DE102015105994A1

DE102015105994A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Behältnissen mit Ausschleusung von Kunststoffvorformlingen

Info

Publication number: DE102015105994A1
Application number: DE102015105994.0A
Authority: DE
Inventors: Erik Blochmann; Florian Geltinger; Jochen Forsthövel; Jürgen Söllner; Konrad Senn; Roland Laumer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffbehältnissen mit einer Herstellungseinrichtung welche Kunststoffvorformlinge herstellt, mit einer dieser Herstellungseinrichtung zumindest mittelbar nachgeordneten Umformungseinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umformt, und mit wenigsten einer Transporteinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge von der Herstellungseinrichtung zu der Umformungseinrichtung transportiert wobei die Vorrichtung einen Reinraum aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zumindest während der Umformung mittels der Umformungseinrichtung transportiert werden. Erfindungsgemäß ist der Reinraum derart gestaltet, dass auch die mittels der Transporteinrichtung von der Herstellungseinrichtung zu der Umformungseinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge wenigstens durch den Reinraum transportiert werden wobei bevorzugt zwischen der Herstellungseinrichtung und der Umformungseinrichtung eine Ausschleuseinrichtung vorgesehen ist, um Kunststoffvorformlinge aus dem Transportportpfad zwischen der Herstellungseinrichtung und der Umformungseinrichtung auszuschleusen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffbehältnissen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Üblicherweise werden dabei Kunststoffvorformlinge erwärmt und mittels eines nachfolgenden Blasprozesses, beispielsweise eines Streckblasprozesses, zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt. Bei der Abfüllung bestimmter sensibler Getränke, wie beispielsweise Eistee, wird im Stand der Technik eine sterile Abfüllung vorgenommen. In jüngerer Zeit sind auch Vorgehensweisen bekannt geworden, bei denen bereits die Umformung der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen in einer sterilen Umgebung abläuft. Auf diese Weise kann der Einsatz von Sterilisationsmitteln reduziert werden.
Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass üblicherweise die Herstellung der Kunststoffvorformlinge (die beispielsweise aus PET, gegebenenfalls aus PEN, PEF, PP oder HDPE bestehen können) einerseits und die Produktion der Behältnisse durch Streckblasen voneinander entkoppelt sind und getrennt voneinander stattfinden.
Bei der oben beschriebenen aseptischen Abfüllung sensibler Produkte bedingt dies jedoch die Notwendigkeit der Sterilisation des Verpackungsmaterials (Behältnis und Verschluss) oder steriles Streckblasen und Sterilisation des Verschlusses). Dies wird dabei üblicherweise vor der kommerziell sterilen Abfüllung des Produkts durchgeführt. Bei der Herstellung derartiger Kunststoffvorformlinge werden diese wiederum aus einer Schmelze mit hoher Temperatur hergestellt und sind daher aus diesem Grunde zumindest im Augenblick der Herstellung steril. Andererseits sind jedoch die Produktionsanlagen für Kunststoffvorformlinge nicht steril und aus diesem Grunde muss vor der aseptischen Abfüllung ein weiterer Entkeimungsprozess stattfinden. Damit ist jedenfalls im Stand der Technik eine teilweise aufwendige Entkeimung der Behältnisse mit den damit verbundenen Verbräuchen an Entkeimungsmitteln, Energie und dem entsprechenden Aufwand an der Anlage erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige Anlagen insbesondere im Hinblick auf nötige Entkeimungsprozesse bzw. Sterilisationsprozesse einfacher zu gestalten. Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffbehältnissen weist eine Herstellungseinrichtung auf, welche Kunststoffvorformlinge herstellt. Weiterhin ist dieser Herstellungseinrichtung zumindest mittelbar (in der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge) eine Umformungseinrichtung nachgeordnet, welche die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umformt sowie wenigstens eine Transporteinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge von der Herstellungseinrichtung zu (d.h. in Richtung ) der Umformungseinrichtung transportiert. Dabei weist die Vorrichtung einen Reinraum auf, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zumindest während der Umformung mittels der Umformungseinrichtung transportiert werden.
Erfindungsgemäß ist der Reinraum derart gestaltet, dass auch die mittels der Transporteinrichtung von der Herstellungseinrichtung zu (d.h. in Richtung) der Umformungseinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge ) wenigstens abschnittsweise und bevorzugt vollständig durch den Reinraum transportiert werden, wobei bevorzugt zwischen der Herstellungseinrichtung und der Umformungseinrichtung eine Ausschleuseinrichtung vorgesehen ist, um Kunststoffvorformlinge aus dem Transportpfad zwischen der Herstellungseinrichtung und der Umformungseinrichtung auszuschleusen. Unter einem Reinraum wird ein Raum verstanden, innerhalb dessen zumindest zeitweise sterile Bedingungen (im Vergleich zu einer unsterilen Umgebung) geschaffen und/oder aufrecht erhalten werden können.
