DE2256525A1

DE2256525A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines hohlen, plastischen artikels aus thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2256525A1
Application number: DE2256525A
Authority: DE
Inventors: Fred J Zavasnik
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Can Co Inc
Priority date: 1971-11-24
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1973-05-30
Also published as: JPS4864153A; FR2160999B1; GB1410635A; FR2160999A1; CA1011511A; US3979491A; IT971150B; SE395395B

Description

PAT E N TA NWSLTE

DR..IN3.R.DDRIN6 D.PL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Uns.Z.: 1624

Continental Can Company, Inc.

633 Third Avenue,

Few York 36, New York/USA

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines hohlen, plastischen Artikels aus thermoplastischem Material.

Pie Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zum Her- ^: stellen eines hohlen, plastischen Artikels aus thermoplastischem Material. Dabei betrifft die Erfindung im wesentlichen den Bereich der Injektion-Blasformtechnik. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhalten von in höherem Ausmaße biaxial orientierten Artikeln, die durch das Verfahren hergestellt werden. Die Erfindung kann dabei sowohl im Bereich der Blasform- oder Vakuumformtechnik angewendet werden. Frühere Gestaltungen von Injektions-Blasformmaschinen lenkten ihr Augenmerk im wesentlichen darauf, um kleinste Maschinenzyklus-Zeiten zu erhalten. So lehrt beispielsweise die U.S.-Patentschrift 2 853 736 die Bildung eines Rohlingesin einer ersten Injektionsstation und die unmittelbare Überführung in eine zweite Station, in der der Artikel durch Blasen in die gewünschte Gestalt gebracht wird, worauf der geblasene Artikel in einer dritten Station ausgeworfen wird. Während

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eine solche Vorrichtung zufriedenstellend und ökonomisch sein mag für die Herstellung vieler Artikel, ist er sicherlich nach den Erfahrungen nicht geeignet für das Ergebnis eines hochfesten, orientierten Artikels, z.B. einer Flasche, die geeignet ist, unter Druck stehende Flüssigkeiten oder Getränke aufzunehmen.

Die U.S.Patentschrift 3 492 387 schlägt vor, daß ein thermoplastisches Material in eine Injektionform eingebracht wird, daß die Rohmasse des thermoplastischen Materials in der Form für eine Zeitperiode von 4 Sekunden gehalten wird, um eine gewisse Abkühlung zu erhalten, während die nachfolgende Expansion der thermoplastischen Masse auf mechanischem Wege erreicht wird. Ein solches Verfahren sollte zu einem im stärkeren Maße orientierten hohlen Artikel führen. U.S.Patentschrift 3 311 684 wiederum schlägt vor, daß ein Rohling durch Extrusion hergestellt wird, wobei die inneren Wände dieses Rohlinges durch ein Fluid

V,

gekühlt werden, worauf der Rohling in senkrechter und radialer Richtung gedehnt wird, um die gewünschte biaxiale Orientierung zu erhalten.

Obwohl die U.S.Patentschrift 3 492 387 eine Orientierung vorschlägt, ist es nach der Erfahrung nicht zu erwarten, daß ein darin beschriebener Apparat besonders geeignet ist für die Herstellung von Behältern für unter Druck stehende Flüssigkeiten bzw. zum Erhalten der gewünschten Festigkeit. Alternativ dazu

beinhaltet der Vorschlag der U.S.Patentschrift 3 311 684 einen Extrusionsvorgang mit dem daraus herrührenden Überschußmaterial

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und ist offensichtlich auch nicht geeignet, eine gleichförmige Wärmeverteilung innerhalb des Rohlings zu gewährleisten, die Voraussetzung für eine maximale Orientierung ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Herstellen eines hohlen, plastischen Artikels aus thermoplastischem Material zu scLaffen, bei denen die beschriebenen Nachteile vermieden werden und ein Behälter erzielt werden kann, der im hohen Maße eine biaxiale Orientierung der polymeren Ketten des thermoplastischen Materials aufweist, so daß im Endeffekt ein Behälter geschaffen wird, der geeignet ist, unter Druck stehende Flüssigkeiten aufzunehmen, wobei diese Vorteile auf besonders einfache und ökonomische Weise erzielt werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindiingsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein thermoplastisches Material in eine Injektionsform um einen Kern eingebracht wird, daß man in dem Rohling ein Wärmereservoir ausbildet, daß man dann die Hitze sich innerhalb des Reservoirs gleichförmiger über den ganzen Rohling verteilen läßt, bis eine gleichförmige Temperatur innerhalb eines vorbestimmtenjBereiches um die Glasübergangstemperatur erzielt ist, worauf man dann den Rohling in den hohlen Artikel verformt. Das thermoplastische Material kann in eine Injektionsform um einen Kern eingebracht werden, worauf man die inneren und äußeren Oberflächenwandbereiche des Rohlings, der auf diese Weise erhalten wird, abkühlt. Im Hinblick darauf, daß eine solche Abkühlung in erster linie an oder nahe den Oberflächen stattfindet, wird nicht die Temperatur innerhalb des ganzen Rohlings auf eine Temperatur nahe im

