DE102017003227A1

DE102017003227A1 - Method for producing a hollow body with a cellular pore structure

Info

Publication number: DE102017003227A1
Application number: DE102017003227.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlkörper und ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers mit einem Behältergrundkörper und einer Halsöffnung .
Gemäß der Erfindung wird der Hohlkörper zumindest bereichsweise aus einem geschäumten Polymer gebildet, wobei ein Wandbereich eine zellulare Porenstruktur aufweist.
Zur Herstellung des Hohlkörpers wird zunächst im Spritzgießverfahren ein Vorformling mit geschäumter Porenstrucktur gefertigt. In einem nachgeschalteten Blasprozess wird der Vorformling dann zu einem Hohlkörper umgeformt. Zwischen Spritzgießstation und Blasstation kann eine weitere Station eingefügt werden um bei dem Vorformling eine weitere Aufschäumung zu forcieren . Dies kann für runde Hohlkörper rotationssymmetrisch erfolgen und bei oval förmigen Hohlkörpern ellipsenförmig erfolgen.

The invention relates to a hollow body and a method for producing a hollow body with a container base body and a neck opening.
According to the invention, the hollow body is at least partially formed from a foamed polymer, wherein a wall region has a cellular pore structure.
To produce the hollow body, a preform with a foamed pore structure is first produced by injection molding. In a subsequent blowing process, the preform is then formed into a hollow body. A further station can be inserted between injection molding station and blowing station in order to force further foaming in the preform. This can be rotationally symmetrical for round hollow bodies and elliptical for oval shaped hollow bodies.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Herstellen des Hohlkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruches 5.The invention relates to a hollow body according to the preamble of the claim 1 and a method for producing the hollow body according to the preamble of the claim 5 ,

Es ist bekannt, Hohlkörper wie Flaschen, Weithalsgefäße und Ähnliches aus Polymeren im Spritz-Streck-Blasformverfahren herzustellen, wobei zunächst ein Vorformling (auch Preform genannt) spritzgegossen wird und dieser dann in einem nachgeschalteten Blasformverfahren zu einem Hohlkörper geformt wird .It is known to produce hollow bodies such as bottles, wide-necked vessels and the like from polymers in the injection stretch blow molding process, wherein first a preform (also called preform) is injection molded and this is then formed in a downstream blow molding process to form a hollow body.

Es ist ein ständiges Bedürfnis des Marktes, die Hohlkörper hinreichend stabil und mit möglichst geringemMaterial-und damit Kostenaufwand herzustellen.It is a constant need of the market to produce the hollow body sufficiently stable and with the least possible material and thus cost.

Dieses Bedürfnis löst die Erfindung zum einen mit einem Hohlkörper nach Anspruch 1 und zum anderen mit einem Verfahren nach dem Anspruch 5 .This need is solved by the invention on the one hand with a hollow body according to claim 1 and second, with a method according to the claim 5 ,

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlkörper zumindest bereichsweise aus einem geschäumten Polymer spritzgegossen ist, wobei ein Wandbereich eine Porenstruktur aufweist. Durch das chemische oder physikalische Aufschäumen der Polymerschmelze mittels eines expandierenden Gases kann in den Wänden eine zellulare Schaumstruktur erzeugt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Wandstärke und damit zu gesteigerten mechanischen Eigenschaften des Hohlkörpers . Ebenso führt die aufgeschäumte Hohlkörperwand bedingt durch die erhöhte Wandstärke zu einer Steigerung des Flächenträgheitsmomentes was sich positiv auf die Steifheit auswirkt.According to the invention, it is provided that the hollow body is at least partially injection-molded from a foamed polymer, wherein a wall region has a pore structure. By chemical or physical foaming of the polymer melt by means of an expanding gas, a cellular foam structure can be produced in the walls. This leads to an increase in the wall thickness and thus to increased mechanical properties of the hollow body. Likewise, the foamed hollow body wall due to the increased wall thickness leads to an increase in the area moment of inertia which has a positive effect on the stiffness.