Bevorzugt erstreckt sich damit der besagte Reinraum zumindest zwischen der Herstellungseinrichtung und der Umformungseinrichtung. Vorteilhaft erstreckt sich der Reinraum jedoch auch weiter insbesondere wenigstens bis zu einer Fülleinrichtung, welche die Behältnisse mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem Getränk befüllt.
Es wäre dabei möglich, dass die Transporteinrichtung die Kunststoffvorformlinge ausgehend von der Herstellungseinrichtung direkt zu der Umformungseinrichtung transportiert, bevorzugt transportiert jedoch die Transporteinrichtung die Kunststoffvorformlinge von der Herstellungseinrichtung zu einer unten genauer erläuterten Erwärmungseinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge erwärmt. Bevorzugt transportiert die Transporteinrichtung die Kunststoffvorformlinge zumindest abschnittsweise nicht vereinzelt, sondern – insbesondere direkt – hintereinander.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Herstellungseinrichtung und die Umformungseinrichtung miteinander geblockt, d.h. sie werden stets synchron betrieben.
Da der Kunststoffvorformling im Augenblick der Herstellung bereits keimfrei ist und nur durch die Produktionsanlage verkeimt wird, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, diese Produktionsanlage so zu gestalten, dass eine Verkeimung der Kunststoffvorformlinge vermieden wird. Der übliche Produktionsprozess des Spritzgießens lässt sich jedoch nicht gut regeln oder anhalten und wieder anfahren, da die verwendeten Kunststoffmaterialien empfindlich sind und ein längeres Verweilen auf der Schmelztemperatur zu einer Schädigung des Materials führt. Aus diesem Grunde sollte bei einem Produktionsstopp einer der nachgeschalteten Anlagekomponenten die Produktion der Kunststoffvorformlinge möglichst weiterlaufen. Dies führt jedoch dazu, dass die Kunststoffvorformlinge – wie oben beschrieben – nach der Herstellungseinrichtung aus dem Transportpfad bzw. dem Produktionspfad ausgeschlossen bzw. ausgeschleust werden sollten. Bevorzugt schleust die Ausschleuseinrichtung die Kunststoffvorformlinge auch aus dem besagten Reinraum aus.
Bei dieser Vorgehensweise kann auf eine weitere Sterilisation verzichtet werden oder diese kann reduziert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Reinraum wenigstens abschnittsweise kanalartig ausgebildet, insbesondere ist der Reinraum zumindest in dem Bereich der Umformungseinrichtung bzw. der Blasformeinrichtung kanalartig ausgebildet. Durch diese kanalartige Ausbildung, d.h. der Reinraum ist bevorzugt als Kanal ausgebildet, der den Transportpfad der Kunststoffvorformlinge umgibt, kann insgesamt eine Reduzierung der Reinraumgröße erreicht werden, was insbesondere für die sehr voluminösen Umformungseinrichtungen bzw. Streckblasmaschinen vorteilhaft ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Reinraum von mehreren Wandungen begrenzt, wobei besonders bevorzugt wenigstens zwei dieser Wandungen beweglich bezüglich einander sind. Vorteilhaft kann dabei eine Dichtungseinrichtung zwischen diesen beiden Wandungen angeordnet sein. So könnte beispielsweise zur Abdichtung des Reinraums ein sogenanntes Wasserschloss vorgesehen sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Umformungseinrichtung eine Transporteinrichtung auf, welche wenigstens eine Umformungsstation bzw. Blasstation entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert. Diese Transporteinrichtung weist dabei bevorzugt einen drehbaren Träger, d.h. bevorzugt ein sogenanntes Blasrad auf, an dem die Umformungsstationen angeordnet sind. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Umformungseinrichtung eine Fülleinrichtung nachgeschaltet, welche die Kunststoffvorformlinge mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem Getränk befüllt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Herstellungseinrichtung um eine Spritzgussmaschine bzw. Spritzgießmaschine. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Umformungseinrichtung um eine Blasformmaschine und insbesondere eine sogenannte Streckblasmaschine. Dies bedeutet, dass die Umformungseinrichtung eine Vielzahl von stangenartigen Körpern aufweist (je Umformungsstation einen derartigen stangenförmigen Körper), die in die Kunststoffvorformlinge einführbar sind, um diese in ihrer Längsrichtung zu dehnen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen der Herstellungseinrichtung und der Umformungseinrichtung eine Erwärmungseinrichtung vorgesehen, welche die von der Herstellungseinrichtung hergestellten Kunststoffvorformlinge erwärmt. Derartige Erwärmungseinrichtungen bzw. Öfen sind auch im Stand der Technik bekannt. Bei der hier vorgeschlagenen Erfindung weisen zwar die Kunststoffvorformlinge bereits eine bestimmte, weit über der Raumtemperatur liegende Temperatur auf, diese ist jedoch noch nicht ausreichend für den Umformungsvorgang. Unabhängig davon ist es auch wünschenswert, dass die Kunststoffvorformlinge jeweils mit einer im Wesentlichen gleichen Temperatur in der Umformungseinrichtung ankommen.
Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, nach der Herstellungseinrichtung eine Erwärmungseinrichtung vorzusehen, welche die hergestellten Kunststoffvorformlinge weiter erwärmt. Vorteilhaft erstreckt sich der oben erwähnte Reinraum auch über die erwähnte Erwärmungseinrichtung hinweg. Die oben erwähnte Transporteinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge von der Herstellungseinrichtung zu der Umformungseinrichtung transportiert, kann dabei bevorzugt zwischen der Herstellungseinrichtung und der Erwärmungseinrichtung ausgebildet sein.
Bevorzugt ist die Ausschleusung der Kunststoffvorformlinge in einem Bereich der Transporteinrichtung vorgesehen, in dem die Kunststoffvorformlinge noch nicht vereinzelt transportiert werden sondern unmittelbar hintereinander angeordnet sind. In diesem Bereich können durch die Ausschleusung entstehende Lücken leichter wieder geschlossen werden, etwa, in dem nachfolgende Kunststoffvorformlinge nachgeschoben werden. So könnte beispielsweise die Ausschleusung in einem Bereich der Transporteinrichtung erfolgen, der nahe an einem Eintaktstern liegt, der die Kunststoffvorformlinge vereinzelt und an die Erwärmungseinrichtung ergibt. Eine derartige Positionierung der Ausschleusung bietet einerseits den Vorteil, dass die Kunststoffvorformlinge im Bereich der Ausschleusung noch nicht vereinzelt transportiert werden, andererseits jedoch bereits in einer Weise wieder abgekühlt sind, dass sich ihre Ausschleusung und anschließende Verarbeitung leichter bewerkstelligen lässt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Erwärmungsrichtung um eine Mikrowellenerwärmungseinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit Mikrowellen erwärmt. Daneben könnte jedoch auch eine Infraroterwärmungseinrichtung vorgesehen sein, welche zur Erwärmung der Kunststoffvorformlinge Infrarotstrahlung einsetzt.
Dabei ist weiterhin vorteilhaft (wie oben erwähnt) eine Transporteinrichtung vorgesehen, welche die hergestellten Kunststoffvorformlinge von der Herstellungseinrichtung zu der Erwärmungseinrichtung transportiert. Bevorzugt werden – wie oben erwähnt – die Kunststoffvorformlinge auch während der Erwärmung durch einen Reinraum transportiert. So wäre es denkbar und bevorzugt, dass die Erwärmungseinrichtung eine Vielzahl von Stationen aufweist, die selbst durch einen Reinraum hindurch transportiert werden. Diese Stationen könnten dabei an einem beweglichen und insbesondere drehbaren Träger angeordnet sein. Bevorzugt ist daher jeder Kunststoffvorformling im Laufe seiner Erwärmung genau einer Erwärmungseinrichtung zugeordnet. Besonders bevorzugt bewegen sich die Erwärmungseinrichtungen (etwa in Form von Mikrowellenstationen) mit den zu erwärmenden Kunststoffvorformlingen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform schleust die Ausschleuseinrichtung die Kunststoffvorformlinge aus dem Reinraum aus. Vorteilhaft werden dabei die Kunststoffvorformlinge ausgeschleust, bevor sie die hier erwärmte Erwärmungseinrichtung erreichen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Kunststoffvorformlinge nicht unnötig erwärmt werden. Daneben ist auch bei einer Ausschleusung vor der Erwärmungseinrichtung die Temperatur der Kunststoffvorformlinge niedriger, so dass sich diese – wie unten genauer beschrieben wird – leichter rückführen lassen. Damit wird der in der Herstellungseinrichtung hergestellte keimfreie Kunststoffvorformling ohne Wiederverkeimung zu der Erwärmungseinrichtung bzw. zum Ofen der Blasmaschine transportiert und dort geheizt. Dadurch, dass der Kunststoffvorformling bereits wärmer ist als bei einem herkömmlichen Verfahren, ist auch eine geringere Heizzeit nötig und auch eine Länge des entsprechenden Ofens kann gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert werden. Weiterhin eignet sich – wie oben erwähnt – eine Mikrowellenerwärmungseinrichtung in besonderer Weise, da sich das verwendete Material, beispielsweise PET, in einem bereits erwärmten Zustand mittels Mikrowellen leichter weiter erwärmen lässt als in einem kalten Zustand.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform schleust die Ausschleuseinrichtung die Kunststoffvorformlinge auch aus dem Reinraum aus. Dies bedeutet, dass die Ausschleuseinrichtung auch selbst bevorzugt eine Reinraumschleuse aufweist bzw. eine Grenze zwischen dem Reinraum und der gegenüber dem Reinraum unsterilen Umgebung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Rückführungseinrichtung auf, um die Kunststoffvorformlinge und/oder das Material der Kunststoffvorformlinge wieder der Vorrichtung und insbesondere der Herstellungseinrichtung zuzuführen. Wenn die so ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge wiederverwendet werden sollen, müssten sie bevorzugt wieder in die Anlage eingeschleust werden. Üblicherweise würde man hierzu eine erneute Sterilisationseinrichtung für die Kunststoffvorformlinge vorsehen sowie ein Aufheizen der Kunststoffvorformlinge für den Streckblasprozess. Dieses Aufheizen müsste dann auf einem geringeren Temperaturniveau erfolgen als bei der Zuführung direkt vom Herstellungsprozess der Kunststoffvorformlinge.