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Bereich der Grlasübergangstemp eratur (Tg) abgekühlt, so daß eine maximale Orientierung des Artikels erhalten wird. Dabei umfaßt die Erfindung den zusätzlichen Schritt der Überführung des Rohlinges in eine Verweilstation, in der die Hitze innerhalb des Inneren des Rohlinges sich erneut ausbreiten kann, um eine gleichförmigere Temperatur (knapp oberhalb T^ des betreffenden Materials) über den ganzen Querschnitt der Rohlingswand zu erhalten, worauf bei der nachfolgenden Expansion die polymeren Ketten wesentlich vollständiger in Fluchtung gebracht werden können. Weiterhin umfaßt ein solcher Expansionsvorgang die Verwendung einer Form, welche im wesentlichen Umfange Wärmeübergangseigenschaften besitzt, so daß die biaxiale Orientierung in dem ausgeformten Artikel "eingefroren" werden kann.

Zum Ausführen der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die gekennzeichnet ist, durch eine Stützvorrichtung für eine Injektions- und Expansionsform, eine Stützeinrichtung für einen Kern, welche den Kern schrittweise nacheinander in Registerlage zu der Injektions- bzw. der Expansionsform bringen kann und welche eine Einrichtung zum Expandieren des Kernes aufweist, sowie durch eine Zeitverzögerungsstation oder -einrichtung, mit deren Hilfe der Kern vor Weiterschaltung in die Registerlage zu der Expansionsform in eine Wärmeverteilungszone steuerbar ist. Die Verweilzone ist zweckmäßigerweise zwischen der Formzone und der Expansionszone angeordnet. Mit dieser Vorrichtung lassen sich auf einfache und ökonomische Weise die Schritte des neuen Verfahrens ausführen und ein A_rtikel erzeugen, dessen Material im hohen Maße orientiert ist und der sich bei höchsten Arbeitsgeschwin-

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digkeiten herstellen läßt«, Der mit dem neuen Verfahren und auf der neuen Vorrichtung hergestellte Artikel ist ohne weiteres geeignet, um unter Druck stehende Flüssigkeiten und Getränke aufzunehmen. Mit dem neuen Verfahren wird eine maximale biaxiale Orientierung des hohlen Artikels erhalten«, Dabei werden mit besonderem Vorteil die Wärmsleiteigenschaften des thermoplastischen Materials ausgenutzt, um einen Rohling unmittelbar vor dem Ausformen zu erhalten, bei dem die Temperaturverteilung über den gesamten Querschnitt außerordentlich gleichförmig ist. Mit Hilfe der Vorrichtung läßt sich trotz der Einschaltung der Verweilzone, der Artikel mit der gleich hohen Geschwindigkeit herstellen, wie Artikel ohne derart hervorragende biaxiale Eigenschaften.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig.1 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann.

Fig.2 ist ein© Draufsioht auf einen Drehtisch, auf dem die Kerne mit den Rohlingen abgestützt werden, während

Fig.3 im größeren Maßstabe einen Schnitt durch einen Kern darstellt, der bei der Ausführung der Erfindung verwendet werden kann.