Um den Grad des Aufschäumens zu erhöhen kann zwischen der Spritzgießstation zur Herstellung des Vorformlings und der Station des Blasformverfahrens eine Station zum weiteren Aufschäumen des Vorformlings eingefügt werden. Ziel ist es hier den Aufschäumprozess in der Größe der zellularen Struktur sowie der Porendimension zu erhöhen . Hierbei kann der Außendurchmesser des Vorformlings rotationssymmetrisch erhöht werden (Siehe 3). Ebenso kann der Außendurchmesser des Vorformlinges aber auch zu einer Ellipse oder anderen nicht-rotationssymmetrischen Konfigurationen aufgeschäumt werden (siehe 4) um gezielt bei dem nachgeschalteten Blasformprozess in flachen und leicht gebogenen Wandbereichen die Wandstärke des Hohlkörpers zu erhöhen, was zu mehr Steifheit beiträgt. Formendes Element hierbei ist ein Aufschäumtopf, der den Außendurchmesser des geschäumten Vorformlinges begrenzt.In order to increase the degree of foaming, a station for further foaming of the preform may be inserted between the injection molding station for producing the preform and the station of the blow molding process. The goal here is to increase the foaming process in terms of the size of the cellular structure and the pore dimension. In this case, the outer diameter of the preform can be increased rotationally symmetrical (see 3 ). Likewise, the outer diameter of the preform can also be foamed to an ellipse or other non-rotationally symmetrical configurations (see 4 ) in order to specifically increase the wall thickness of the hollow body in the downstream blow molding process in flat and slightly curved wall areas, which contributes to more rigidity. Shaping element here is a Aufschäumopf which limits the outer diameter of the foamed preform.

Damit der Innendurchmesser nicht unkontrolliert aufschäumt und im Durchmesser schwindet wird in den Vorformling ein Dorn eingefahren, der in der Konfiguration dem Spritzgießkern gleich oder nahezu gleich ist.So that the inner diameter does not foam uncontrollably and shrink in diameter, a mandrel is retracted into the preform, which in the configuration is the same as or nearly equal to the injection core.

Insgesamt können nach der Erfindung Hohlkörper mit zellularer Schaum-und Porenstruktur erzeugt werden, die in Regionen der Hohlkörpers mit geringerer Steifheit eine erhöhte Wandstärke aufweisen und damit das Defizit an Steifheit kompensieren weil diese ein höheres Flächenträgheitsmoment aufweisen. Overall, according to the invention hollow body with cellular foam and pore structure can be produced, which have in regions of the hollow body with lower stiffness increased wall thickness and thus compensate for the deficit of stiffness because they have a higher area moment of inertia.

Weiterhin ist es nach der Erfindung bevorzugt, dass ein Wandbereich des Hohlkörpers im Querschnitt eine glattflächige Außen-und Innenseite aufweist, zwischen denen ein Mittenbereich mit der Porenstruktur vorgesehen ist.Furthermore, it is preferred according to the invention that a wall region of the hollow body in cross-section has a smooth-surfaced outer and inner side, between which a central region with the pore structure is provided.

Beim Spritzgießen des Vorformlinges mit einer aufgeschäumten Polymerschmelze mit einem Gas insbesondere Stickstoff (N2) oder Kohlendioxid (CO2), kann abhängig von den Verarbeitungsparametern entlang der Formwanderung eine glatte Oberfläche gebildet werden, während die Porenstruktur zwischen den Oberflächen erhalten bleibt.When injection molding the preform with a foamed polymer melt with a gas, in particular nitrogen (N 2) or carbon dioxide (CO 2), a smooth surface can be formed, depending on the processing parameters along the mold migration, while the pore structure between the surfaces is maintained.

Ein Hohlkörper im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Behälter . Dieser Hohlkörper weist einen Behältergrundkörper mit einer in der Regel durchmesserkleineren Halsöffnung auf .An der Außenseite der Halsöffnung kann ein Verschlußabschnitt, insbesondere ein Gewinde für einen Verschluß oder einen Deckel angeordnet sein.A hollow body according to the invention is in particular a container. This hollow body has a container body with a generally smaller diameter neck opening. On the outside of the neck opening, a closure portion, in particular a thread for a closure or a lid can be arranged.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche die Außführungsbeispiele zeigen:The invention will be described with reference to the accompanying drawings, which show the Ausführungsbeispiele:

Ein Vorformling für einen späteren Behältergrundkörper wird in 1 gezeigt. Am oberen Ende ist eine Halsöffnung 2 mit einem Gewindebereich vorgesehen .A preform for a later container body is in 1 shown. At the top is a neck opening 2 provided with a threaded portion.