Dies würde wiederum zu der Notwendigkeit eines größeren Heizmoduls führen oder auch zu einer geringeren Stationsleistung und eines zusätzlichen Sterilisationsmoduls nur für die wiedereinzuschleusenden Kunststoffvorformlinge. Die Erfindung schlägt daher als vorteilhafte Ausführungsform eine Rückführung der Kunststoffvorformlinge oder des Kunststoffmaterials wieder zu der Herstellungseinrichtung vor.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Zerkleinerungseinrichtung auf, um die von der Ausschleuseinrichtung ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge zu zerkleinern. Bevorzugt kann dieses zerkleinerte Gut wieder der Herstellungseinrichtung zugeführt werden. Bevorzugt handelt es sich bei der Zerkleinerungseinrichtung um eine Mahleinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge stark zerkleinert bzw. deren Material mahlt. Es wird damit insoweit vorgeschlagen, dass die Kunststoffvorformlinge ausgeschleust werden, bevorzugt direkt in einer Mühle zerkleinert werden und dem Spritzgießprozess wieder zugeführt werden. Dieser Pfad kann jedoch unsteril gehalten werden, da bei der Herstellung der Kunststoffvorformlinge dies wiederum aus der Schmelze erfolgt und damit wiederum die Kunststoffvorformlinge steril hergestellt werden. Auch auf diese Weise kann die Größe des Reinraums reduziert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern von zerkleinertem Material der Kunststoffvorformlinge auf. Diese Speichereinrichtung ist dabei bevorzugt stromabwärts der Zerkleinerungseinrichtung angeordnet. Mittels dieser Speichereinrichtung ist es auch möglich, das Material zumindest vorübergehend zu speichern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung auch eine Speichereinrichtung zum Speichern für ausgeschleuste Kunststoffvorformlinge auf. Auch diese Speichereinrichtung dient dabei dazu, um einen durchgängigen Prozess effizienter zu gestalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Trocknungseinrichtung zum Trocknen von zerkleinertem Material der Kunststoffvorformlinge auf. Wie erwähnt, kann dabei dieser Pfad der Kunststoffvorformlinge und des zerkleinerten Materials unsteril ausgeführt werden. Daneben kann jedoch – wie erwähnt – eine Trockenluftbeschleierung durchgeführt werden.
Die Vorteile einer durchgängig sterilen Produktion aseptisch abgefüllter Getränke in Form eines geringen Verbrauchs von Sterilisationsmedien werden – wie hier beschrieben – deutlich. Werden nun die zwangsläufig (z.B. bei einem Anlagenstopp) auszuschleusenden Kunststoffvorformlinge nicht wieder als Kunststoffvorformlinge in die Anlage geführt, bedeutet dies eine einfachere Gestaltung der Anlage, indem eine Möglichkeit zur Einschleusung der Kunststoffvorformlinge, eine Sterilisation der Kunststoffvorformlinge und ein deutlicher Teil der Ofenlänge entfallen kann. Die ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge können problemlos (unsteril) zerkleinert werden, ggf. als Mahlgut zwischengepuffert, und der Herstellungseinrichtung, beispielsweise einer Spritzgießanlage, wieder zugeführt werden. Die ausgeschleusten Preforms (sogenannter Scrap) können somit auf einfache Weise wieder dem Prozess zugeführt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Beaufschlagungseinrichtung auf, um wenigstens ein Element der Vorrichtung und/oder die Kunststoffvorformlinge mit einem Sterilisationsmittel zu beaufschlagen. Grundlage ist auch hier wieder die Überlegung, dass die sterilen Eigenschaften des frisch gespritzten Kunststoffvorformlings genutzt werden sollen, um direkt daraus ein steriles Behältnis, wie eine sterile Flasche, herzustellen. Hierzu ist es erforderlich, den Transportweg und die Einzelmaschinen von der Herstellungseinrichtung, beispielsweise Spritzgussmaschine, bis zur Füllmaschine unter Einhaltung der Sterilität zu gestalten. Dabei wäre es denkbar, dass dieser Weg derart gestaltet wird, dass alle in der sterilen Zone bzw. innerhalb des Reinraums eingesetzten Bauteile nach den einschlägigen Richtlinien gemäß „hygienic design“ ausgeführt werden.
