DE102010049505B4 - Process for producing containers and blow-molded containers - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Behälters (2) aus einem Vorformling (1), der einen verschließbaren Mündungsabschnitt (21), eine Seitenwandung (26) sowie einen verschlossenen Boden (28) besitzt, sowie bei dem der Mündungsabschnitt (21) als ein spritzgegossenes Teil ausgebildet und mit einer folienartigen Seitenwandung (26) verbunden ist, die im Bereich ihrer dem Mündungsabschnitt (21) abgewandten Ausdehnung zur Bereitstellung des Bodens (28) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (1) mit einer Materialtemperatur unterhalb einer Verformungstemperatur in eine Blasform (4) eingesetzt und anschließend durch die Zufuhr eines erwärmten Gases zunächst temperiert und dann durch eine weitere Gaszufuhr blasgeformt wird.A method of making a container (2) from a preform (1) having a closable mouth portion (21), a side wall (26) and a closed bottom (28), and wherein the mouth portion (21) is formed as an injection molded part and is connected to a film-like side wall (26) which is welded in the region of its extension facing away from the mouth section (21) to provide the bottom (28), characterized in that the preform (1) with a material temperature below a deformation temperature in a blow mold (4) and then tempered by the supply of a heated gas first and then blow-molded by a further gas supply.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus einem Vorformling, der einen verschließbaren Mündungsabschnitt, eine Seitenwandung sowie einen verschlossenen Boden besitzt, sowie bei dem der Mündungsabschnitt als ein spritzgegossenes Teil ausgebildet und mit einer folienartigen Seitenwandung verbunden ist, die im Bereich ihrer dem Mündungsabschnitt abgewandten Ausdehnung zur Bereitstellung des Bodens verschweißt ist.The invention relates to a method for producing a container from a preform having a closable mouth portion, a side wall and a closed bottom, and in which the mouth portion is formed as an injection-molded part and connected to a film-like side wall in the region of the mouth portion opposite extent is welded to provide the soil.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Behälter, der einen verschließbaren Mündungsabschnitt, eine Seitenwandung sowie einen verschlossenen Boden besitzt, sowie bei dem der Mündungsabschnitt als ein spritzgegossenes Teil ausgebildet und mit einer folienartigen Seitenwandung verbunden ist, die im Bereich ihrer dem Mündungsabschnitt abgewandten Ausdehnung zur Bereitstellung des Bodens verschweißt ist.The invention also relates to a container having a closable mouth portion, a side wall and a closed bottom, and in which the mouth portion is formed as an injection-molded part and connected to a film-like side wall, in the region of their mouth facing away from the mouth extension to provide the soil is welded.
Derartige Behälter werden häufig zur Verpackung von Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, verwendet. Typischerweise besitzt ein derartiger Behälter eine dünne und flexible Wandung, die Konturänderungen des verpackten Produktes ermöglicht. Insbesondere bei in derartigen Behältern verpackten Getränken ist es dadurch möglich, diese wesentlich raumsparender zu transportieren und zu lagern, als dies bei konturstabilen Flaschen möglich wäre. Bei einer Stapelung von derartigen weichen Behältern in Kisten oder ähnlichen Gebinden kann durch die jeweilige Konturanpassung der Behälter eine Stapelung mit geringen Zwischenraumbereichen vorgenommen werden.Such containers are often used for packaging food, especially drinks. Typically, such a container has a thin and flexible wall that allows for contour changes of the packaged product. In particular, when packed in such containers drinks, this makes it possible to transport much more space-saving and store, as would be possible with contour-stable bottles. In a stacking of such soft containers in boxes or similar containers can be made by the respective contour adjustment of the container stacking with small gap areas.
Entsprechende Behälter werden verbreitet derart hergestellt, daß ein vorgefertigtes Mündungsstück mit einem folienartigen Seitenwand- und Bodenmaterial versehen wird. Die Verbindung mit dem Mündungsstück sowie die Herstellung eines geschlossenen Behälters aus dem Folienmaterial erfolgt in der Regel durch Schweißvorgänge. Derartige Herstellungsverfahren werden beispielsweise in der
Relativ dünne Behälterwandungen können bei einer biaxialen Blasverformung von Vorformlingen zu Behältern erreicht werden. Die hierfür erforderlichen Vorrichtungen verursachen jedoch einen relativ großen maschinenbaulichen Aufwand.Relatively thin container walls can be achieved in a biaxial blow molding of preforms to containers. However, the devices required for this cause a relatively large mechanical engineering effort.
Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat), innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der
Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformumg wird in der
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 Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.Within the blow molding apparatus, the preforms as well as the blown containers can be transported by means of different handling devices. In particular, the use of transport mandrels, onto which the preforms are plugged, has proven to be useful. The preforms can also be handled with other support devices. The use of gripper tongs for handling preforms and the use of expansion mandrels which are insertable into a muzzle region of the preform for mounting are also among the available constructions.
Eine Handhabung von Behältern unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der
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 Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.The already described handling of the preforms takes place firstly in the so-called two-stage process, in which the preforms are first produced in an injection molding process, then temporarily stored and later conditioned in terms of their temperature and inflated to a container. On the other hand an application is made in the so-called one-step process, in which the preforms are suitably tempered and then inflated immediately after their injection molding production and sufficient solidification.
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 anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.With regard to the blow molding stations used, different embodiments are known. In blow stations, which are arranged on rotating transport wheels, a book-like unfoldability of the mold carrier is frequently encountered. But it is also possible to use relatively movable or differently guided mold carrier. In fixed blowing stations, which are particularly suitable for receiving a plurality of cavities for container molding, typically plates arranged parallel to one another are used as mold carriers.
Vor einer Durchführung der Beheizung werden die Vorformlinge typischerweise auf Transportdorne aufgesteckt, die den Vorformling entweder durch die gesamte Blasmaschine transportieren oder die lediglich im Bereich der Heizeinrichtung umlaufen. Bei einer stehenden Beheizung der Vorformlinge derart, daß die Mündungen der Vorformlinge in lotrechter Richtung nach unten orientiert sind, werden die Vorformlinge üblicherweise auf ein hülsenförmiges Halterungselement des Transportdornes aufgesteckt. Bei einer hängenden Beheizung der Vorformlinge, bei der diese mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben orientiert sind, werden in der Regel Spreizdorne in die Mündungen der Vorformlinge eingeführt, die die Vorformlinge festklemmen.Before carrying out the heating, the preforms are typically attached to transport mandrels, which either transport the preform through the entire blow molding machine or circulate only in the region of the heating device. In a stationary heating of the preforms such that the mouths of the preforms are oriented in the vertical direction down, the preforms are usually attached to a sleeve-shaped support member of the transport mandrel. In a suspended heating of the preforms, in which they are oriented with their mouths in the vertical direction upwards, expanding mandrels are introduced into the mouths of the preforms, which clamp the preforms in the rule.
Die bislang bekannt gewordenen Verfahren und Vorrichtungen sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, preiswerte Behälter aus Kunststoff mit geringem maschinenbaulichen Aufwand und damit auch geringen Produktionskosten herzustellen.The hitherto known methods and devices are not yet sufficiently suitable for producing inexpensive containers made of plastic with little mechanical engineering effort and thus also low production costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine preiswerte Herstellung von dünnwandigen Behältern unterstützt wird.The object of the present invention is therefore to improve a method of the initially mentioned type such that an inexpensive production of thin-walled containers is supported.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorformling mit einer Materialtemperatur unterhalb einer Verformungstemperatur in eine Blasform eingesetzt wird und anschließend durch die Zufuhr eines erwärmten Gases zunächst temperiert und dann durch eine weitere Gaszufuhr blasgeformt wird.This object is achieved in that the preform is used with a material temperature below a deformation temperature in a blow mold and then tempered by the supply of a heated gas initially and then blow-molded by a further gas supply.
Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Behälter der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine preiswerte Herstellung unterstützt wird.An additional object of the present invention is to construct a container of the type mentioned in the introduction in such a way that an inexpensive production is supported.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Material im Bereich der Seitenwandung durch Blasverformung geformt ist.This object is achieved in that the material is formed in the region of the side wall by blow molding.
Durch die Kombination eines spritzgegossenen Mündungsteiles, einer folienartigen Seitenwandung mit einem verschlossenen Boden und sowohl der Materialtemperierung als vorzugsweise auch der Materialverformung durch Zufuhr eines erhitzten und unter Druck stehenden Gases läßt sich ein preiswertes Herstellungsverfahren verwenden, um leichte Behälter herzustellen, die im Bereich des Mündungsabschnittes eine hohe Formgenauigkeit aufweisen. Dies ist für Füllvorgänge und für das Aufsetzen von Verschlußelementen von hoher Wichtigkeit.The combination of an injection-molded mouth part, a foil-like side wall with a closed bottom and both the material temperature and preferably also the material deformation by supplying a heated and pressurized gas can be an inexpensive manufacturing method used to produce lightweight containers, which in the mouth section a have high dimensional accuracy. This is of great importance for filling operations and for putting on closure elements.
