Innenwandtemperatur des Vorformlings erhöht. Darüber hinaus tritt auch hier das Sterilisationsmittel nach seiner Verdampfung im Bereich der Heizung unkontrolliert innerhalb der Heizung aus dem Vorformling aus.
  • In der EP-A 2 138 298 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der vorsorglich sowohl vor dem verwendeten Blasmodul als auch hinter dem verwendeten Blasmodul Sterilisiereinrichtungen angeordnet sind. Hieraus resultiert ein sehr großer maschinenbaulicher Aufwand.
  • In der WO 2010/020530 A1 wird die Anordnung einer Sterilisiereinrichtung zwischen einer Heizung und dem Blasmodul beschrieben. Bei diesem Verfahren ist die Eintragsmenge von Sterilisationsmittel in den Bereich des Blasmoduls nur schwer vorhersehbar. Darüber hinaus ist die Austrittsmenge an Sterilisationsmittel in die Umgebung nicht kontrollierbar und eine entsprechende Kontamination nicht ausgeschlossen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß in einfacher Weise eine zuverlässige Sterilisation durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sterilisieren mindestens zeitweise während des Erwärmens der Vorformlinge durchgeführt wird.
  • Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine effektive Sterilisation mit geringem Aufwand durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung im Bereich einer Heizstrecke zur Temperierung der Vorformlinge angeordnet ist und daß der Vorformling im Bereich mindestens einer Transportposition innerhalb der Heizstrecke sowohl von einem Heizelement mit Wärmeenergie als auch von der Zuführeinrichtung mit dem Sterilisationsmittel beaufschlagbar ist.
  • Schließlich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß die Herstellung von sterilen Behältern unterstützt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich einer Heizstrecke Heizelemente zur Temperierung der Vorformlinge angeordnet ist und daß der Vorformling im Bereich mindestens einer Transportposition innerhalb der Heizstrecke sowohl von einem Heizelement mit Wärmeenergie als auch von der Zuführeinrichtung mit dem Sterilisationsmittel beaufschlagbar ist.
  • Durch das gleichzeitige Beheizen und Sterilisieren der Vorformlinge wird zum einen eine kompakte Bauform und eine kurze Prozeßzeit unterstützt. Darüber hinaus sorgt die Beheizung der Vorformlinge während des Sterilisierens für eine zusätzliche Aktivierung des Sterilisationsmittels und somit für eine Beschleunigung des Sterilisiervorganges. Schließlich sorgt die Beheizung gleichzeitig zur Durchführung des Sterilisationsvorganges auch dafür, daß Reste des Sterilisationsmittels schnell und rückstandsarm aus dem Bereich des Vorformlings entfernt werden können.
  • Zur Erreichung einer Aktivierung des Sterilisationsmittels wird vorgeschlagen, daß die Temperatur des Vorformlings im Bereich einer inneren Oberfläche während der Durchführung der Sterilisierung mindestens 80°C beträgt.
  • Als besonders vorteilhaft für eine Aktivierung erweist es sich, daß die Temperatur in einem Bereich von 100°C bis 130°C liegt.
  • Die Erreichung einer erforderlichen Sterilisationstemperatur, die Beibehaltung dieser Temperatur während des Sterilisierens und ein der Sterilisierung nachfolgendes Trocknen werden dadurch unterstützt, daß der Vorformling vor dem Sterilisieren, während des Sterilisierens sowie nach dem Sterilisieren erwärmt wird.
  • Zur Vermeidung unerwünschter Verformungen der Vorformlinge wird vorgeschlagen, daß ein Mündungsabschnitt des Vorformlings mindestens während eines Teiles des Erwärmungsvorganges gekühlt wird.
  • Ein Austreten von Sterilisationsmittel im Bereich der Heizung kann dadurch vermieden werden, daß mindestens während eines Teiles des Zeitraumes des Sterilisierens das Sterilisationsmittel sowohl in einen Innenraum des Vorformlings eingeleitet als auch aus diesem abgeleitet wird.
  • Insbesondere erweist es sich dabei als vorteilhaft, daß der Innenraum des Vorformlings gegenüber einer Umgebung des Vorformlings verschlossen wird.
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
  • 1 Eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
  • 2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
  • 3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blas-formung von Behältern,
  • 4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Heizmoduls einer Blasmaschine, bei der im Bereich des Heizmoduls eine Sterilisiereinrichtung angeordnet ist,
  • 6 eine gegenüber 5 abgewandelte Ausführungsform und
  • 7 einen Längsschnitt durch einen Applikator für das Sterilisationsmittel, der in einen Mündungsbereich des Vorformlings eingeführt im Bereich des Heizmoduls positioniert ist.