Dies bedeutet, dass alle Bauteile hygienisch und sterilisierbar gestaltet sein sollten. Ziel ist es bei dieser Vorgehensweise, dass man in regelmäßig wiederkehrendem Zyklus (beispielsweise alle 120 Stunden) den Reinraum mit einem Sterilisationsmittel (beispielsweise oxidative Mittel wie H₂O₂-Gas oder Ozon, usw.) sterilisiert und damit bevorzugt alle Keime abtötet. Danach soll die Sterilität für eine definierte Zeit gewährleistet sein, da man konstruktiv verhindert (beispielsweise durch Abschottung wie Faltenbälge, Wasserschlösser, Dampfsperren, usw.), dass wieder Keime in das System eingetragen werden. Da sich ein „Nulleintrag“ aber nur für eine bestimmte Zeit sicherstellen lässt, muss zyklisch resterilisiert werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene Ausgestaltung einer zusätzlichen Beaufschlagungseinrichtung auch unabhängig von der oben beschriebenen Erfindung ausführbar ist, d.h. insbesondere auch unabhängig von der oben beschriebenen Ausschleuseinrichtung zum Ausschleusen der Kunststoffvorformlinge und auch unabhängig von dem sich zwangsläufig bis zu der Herstellungseinrichtung erstreckenden Reinraum.
Im Stand der Technik tritt das Problem auf, dass sämtliche Bauteile in dem Reinraum aufwendig gestaltet sein können. Es gilt daher, Spalten und Ecken zu vermeiden, in denen sich Keime einnisten können. Weiterhin ist es erforderlich, dass die Grenzen zu dem unsterilen Bereich vollständig isoliert sind. Bewegliche Teile müssen mit entsprechenden konstruktiven Barrieren isoliert werden (beispielsweise Faltenbälge für lineare Bewegungen von der unsterilen Zone in die sterile Zone). Mit einem steigenden Grad der Komplexität einer Maschine (Spritzgussmaschine) nimmt jedoch hierfür der Aufwand stark zu. Konstruktive Veränderungen an bestehender bewährter Technik bringen oft ein nicht kalkulierbares Risiko mit sich.
Der hier in dieser bevorzugten Ausführungsform beschriebene Ansatz kann daher folgendermaßen beschrieben werden: Wie oben erwähnt, kann versucht werden, die Sterilität in dem Reinraum sicherzustellen, indem zyklisch die Keimbelastung auf null reduziert wird und dieser Zustand dann durch konstruktive Maßnahmen für einen möglichst langen Zeitraum gehalten wird. Im Rahmen der hier beschriebenen Ausführungsform wird jedoch vorgeschlagen, dass man die bestehende Konstruktion weitgehend belässt, wie konventionell bekannt und nur während der „sterilen Produktion“ die sterile Zone mit einem gering dosierten Sterilisationsmittel permanent beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein eventuell eingebrachter Keim daran gehindert wird, sich zu vermehren und im Idealfall sogar abgetötet wird.
Denkbar wäre eine Beaufschlagung des Maschinenisolators bzw. Reinraums mit einer niedrigen Konzentration von H₂O₂-Gas oder Ozon. Daneben wären auch weitere Sterilisationsmittel, wie gasförmige Peressigsäure, denkbar.
Bevorzugt beaufschlagt die Beaufschlagungseinrichtung den Bereich des Reinraums mit einem H₂O₂-Gas enthaltenden Gas. Bei den Elementen der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um Teile des Reinraums handeln, jedoch auch um Behandlungselemente, wie Greifklammern, Haltedorne, die Beaufschlagungseinrichtungen selbst und dergleichen. Daneben können auch die Behältnisse selbst mit einem Sterilisationsmittel sterilisiert werden. Neben der Beaufschlagung mit einem fließfähigen Sterilisationsmittel wäre auch die Beaufschlagung mit Strahlung und insbesondere keimabtötender Strahlung, wie beispielsweise Elektronenstrahlung, denkbar.
H₂O₂ wirkt in der Gasphase bei niedrigen Konzentrationen nicht besonders korrosiv auf die eingesetzten Werkstoffe. Daneben handelt es sich bei H₂O₂-Gas um ein Mehrphasengemisch aus Luft, Wasser und H₂O₂. Aus der Konzentration des Gases ergibt sich physikalisch ein Taupunkt für dieses Gasgemisch. Sofern sichergestellt ist, dass ein Gas beaufschlagt wird, welches aufgrund seines Taupunkts nicht an den Maschinenoberflächen kondensiert, ist eine Korrosion weitgehend ausgeschlossen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist daher die Vorrichtung auch eine Temperiereinrichtung auf, um das zur Sterilisation verwendete Gas bzw. das zur Sterilisation verwendete fließfähige Medium zu temperieren und/oder eine Temperiereinrichtung, um die zu behandelnden bzw. die zu sterilisierenden Bauteile zu temperieren. Der Bereich der Konzentration, mit dem der Reinraum beaufschlagt werden könnte, liegt zwischen 20 ppm und 400 ppm H₂O₂-Gehalt, bevorzugt zwischen 30 ppm und 300 ppm H₂O₂-Gehalt und besonders bevorzugt zwischen 50 ppm und 250 ppm H₂O₂-Gehalt. Dies würde bereits ausreichen, eine entsprechend nötige Keimabtötung zu erreichen, ohne hierbei auch eine Korrosion an den Bauteilen zu erzeugen.