Wie weiter oben schon angedeutet, umfaßt die Erfindung das Ein-

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bringen von thermoplastischem Material um einen Kern, innerhalb einer Injektionsform, zur Herstellung eines Rohlinges sowie die nachfolgende Wärmeüberführung von den freiliegenden Wandbereichen des Rohlinges in die durch Flüssigkeit gekühlten Wände von Form und Kern. Anschließend wird der Rohling überführt in eine Halteoder Verweilstation, in der sich die Wärme innerhalb des Rohlinges erneut verteilen kann*mit dem Ergebnis einer wesentlich gleichförmigeren Querschnittsverteilung der Temperatur, welche gerade etwas oberhalb der Glasübergangstemperatur liegt. Danach wird der Rohling in eine Expansionsform überführt, in der mit Fluidenergie die innere Wand des Rohlings beaufschlagt wird, so daß dieser sich gegen die Innenwand der Expansionsform ausdehnt, um einen fertigen Artikel zu bilden. Durch Steuerung innerhalb der Temperatur innerhalb der Expansionsform, läßt sich die Orientierung der polymeren Ketten festlegen oder einfrieren. Dadurch werden die erzielten Eigenschaften bleibend erhalten.

Durch das neue Verfahren wird die Orientierung der polymeren Ketten der meisten thermoplastischen Harze, die für Injektions-Formeinrichtungen verwendet werden, wesentlich verstärkt. Jedoch sind bevorzugte Harze diejenigen der thermoplastischen Polymere, welche einen hohen Nitril-Monomer-Gehalt in der Größenordnung von 60 # oder mehr besitzen, wie beispielsweise die Copolymere von olefin-ungesättigten Nitrilen die Akrylonitrie, Methacrylonitrile und Äthylen-ungesättigten Comonomeren, z.B. Alkyl-Acrylat, Styrol und Pfropf-Copolymere der Nitril-Copolymere mit Diengummi.

Das allgemein in den Fig.1 und 2 angedeutete Verfahren greift

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in den Figuren den Augenblick heraus ₀ in dem ein Rohling 5 gerade durch eine Düse 4 eines nieht-gezeigten Extruders in eine Injektionsform 15 um einen Kern 52 in einer Station A injiziert worden ist. Vorzugsweise sind vier solche Kerne 52 auf einem Drehtisch 40 mit Hilfe sich radial erstreckender Arme 42 abgestützt und zwar in'gegenseitigen Winkelabständen von 90 . Nachdem der Rohling 5 in der Injektionsform ausgeformt worden ist, wird er in einer solchen Stellung für die Dauer von annähernd 4 bis 5 Sekunden gehalten, um das Material nahe den äußeren und inneren Wänden 7 und 8 gemäß Fig.3 abkühlen zu lassen. Nach dieser Zeit wird der Drehtisch um 90° bis in eine Kühlstation B gedreht. In dieser Station erfolgt eine Wärmeüberführung vom Inneren 9 des Rohlinges zu den äußeren Wandbereichen 7 und 8. Nachdem die Temperatur über den ganzen Querschnitt des Rohlinges im wesentlichen ausgeglichen worden ist, wird der Drehtisch 40 erneut um weitere 90° zur Station C in FIuchtung zu einer Expansionsform 25 gedreht. Diese Form wird dann geschlossen, wobei Luft durch den Kern 52 zugelassen wird, um den Rohling gegen die Innenwände der Expansionsform auszudehnen, die durch den Durchfluß eines Kühlfluids abgekühlt wird, um die erzielte Orientierung festzulegen oder einzufrieren. Der Kern wird dann mit Hilfe des Drehtisches 40 um weitere 90° weitergeschaltet bis zu einer Auswurfstation D, an der eine Auswurfeinrichtung 32 den geformten Artikel vom Kern abstreift.

Fig.1 deutet eine entsprechende Bewegung des Drehtisches an. Dabei greift die gezeigte Seitenansicht den Drehtisch 40 heraus, wie er sowohl für senkrechte als auch.für Drehbewegung unter-

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stützt werden kann. Entsprechende Motoren für die Durchführung dieser Bewegungen sind bekannt und brauchen daher hier nicht gezeigt zu werden. Es wird insbesondere auf die U.S.-Patentschrift

3 100 913 verwiesen, welche eine solche Anordnung zeigt. Die unteren Formhälften 17 und 27 der Injektionsform und der Blasform werden durch eine Stützeinrichtung 11 unterstützt, während die oberen Formhälften 16 und 26 senkrecht durch hydraulische Motoren bewegt werden, dit nioht gezeigt sind. Vor der Weiterschaltung des Drehtisches 40 mit Hilfe eines nicht gezeigten Schrittschal tmotors werden die oberen Formhälften 16 und 26 in die strichpunktierte Stellung gebracht, während der Drehtisch geringfügig durch den zugehörigen nicht gezeigten Motor anghoben wird, so daß der Rohling 5 in der Injektionsform 15 und der ausgeformte Artikel 6 in der Expanslonsform 25 jeweils von den unteren Formhälften freikommen, so daß die Drehung ausgeführt werden kann.