  • Vor einer Erläuterung des Detailaufbaus der Vorrichtung zum Sterilisieren der Vorformlinge (1) durch Anwendung eines Sterilisationsmittels sowie vor einer Erläuterung eines konkreten Einbaues einer entsprechenden Vorrichtung in eine Blasmaschine soll nachfolgend zunächst der grundsätzliche Aufbau einer Blasmaschine beschrieben werden.
  • Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in 1 und in 2 dargestellt.
  • Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blas-form (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetz-bar ist.
  • Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2) besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positio-nierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blas-station (3) von einem Transportdorn (9) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispiels-weise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
  • Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9) ein Anschlußkolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
  • Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, eine mecha-nische Positionierung der Reckstange (11) über Kurven-segmente durchzuführen, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind. Eine Ver-wendung von Zylindern (12) ist zweckmäßig, wenn ortsfest angeordnete Blasstationen (3) vorgesehen sind.
  • Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem-Anordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundär-zylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle (17), die während der Durchführung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18).
  • Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Verriegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40).
  • Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
  • 2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
  • 3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe (26) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24) sind Heizstrahler (30) sowie Gebläse (31) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
  • Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, daß der Behälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
  • Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind bei-spielsweise PET, PEN oder PP.
  • Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
  • Aus 3 ist ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (34) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
  • Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35). Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
  • Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blas-stationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke (32) transportiert.
  • In der in 4 dargestellten modifizierten Heizstrecke (24) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (39) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungs-richtung für die Kühlluft im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39) können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.
  • 5 zeigt schematisch und stark vereinfacht eine Anordnung ähnlich zur Darstellung in 3 mit zusätzlicher Anordnung einer Sterilisiereinrichtung (41) im Bereich der Heizstrecke (24). Gemäß dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Sterilisiereinrichtung (41) eine umlaufend angetriebene Transporteinrichtung (42) für Halteelemente (43) angeordnet, die eine Fixierung und/oder Positionierung der Vorformlinge (1) mindestens während eines Teiles der Zeitdauer des Sterilisationsvorganges ermöglichen.
  • 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der im Bereich der Sterilisiereinrichtung (41) keine zusätzlichen Halteelemente (42) verwendet werden. Zusätzlich eingezeichnet sind die Transportelemente (33) der Heizstrecke (24).
  • 7 zeigt einen Bereich der Sterilisiereinrichtung (41), die mit einem Applikator (44) in den Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) eingeführt ist. Der Applikator (44) weist ein Basiselement (45) auf, das von einem Positionierelement (46) getragen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Positionierelement (46) rohrartig ausgebildet und durch das Positionierelement (46) erstreckt sich ein Stellelement (47) hindurch. Das Stellelement (47) mündet im Bereich seiner einem Innenraum (48) des Vorformlings (1) zugewandten Ausdehnung in ein Spannelement (49) ein.
  • Zwischen dem Spannelement (49) und dem Basiselement (45) ist ein Keilelement (50) angeordnet, das mindestens eine Keilfläche (51) zur Beaufschlagung mindestens eines Klemmelementes (52) aufweist. Das Klemmelement (52) ist gerundet ausgebildet. Vorzugsweise liegt eine kugelartige Ausführung des Klemmelementes (52) vor. Als Material für das Klemmelement (52) ist beispielsweise an die Verwendung einer Keramik, von PEEK oder einem mit Keramik beschichteten Metall gedacht.
  • Im Bereich seiner dem Keilelement (50) zugewandten Ausdehnung weist das Spannelement (49) mindestens eine Keilfläche (53) auf. Ebenfalls ist das Basiselement (45) im Bereich seiner dem Keilelement (50) zugewandten Ausdehnung mit mindestens einer Keilfläche (54) versehen.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind somit in Richtung einer Längsachse (55) des Positionierelementes (46) hintereinander und relativ zueinander mit einem Abstand mindestens zwei Klemmelemente (52) positioniert. Dies ist aber optional und nicht zwingend notwendig. Ebenfalls sind in einer Umfangsrichtung des Keilelementes (50) relativ zueinander beabstandet mindestens zwei Klemmelemente (52) angeordnet. Bevorzugt werden mindestens drei in der Umfangsrichtung relativ zueinander äquidistant beabstandete Klemmelemente (52) verwendet.
  • Für ein Einführen des Applikators (44) in den Mündungsabschnitt (21) bzw. für ein Entfernen des Applikators (44) aus dem Bereich des Mündungsabschnittes (21) wird gegenüber der Positionierung in 7 der Abstand zwischen dem Spannelement (49) und dem Basiselement (45) durch eine Positionierung des Stellelementes (47) vergrößert. Die Klemmelemente (52) können hierdurch in Richtung auf das Stellelement (47) weiter in jeweils durch Keilflächen (51, 52) bzw. Keilflächen (51, 54) begrenzte Aufnahmetaschen hineinwandern und geben den Vorformling (1) relativ zum Applikator (44) frei. In umgekehrter Weise werden die Klemmelemente (52) bei einer Abstandsverringerung zwischen dem Spannelement (49) und dem Basiselement (45) entlang der Keilflächen (51, 53, 54) in Richtung auf den Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) positioniert und führen hierdurch einen Klemmvorgang durch.