Erfindungsgemäß wird insbesondere die Verwendung einer separaten Heizeinrichtung vermieden, die einen entsprechenden konstruktiven Aufwand zur Folge hätte. Die für die Materialerwärmung erforderliche Energie wird vielmehr unmittelbar durch das Blasgas selbst eingebracht. Aufgrund der folienartigen Ausbildung der Seitenwandung des Behälters liegt bereits beim verwendeten Vorformling eine derart geringe Wandstärke vor, daß sich eine entsprechende Beheizung als ausreichend erweist. Kostenintensive Heizeinrichtungen für konventionelle spritzgegossene Vorformlinge, beispielsweise Infrarot-Strahler oder Mikrowellen, werden hierdurch entbehrlich.According to the invention, in particular the use of a separate heating device is avoided, which would result in a corresponding design effort. The energy required for the material heating is rather introduced directly by the blowing gas itself. Due to the film-like design of the side wall of the container is already in the preform used such a small wall thickness, that proves to be adequate heating. Costly heaters for conventional injection molded preforms, such as infrared emitters or microwaves, thereby become unnecessary.
Eine Zuführung des Gases in einen Innenraum des Vorformlings hinein wird dadurch unterstützt, daß das Gas durch eine hohle Stange in den Innenraum des Vorformlings eingeleitet wird.A supply of the gas into an interior of the preform is assisted in that the gas is introduced through a hollow rod in the interior of the preform.
Ein direktes Anblasen der Seitenwandungen des Vorformlings wird dadurch erreicht, daß das Gas aus mindestens einer Ausströmöffnung im Bereich einer Seitenwandung der Stange austritt.A direct blowing of the side walls of the preform is achieved in that the gas exiting from at least one outflow opening in the region of a side wall of the rod.
Zur Unterstützung einer vorgegebenen Materialverteilung bei der Durchführung des Blasvorganges wird vorgeschlagen, daß durch eine gesteuerte Zuführung des Gases im Bereich der Seitenwandung des Vorformlings ein Temperaturprofil erzeugt wird.To support a given material distribution in the implementation of the blowing process, it is proposed that a temperature profile is generated by a controlled supply of the gas in the region of the side wall of the preform.
Eine Positionierung des Vorformlings innerhalb der Blasform wird dadurch stabilisiert, daß die Stange den Vorformling während der Durchführung des Blasformungsvorganges relativ zur Blasform fixiert.Positioning of the preform within the blow mold is stabilized by the rod fixing the preform relative to the blow mold during the blow molding process.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawings, embodiments of the invention are shown schematically. Show it:
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb der Blasform (
Eine Reckung des Vorformlings (
Bei der in
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (
Ein Boden (
Die Stange (
Der einleitend genannte Reckvorgang stellt lediglich einen optionalen Verfahrensschritt dar. Notwendig ist lediglich eine Expansion des Vorformlings (
Durch die Gestaltung der Blasform (
Die erfindungsgemäß hergestellten Behälter (
Zur Unterstützung einer hohen Produktionsrate ist insbesondere daran gedacht, die Blasform (
Eine Wandstärke des Behälters (
Zur Erhöhung der Wärmekapazität des verwendeten erwärmten Gases ist es beispielsweise möglich, diesem Feuchtigkeit zuzusetzen. Der Heizvorgang erfolgt typischerweise bei einem leichten Überdruck des Heizgases. In Abhängigkeit von den konkreten Prozeßparametern ist es möglich, die Zufuhr des Heizgases bereits vor einem Schließen der Blasstation zu beginnen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zunächst die Blasstation (
Eine typische Temperatur des Heizgases beträgt etwa 160°C. Die Blasformungstemperatur für den Vorformling (
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfäig sind beispielsweise PST, PEN, PP, HDPE, PE, ABS, PC, PS, PLA oder Multilager aus mindestens zwei der vorstehenden Substanzen.As a thermoplastic material different plastics can be used. Einsatzfäig are, for example, PST, PEN, PP, HDPE, PE, ABS, PC, PS, PLA or multilayer of at least two of the above substances.
Die Expansion des Vorformlings (
Durch den Formungsvorgang wird das Material der Seitenwandung (
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