Während des Betriebes werden die Formen 15 und 25 anfänglich geöffnet, der Drehtisch 40 wird so gedreht, daß er zwei der Kerne 52 in Fluchtung mit den Formen 15 und 25 bringt. Gleichzeitig werden der Drehtisch 40 und die oberen Formhälften 16 und 26 abgesenkt, wobei die beiden Kerne 52 in die unteren Formhälften eintreten und die oberen Formhälften über diesen Kernen die Formen schließen. Danach findet das Einbringen des thermoplastischen Materials bzw. die Expansion in den beiden Formen 25 und statt, während ein weiterer Rohling abgekühlt wird und ein ausgeformter Artikel auf zwei weiteren Kernen 52 ausgestoßen wird.

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Anschließend werden die oberen Formhälften geöffnet„ wobei der Drehtisch ausreichend weit angehoben wird, um ein Freiwerden von den unteren Formhälften zu gewährleisten» Danach erfolgt eine Weiterschaltung des Drehtisches.

Bei der gemeinsamen Betrachtung der Iig,1 und 2 wird deutlich, daß der Drehtisch 40 nacheinander jeden der Kerne 52 in Fluchtung mit der Injektionsform 15* mit der Verweilstation B, mit der Blasform 25 und mit der Auswurfstation D bringt« Weiterhin sollte deutlich werden, daß der Zeitbedarf an der Kühlstation im wesentlichen gleich der Zeit zum Schließen der Form 15 und Injizieren eines thermoplastischen Materials in die Form, der Kühlzeit, die für die Injektionsform vorgesehen ist und der Zeit ist, die für die Drehbewegung benötigt wird. Bei Einschaltung einer solchen zusätzlichen Kühlperiode in der Station B wird eine erneute Verteilung der Wärme innerhalb der Wände des Rohlinges erhalten, wie weiter unten noch ausführlich beschrieben wird.

Um die PpOduktionsgeschwindigkeit der geformten Artikel optimal zu gestalten, ist eine rasche und gleichförmige Abkühlung des Rohlinges erwünscht. Dementsprechend wird eine wesentliche Abkühlung der inneren und äußeren Wandbereiche 7 und 8 des Rohlinges 15 innerhalb der Injektionsform erhalten mit dem Ergebnis einer Gleichförmigkeit aufgrund der Wärmewiederverteilung im Bereich der Verweilzone oder Kühlzone B.

Wie in Fig.1 gezeigt, kann die äußere Wand 7 des Rohlinges mit

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Hilfe der Verwendung von Kühlkanälen 20 innerhalb der Injektionsform abgekühlt werden, die an sich bekannt sind«. Das Kühlmittel kann durch Leitungen 18 und Kanäle 20 geleitet und vom entgegengesetzten Ende der Injektionsform durch Leitungen 19 abgeführt werden.

Fig.3 zeigt eine Ausführung des Kernes 52, wie sie zum Abkühlen der Innenwand 8 des Rohlinges verwendet werden kann. Der radiale Arm 42 auf dem Drehtisch 40 trägt den zylindrischen Kern 52. Durch den Arm 42 und den Kern 52 erstreckt sich eine Bohrung 57 in der eine Steuerstange 54 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist die Steuerstange ein zylindrisches Element, das an seinem vorderen Ende einen konischen Endabschnitt 58 aufweist, der abdichtend an einer konischen Gegenbohrung 53 am Ende des Kernes 52 angreift. Innerhalb des Armes 52 ist eine Gegenbohrung 68, in welcher die Steuerstange 54 ragt und in welche durch Gewinde ein ringförmiges Abdichtungsglied 72 eingreift. Eine Feder 76 zwischen dem Abdichtungselement 72 und dem Ende der Gegenbohrung 68 ist bestrebt, die Steuerstange 54 nach rückwärts oder in Pig.3 nach links zu drängen.