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Wandbereich 4 von 1 . An dem Bereich entlang der Innenseite 5 und einer Außenseite 6 des Wandbereiches 4 des Grundkörpers 3 ist ein kompakter glattflächiger Materialbereich ausgebildet. In einem dazwischenliegenden Mittenbereich ist eine Porenstruktur 7 aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung geschäumtem Spritzgießen des Vorformlinges ausgebildet. 2 shows an enlarged section of a wall area 4 from 1 , At the area along the inside 5 and an outside 6 the wall portion 4 of the body 3 a compact smooth-surfaced material region is formed. In an intermediate middle region is a pore structure 7 formed due to the inventive use foamed injection molding of the preform.

Um den Grad der Aufschäumung des Vorformlinges weiter zu forcieren wird dieser Vorformling in eine der Spritzgießstation nachgeschaltete Station transferiert , 3 (Draufsicht), wo der Vorformling den Aufschäumungsprozess fortsetzt bis eine zylindrische Metalform 8, die temperiert werden kann, genannt Aufschäumtopf den Außendurchmesser begrenzt. Während dieses Prozesses wird in den Vorformling ein metallischer Kern 9 (nahezu identisch mit dem Vorformlingspritzkern) eingefahren, der temperiert werden kann, um ein Aufschäumen des Preforminnendurchmessers zu vermeiden. Denn dieses innere Aufschäumen hätte negative Einflüsse auf den nachgeschalteten Streck-Blasprozess zur Fertigung des Endhohlkörpers.In order to further accelerate the degree of foaming of the preform, this preform is transferred to a station downstream of the injection molding station, 3 (Top view), where the preform continues the foaming process to a cylindrical metal mold 8th , which can be tempered, called Aufschäumopf the outer diameter limited. During this process, the preform becomes a metallic core 9 Retracted (almost identical to the preform molding core), which can be tempered to avoid foaming of the preform inside diameter. Because this internal foaming would have negative influences on the downstream stretch-blow molding process for the manufacture of the end hollow body.

Bei nicht-rotationssymetrischen Hohlkörpern mit flachen oder leicht gebogenen Wänden kann der Aufschäumtopf 10 ellipsenähnich gefertigt werden 4 um bei dem späteren geblasenen Behälter eine höhere Wandstärke im Bereich flacher oder leicht gebogener Wände zu erzeugen .For non-rotationally symmetrical hollow bodies with flat or slightly curved walls, the Aufschäumopf 10 ellipsenähnich be made 4 to create in the later blown container a higher wall thickness in the area of flat or slightly curved walls.

Der Vorformling mit dieser aufgeschäumten Struktur wird nachfogend durch Blasformen oder Streck-Blasformen zu einem Behälter, insbesondere einer Flasche oder Weithalsgefäß endgeformt werden . Die Porenstruktur 7 wird durch den Blasdruck in der Dimension verringert.The preform having this foamed structure will be post-formed by blow molding or stretch blow molding into a container, in particular a bottle or wide mouth vessel. The pore structure 7 is reduced by the blowing pressure in the dimension.

Claims

Hollow body, in particular bottle and wide-mouth vessel, having a container base body and a neck opening, characterized in that the hollow body is at least partially injected from a foamed polymer and then blown, wherein a wall portion has a cellular pore structure.

Hollow body after Claim 1 , characterized in that the hollow body is injection molded as a preform which is blow molded into a final shape (hollow body), in particular stretch blow molded.

Hollow body after Claim 1 or 2 , characterized in that its cellular pore structure has pores, which are formed substantially oval-shaped and extend in the axis of the biaxial stretching of the hollow body.

Hollow body after one of Claims 1 to 3 , characterized in that a wall region of the hollow body in cross section has a smooth-surfaced outer side and a smooth-surface inside, between which a central region is provided with the pore structure.

A process for producing a hollow body having a cellular foam structure, characterized in that, in order to further promote the degree of foaming in the preform, this preform is transferred to an apparatus between the injection molding station and blowing station where the preform continues the foaming process until it reaches the wall of a cylindrical metal pot tangent, which can be tempered.

A method for producing a hollow body with a cellular foam structure according to Claim 5 , characterized in that the preform is elliptical similar foamed by means of an oval shaped metal pot, wherein in non-rotationally symmetrical hollow bodies, the increased preform wall thickness is stretch blown into the corresponding hollow body walls with a flat or slightly curved contour to produce a higher area moment of inertia.

A method for producing a hollow body with a cellular foam structure according to Claim 5 and 6 , characterized in that during the foaming process in the preform a metallic core is retracted to avoid foaming of the preform inside diameter. This metallic core is almost identical to the preform core of the injection molding station and can be tempered.