  • Nach einer Positionierung des Applikators (44) im Bereich des Mündungsabschnittes (41) wird unter Verwendung einer Zuführeinrichtung (56) Sterilisationsmittel in den Bereich des Applikators (44) geleitet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist das rohrartige Positionierelement (46) mindestens eine außenseitige Ausnehmung (57) auf, die in einen Zuführraum (58) der Zuführeinrichtung (56) einmündet. Der Zuführraum (58) ist durch Dichtungen (59, 60) gegenüber einer Umgebung abgedichtet. Die Dichtungen (59, 60) können beispielsweise als O-Ringe ausgebildet sein, die das Positionierelement (46) außenseitig umgeben.
  • Zur Abdichtung des Stellelementes (47) relativ zum Positionierelement (46) wird eine Dichtung (61) verwendet. Auch diese Dichtung (61) kann als ein O-Ring ausgebildet sein, der in eine außenseitige nutförmige Vertiefung des Stellelementes (47) eingesetzt ist.
  • Zur Durchführung eines Sterilisationsvorganges wird durch die Zuführeinrichtung (56) und das Positionierelement (46) hindurch das Sterilisationsmittel in den Vorformling (1) eingeleitet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch das Stellelement (47) zumindest bereichsweise hohl ausgebildet, so daß die Zuführung des Sterilisationsmittels durch den hohlen Bereich des Stellelementes (47) hindurch erfolgt. Hierdurch kann eine zentrale Einleitung in den Vorformling (1) in Richtung der Längsachse (55) erfolgen.
  • Eine Ableitung des Sterilisationsmittels aus dem Innenraum (48) heraus kann beispielsweise durch Kanäle oder Nuten im Bereich des Applikators (44) erfolgen. Im einfachsten Fall erfolgt eine Ableitung durch geeignete Nuten an den Klemmelementen (52) vorbei in Richtung auf eine Umgebung.
  • Das Sterilisationsmittel wird vorzugsweise in einem gasförmigen Zustand in den Innenraum (48) eingeleitet. Insbesondere ist an eine Temperatur des Sterilisationsmittels von oberhalb 100°C gedacht. Vorzugsweise weist der Vorformling (1) bei der Durchführung des Sterilisationsvorganges im Bereich seiner zu sterilisierenden inneren Oberfläche eine Temperatur von oberhalb 80°C auf. Hinsichtlich des Sterilisationsmittels ist insbesondere an die Verwendung von Wasserstoffperoxid gedacht.
  • 7 veranschaulicht die Anordnung des Vorformlings (1) während der Durchführung des Sterilisationsvorganges im Bereich der Heizstrecke (24). Der Vorformling (1) wird hierbei sowohl vom Sterilisationsmittel als auch von Heizstrahlern (30) beaufschlagt. Vorzugsweise erfolgt die Beaufschlagung des Vorformlings (1) mit dem Sterilisationsmittel im Bereich der inneren Oberfläche des Vorformlings (1) und eine Beaufschlagung mit der Heizstrahlung im Bereich einer äußeren Oberfläche. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Heizstrahler (30) entlang einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) durch die Heizstrecke (24) einseitig angeordnet. Den Heizstrahlern (30) gegenüberliegend sind Reflektoren (66) positioniert. Typischerweise werden die Heizstrahler (30) im Bereich von Heizkästen (67) angeordnet, wobei auf einer den Vorformlingen (1) abgewandten Seite der Heizstrahler (30) vom Heizkasten (67) gehalterte Reflektoren (68) angeordnet sind. Vorzugsweise weisen die Reflektoren (68) ein Reflektionsprofil (69) auf. Zwischen den Heizstrahlern (30) und den Vorformlingen (1) kann eine Filterscheibe (70) positioniert werden, die frequenzselektive Eigenschaften aufweist. Die Filterscheibe (70) kann beispielsweise aus Quarzglas bestehen.
  • Vorzugsweise generieren die Heizstrahler (30) eine Heizstrahlung im NIR-Bereich. Verwendbar sind aber auch Infrarot-Strahler, lichtemittierende Dioden oder Strahleinrichtungen für Mikrowellenenergie oder Hochfrequenz-Energie.
  • Gegebenenfalls ist auch eine Kombination von zwei oder mehr der vorstehend aufgeführten Wärmequellen möglich.