Durch die hier vorgeschlagene Vorgehensweise könnte eine Standard-Spritzgussmaschine durch Beaufschlagung mit einem Sterilisationsmittel ohne enorm großen Aufwand zu einer sterilen Spritzgussmaschine umfunktioniert werden. Es wäre denkbar, dass eine ausreichende Gasabdichtung und die Reduzierung leicht korrosiver Materialien in der Spritzgussmaschine bereits zu einer ausreichenden Veränderung an der Spritzgussmaschine führt, um die Kunststoffvorformlinge steril weiter zu transportieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist daher die Beaufschlagungseinrichtung in einem Bereich der Herstellungseinrichtung zum Herstellen der Kunststoffvorformlinge angeordnet. Auf diese Weise können insbesondere auch solche Bereiche der Herstellungseinrichtung mit dem Sterilisationsmedium beaufschlagt werden, welche mit dem Kunststoff oder dem herzustellenden Kunststoffvorformling in Berührung kommen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine derartige Beaufschlagungseinrichtung auch in einem Bereich vorgesehen sein, in dem die Kunststoffvorformlinge aus dem in Richtung der Umformungseinrichtung verlaufenden Transportpfad ausgeschleust werden.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffbehältnissen gerichtet. Dabei werden zunächst Kunststoffvorformlinge aus einem Kunststoffmaterial mittels einer Herstellungseinrichtung hergestellt. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Kunststoffvorformlinge zu einer Umformungseinrichtung transportiert. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Kunststoffvorformlinge mittels der Umformungseinrichtung zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt. Dies erfolgt dabei bevorzugt durch Beaufschlagung der Kunststoffvorformlinge mit einem fließfähigen Medium und insbesondere mit einem Gas und insbesondere mit einem sterilen Gas, besonders bevorzugt mit Sterilluft.
Erfindungsgemäß werden die Kunststoffvorformlinge zumindest von der Herstellungseinrichtung bis zu der Umformungseinrichtung wenigstens abschnittsweise und bevorzugt vollständig innerhalb eines Reinraumes transportiert, wobei dieser Reinraum gegenüber einer (unsterilen) Umgebung bevorzugt abgedichtet ist.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden wenigstens zeitweise Kunststoffvorformlinge aus einem sich von der Herstellungseinrichtung zu der Umformungseinrichtung erstreckenden Transportpfad der Kunststoffvorformlinge ausgeschleust.
Vorteilhaft werden die Kunststoffvorformlinge auch aus dem oben besagten Reinraum ausgeschleust.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird das Material der ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge wenigstens zeitweise wieder der Herstellungseinrichtung zugeführt. Dabei ist es bevorzugt auch möglich, dass die Kunststoffvorformlinge nach dem Ausschleusen mittels einer Zerkleinerungseinrichtung zerkleinert werden. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Kunststoffvorformlinge nach dem Ausschleusen wenigstens zeitweise zwischengespeichert.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird auch das zerkleinerte Material der Kunststoffvorformlinge wenigstens zeitweise zwischengespeichert. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird das zerkleinerte Kunststoffmaterial wieder der Herstellungseinrichtung (und/oder einer weiteren Herstellungseinrichtung) zur Herstellung weiterer Kunststoffvorformlinge zugeführt. Dabei ist es möglich, dass das zerkleinerte Material mit weiterem „frischem“ Material gemischt wird. Dabei könnte in einer entsprechenden Mischeinrichtung bewirkt werden, dass nur ein bestimmter Prozentsatz an Material hinzugefügt wird, welches von zerkleinerten Kunststoffvorformlingen stammt. Auf diese Weise ist es möglich, dass die physikalischen Eigenschaften des der Herstellungseinrichtung zugeführten Materials nicht übermäßig verändert werden bzw. sich nicht allzu stark auf den Herstellungsprozess der Kunststoffvorformlinge auswirken.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden wenigstens zeitweise Elemente der Vorrichtung und/oder die Kunststoffvorformlinge mit einem Sterilisationsmittel beaufschlagt. Bevorzugt werden solche Elemente der Vorrichtung mit einem Sterilisationsmittel beaufschlagt, welche die Kunststoffvorformlinge kontaktieren, wie etwa Halteelemente. Auch werden bevorzugt Bestandteile der Herstellungseinrichtung mit einem Sterilisationsmittel beaufschlagt. Bevorzugt wird ein gasförmiges Sterilisationsmitttel verwendet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass zur Sterilisation elektromagnetische Strahlung wie UV, Röntgen- oder Elektronenstrahlung verwendet wird.
Weiterhin wäre es auch denkbar, dass die Vorrichtung während eines Arbeitsbetriebs d.h. insbesondere während der Produktion der Getränkebehältnisse wenigstens zeitweise und bevorzugt permanent mit einem Sterilisationsmittel beaufschlagt wird. Bevorzugt kann dabei eine wenigstens zeitweise und bevorzugt permanente Begasung mit einem Sterilisationsmittel und insbesondere mit H₂O₂-Gas vorgenommen werden.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Figur:
Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Herstellen von Behältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen. Diese Vorrichtung 1 weist eine Herstellungseinrichtung 2 auf, um Kunststoffvorformlinge herzustellen. Hierbei handelt es sich besonders bevorzugt um eine Spritzgieß- bzw. Spritzgussmaschine. Die von dieser Herstellungseinrichtung 2 hergestellten Kunststoffvorformlinge 10 werden über eine erste Transporteinrichtung 32 zu einer Erwärmungseinrichtung 4 transportiert. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet mit einem Einteilstern, der eine Teilung zwischen den einzelnen Kunststoffvorformlingen 10 erzeugt. Mittels dieser Erwärmungseinrichtung 4 werden die Kunststoffvorformlinge erwärmt und über einen Transportstern 66 an eine Vorrichtung 6 zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen übergeben. Das Bezugszeichen P kennzeichnet den Transportpfad der Kunststoffvorformlinge im Rahmen des Herstellungsprozesses.
Mittels dieser Umformungseinrichtung 6 werden die Kunststoffvorformlinge 10 zu Kunststoffbehältnissen 20 expandiert und über ein Transportstern 86 abgeführt. Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet eine Fülleinrichtung, welche die Kunststoffbehältnisse mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem Getränk befüllt.
Das Bezugszeichen 62 kennzeichnet eine Umformungsstation, welche an einem drehbaren Träger 64 angeordnet ist. Anders als in 1 gezeigt ist eine Vielzahl derartiger Umformungsstationen 62 an dem Träger 64 angeordnet.
Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet grob schematisch einen Reinraum, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge bzw. Kunststoffbehältnisse transportiert werden. Dieser Reinraum erstreckt sich hier von der Herstellungseinrichtung 2 über die Erwärmungseinrichtung 4 und über die Umformungseinrichtung 6 hinweg und erstreckt sich auch (anders als in 1 gezeigt) in den Bereich der Fülleinrichtung 24, so dass die Behältnisse auch unter sterilen Bedingungen befüllt werden können.
Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet eine Ausschleuseinrichtung, welche geeignet und dazu bestimmt ist, Kunststoffvorformlinge 10 aus dem Strom der transportierten Kunststoffvorformlinge 10 auszuschleusen. Dies kann beispielsweise vorgenommen werden, wenn ein der Herstellungseinrichtung 2 nachgeschaltetes Aggregat wie die Erwärmungseinrichtung 4 oder die Umformungseinrichtung 6 abgeschaltet werden muss.
Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet eine weitere Transporteinrichtung, welche die von der Ausschleuseinrichtung 44 ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge zunächst in Richtung einer Speichereinrichtung 48 zum Speichern der Kunststoffvorformlinge transportiert. Das Bezugszeichen P1 kennzeichnet den Transportweg der ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge.
Dabei sind die Bereiche der Transporteinrichtungen 46, 47 und 52 außerhalb des Sterilraums bzw. Reinraums 30 angeordnet. Vorteilhaft werden damit die Kunststoffvorformlinge aus dem Bereich der Transporteinrichtung 32 ausgeschleust. Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet eine Zerkleinerungseinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge zerkleinert und entsprechend wieder zerkleinertes Kunststoffmaterial erzeugt.
Dieses zerkleinerte Kunststoffmaterial wird über eine Transporteinrichtung 52 zunächst in eine Speichereinrichtung 54 zum Speichern des Kunststoffmaterials übergeben. Das Bezugszeichen 56 kennzeichnet eine Trocknungseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, dass Kunststoffmaterial zu trocknen.
Das Bezugszeichen 58 kennzeichnet eine Mischeinrichtung bzw. ein Dosiergerät, welches das von den aussortierten Kunststoffvorformlingen stammende Kunststoffmaterial wieder mit frischem Material mischen kann. Dabei kann auch wie oben erwähnt ein vorgegebenes Mischungsverhältnis eingestellt werden. Dieses Material wird wiederrum der Herstellungseinrichtung 2 zugeführt, sodass diese neue Kunststoffvorformlinge herstellen kann.