  • Bei einer Applikation von Mikrowellenenergie in Kombination mit einer geeigneten Abschirmung ist es möglich, gezielt eine Erhitzung von wasserhaltigem Sterilisationsmittel im Innenraum (48) des Vorformlings (1) bzw. auf dessen innerer Oberfläche vorzunehmen. Hierfür ist Wasserstoffperoxid besonders geeignet.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 7 ist zur Kühlung des Mündungsabschnittes des Vorformlings (1) eine Kühleinrichtung (71) verwendet. Die Kühleinrichtung (71) weist mindestens eine Ausströmöffnung (72) für ein Kühlgas, beispielsweise gekühlte Luft, auf. Gemäß der Ausführungsform in 7 bildet die Kühleinrichtung (71) mit dem Reflektor (66) ein gemeinsames Bauteil. Beispielsweise ist es möglich, die Kühleinrichtung (71) als ein Hohlprofil auszubilden, auf dessen äußerer dem Vorformling (1) zugewendeter Oberfläche der Reflektor (66) angeordnet ist. Die Anordnung kann hierbei durch Befestigung eines Reflektorbauteiles oder durch geeignete reflektierende Beschichtungen des Hohlprofils erfolgen.
  • Gemäß typischen Prozeßbedingungen weist das Sterilisationsmittel während der Durchführung der Sterilisierung eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 130°C auf. Der Vorformling (1) weist während der Durchführung der Sterilisierung mindestens im Bereich seiner inneren Oberfläche eine Temperatur von 100°C bis 130°C auf. Eine typische Sterilisationsdauer beträgt etwa 0,1 bis 0,5 sec. Als Sterilisationsmittel wird bevorzugt verdampftes Wasserstoffperoxid verwendet, das mit Heißluft gemischt wird. Die Wasserstoffperoxidkonzentration beträgt dabei etwa 15 bis 35 Gewichtsprozent.
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Claims (14)

  1. Verfahren zum Sterilisieren von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die zur Herstellung von blasgeformten Behältern vorgesehen sind sowie bei dem ein Sterilisationsmittel in den Bereich des Vorformlings zugeführt wird, sowie bei dem die Vorformlinge vor ihrer Blasverformung erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Sterilisieren mindestens zeitweise während des Erwärmens der Vorformlinge (1) durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Vorformlings (1) im Bereich einer inneren Oberfläche während der Durchführung der Sterilisierung mindestens 80°C beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in einem Bereich von 100°C bis 130°C liegt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (1) vor dem Sterilisieren, während des Sterilisierens sowie nach dem Sterilisieren erwärmt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mündungsabschnitt des Vorformlings (1) mindestens während eines Teiles des Erwärmungsvorganges gekühlt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während eines Teiles des Zeitraumes des Sterilisierens das Sterilisationsmittel sowohl in einen Innenraum des Vorformlings (1) eingeleitet als auch aus diesem abgeleitet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Vorformlings (1) gegenüber einer Umgebung des Vorformlings (1) verschlossen wird.
  8. Vorrichtung zum Sterilisieren von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die zur Herstellung von blasgeformten Behältern vorgesehen sind, die eine Zuführeinrichtung zur Beaufschlagung mindestens eines Teiles des Vorformlings mit einem Sterilisationsmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (56) im Bereich einer Heizstrecke (24) zur Temperierung der Vorformlinge (1) angeordnet ist und daß der Vorformling (1) im Bereich mindestens einer Transportposition innerhalb der Heizstrecke (24) sowohl von einem Heizelement mit Wärmeenergie als auch von der Zuführeinrichtung (56) mit dem Sterilisationsmittel beaufschlagbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die in Transportrichtung der Vorformlinge (1) vor der Zuführeinrichtung (56) als auch die im Bereich der Zuführeinrichtung (56) angeordneten Heizelemente dazu ausgebildet sind, den Vorformling (1) mindestens im Bereich seiner inneren Oberfläche mit einer Temperatur von mindestens 80°C zu erwärmen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente eine Strahlungsleistung zur Erreichung einer Temperatur von etwa 100°C bis 130°C aufweisen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) sowohl vor der Zuführeinrichtung (56) als auch im Bereich der Zuführeinrichtung (56) und hinter der Zuführeinrichtung (56) Heizelemente angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Heizstrecke (24) mindestens eine Kühleinrichtung (71) zur Kühlung von Mündungsabschnitten der Vorformlinge (1) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, daß die Zuführeinrichtung (56) sowohl Mittel zur Zuführung als auch Mittel zur Ableitung des Sterilisationsmittels aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Heizstrecke (24) mindestens ein Verschlußelement angeordnet ist, das einen Innenraum des Vorformlings (1) gegenüber einer Umgebung verschließt.
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