Das Bezugszeichen 34 kennzeichnet eine Beaufschlagungseinrichtung, welche Bestandteile bzw. Elemente der Herstellungseinrichtung zum Zweck ihrer Sterilisation mit einem Sterilisationsmittel beaufschlagt. Diese Beaufschlagungseinrichtung kann dabei insbesondere in einem Bereich der Herstellungseinrichtung angeordnet sein.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
Bezugszeichenliste

P: Transportpfad
P1: Transportweg der ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge
1: Vorrichtung
2: Herstellungseinrichtung
4: Erwärmungseinrichtung
6: Vorrichtung/Umformungseinrichtung
10: Kunststoffvorformlinge
18: Zerkleinerungseinrichtung
20: Kunststoffbehältnisse
24: Fülleinrichtung
30: Reinraum
32: Transporteinrichtung
34: Beaufschlagungseinrichtung
42: Einteilstern
44: Ausschleuseeinrichtung
46, 47: Transporteinrichtungen
48: Speichereinrichtung
52: Transporteinrichtung für zerkleinertes Material
54: Speichereinrichtung für zerkleinertes Material
56: Trocknungseinrichtung
58: Mischeinrichtung/Dosiergerät
62: Umformungsstation
64: Träger
66: Transportstern
68: Transportstern

Claims

Vorrichtung (1) zum Herstellen von Kunststoffbehältnissen (20) mit einer Herstellungseinrichtung (2) welche Kunststoffvorformlinge (10) herstellt, mit einer dieser Herstellungseinrichtung (2) zumindest mittelbar nachgeordneten Umformungseinrichtung (6), welche die Kunststoffvorformlinge (10) zu Kunststoffbehältnissen (20) umformt, und mit wenigstens einer Transporteinrichtung (32), welche die Kunststoffvorformlinge (10) von der Herstellungseinrichtung (2) in Richtung der Umformungseinrichtung (6) transportiert wobei die Vorrichtung (1) einen Reinraum (30) aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge (10) zumindest während der Umformung mittels der Umformungseinrichtung (6) transportiert werden, wobei der Reinraum (30) derart gestaltet ist, dass auch die mittels der Transporteinrichtung (32) von der Herstellungseinrichtung (2) zu der Umformungseinrichtung (6) transportierten Kunststoffvorformlinge (10) wenigstens abschnittsweise und bevorzugt vollständig durch den Reinraum (30) transportiert werden wobei zwischen der Herstellungseinrichtung (2) und der Umformungseinrichtung (6) eine Ausschleuseinrichtung (44) vorgesehen ist, um Kunststoffvorformlinge (10) aus dem Transportportpfad (P) zwischen der Herstellungseinrichtung (2) und der Umformungseinrichtung (6) auszuschleusen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschleuseinrichtung (44) die Kunststoffvorformlinge aus dem Reinraum (30) ausschleust und die Vorrichtung (1) eine Rückführungseinrichtung (46, 47, 52) aufweist, um die ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge (10) und/oder das Material der Kunststoffvorformlinge (10) der Herstellungsvorrichtung (2) zuzuführen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Herstellungseinrichtung (2) und der Umformungseinrichtung (6) eine Erwärmungseinrichtung (4) vorgesehen ist, welche die von der Herstellungseinrichtung (2) hergestellten Kunststoffvorformlinge (10) erwärmt.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Zerkleinerungseinrichtung (18) aufweist, um die von der Ausschleuseinrichtung (44) ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge (10) zu zerkleinern.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Speichereinrichtung (54) zum Speichern von zerkleinertem Material der Kunststoffvorformlinge (10) aufweist.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Trocknungseinrichtung (56) zum Trocknen von zerkleinertem Material der Kunststoffvorformlinge (10) aufweist.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Beaufschlagungseinrichtung (34) aufweist, um wenigstens ein Element der Vorrichtung (1) mit einem Sterilisationsmittel zu beaufschlagen.
Verfahren zum Herstellen von Kunststoffbehältnissen mit den Schritten: – Herstellen von Kunststoffvorformlingen (10) aus einem Kunststoffmaterial mittels einer Herstellungseinrichtung (2) – Transportieren der Kunststoffvorformlinge (10) zu einer Umformungseinrichtung (6) – Umformen der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen mit der Umformungseinrichtung (6), wobei die Kunststoffvorformlinge (10) wenigstens abschnittsweise durch einen Reinraum (30) transportiert werden. dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffvorformlinge (10) zumindest von der Herstellungseinrichtung (2) bis zu der Umformungseinrichtung (6) wenigstens abschnittsweise und bevorzugt vollständig innerhalb eines Reinraumes (30) transportiert werden und bevorzugt wenigstens zeitweise Kunststoffvorformlinge (10) aus einem sich von der Herstellungseinrichtung (2) zu der Umformungseinrichtung (6) erstreckenden Transportpfad (P) der Kunststoffvorformlinge (10) ausgeschleust werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ausgeschleusten Kunststoffvorformlinge (10) wenigstens zeitweise der Herstellungseinrichtung (2) zugeführt wird.