Wie zuvor angedeutet, soll Wärme von der Innenwand 8 des Rohlinges durch den Kern 52 unter Verwendung von Fluidkanälen abgeführt werden. Diese Fluidkanäle können die Form eines Doppelgewindeganges 56 einnehmen, welche um 180 versetzt auf der äußeren Wand der Steuerstange 54 vorgesehen sind. Auf diese Weise kann das Fluid durch eine Bohrung 51 im Arm 52 eintreten und durch eine der Gewindenuten zum vorderen Ende des Steuergliedes

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fließen und von dort durch die entgegengesetzte Gewindenut und eine öffnung 50 auf der anderen Seite abfließen. Entsprechende Dichtungen, wie sie an den entgegengesetzten Enden der Steuerstange gezeigt sind, können verwendet werden, um ein Auslecken des Fluid vom Kern wirkungsvoll zu verhindern.

Um eine Expansion des Rohlinges, der zuvor ,auf dem Kern 52 ausgeformt worden ist, innerhalb der Expansions- oder Blasform zu ermöglichen, ist eine Bohrung 59 innerhalb der Steuerstange 54 vorgesehen. Am vorderen Ende der Steuerstange ist eine Querbohrung 60 vorgesehen, welche gestattet, daß die in der Bohrung fließende Luft zwischen den Oberflächen durchtreten kann, die durch den Endabschnitt 58 und die konische Bohrung 53 gebildet wird, wenn die Steuerstange nach vorne gedrängt ist. Die Luft wird dem Kern über eine Öffnung 61 im Arm 42 und eine Querbohrung 62 innerhalb des Steuerelementes 54 zugeführt. Wie allgemein bekannt in der Technik, werden Nockenelemente vorgesehen, um die Steuerstange 54 i^m entsprechenden Augenblick nach vorne zu drängen, so daß Luft in das Innere des Rohlings eintreten und diesen gegen die Wand der Expansionsform ausdehnen kann.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt :

Es wird angenommen, daß ein Kern 52 in Fluchtung mit der Injektionsform 15 gedreht worden ist, worauf diese Form anschließend geschlossen und ein thermoplastisches Material in die Form um den Kern durch die Düse 4 eingespritzt wird. Die Zeitperiode zum Einspritzen und zum Aufrechterhalten des Druckes innerhalb der

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Injektionsform kann 3 "bis 4 Sekunden einnehmen. Anschließend wird die Düse 4 zurückgezogen, wie dies bekannt ist, und die Oberflächen 7 und 8 dee Rohlinges für weitere zusätzliche Sekunden abgekühlt. Im Idealfalle sollte die Oberfläche des Kernes 52 auf der Glasübergangstemperatur gehalten werden, während die Injektionsform auf einer tieferen Temperatur gehalten wird, und zwar durch Wärmeabführung mit Hilfe des Fluids, das durch den Kern 5 und die Injektionsform 15 fließt. Während der Verzögerungsperiode innerhalb der Injektionsform werden die inneren und äußeren Wände 7 bzw. 8 des Rohlinges und der oberflächennahen Bereiche des thermoplastischen Materials außerordentlich rasch auf oder bis unterhalb einer Orientierungstemperatur abgekühlt. (Aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit des Metallkernes und der Injektionsform nehmen die Oberflächen 7 und 8 im wesentlichen die gleiche Temperatur wie diese Metallteile an.) In Bezug auf die abgekühlten Oberflächenwände kann das Innere 9 des Rohlinges als ein Wärmereservoir angesehen und bezeichnet werden.

Nachfolgend wird die obere Pormhälfte geöffnet, der Drehtisch angehoben und wie zuvor angedeutet, weitergeschaltet, um die Kerne 52 und den ausgebildeten Rohling in eine Haltestation B zu bewegen. In dieser Halte- oder Verweilstation kann weiterhin Hitze aus dem Bereich der inneren Wand 8 des Rohlinges durch den Kern 52 abfließen, so daß das thermoplastische Material in diesem Bereich eine Temperatur annimmt, die gerade etwas oberhalb der Glasübergangstemperatur liegt. Gleichzeitig wird jedoch Wärme aus dem Inneren 9 des Rohlinges nach außen fließen, um die Außenwand 7 des Rohlinges bis auf einen Punkt wieder aufzuwärmen, der

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®benfalls gerade oberhalb der zugehörigen GrlasüborgasgstGapera=· tür liegt. Dement sprechend führt dieser üärMeübergangsproseß su ®in@r gleichförmigeren Teiaporatur übor d©n Querschnitt der Höh=· lingswände und swar in einem Minimum sn Zoito ?oa der Verweilstation B wird dar, Rohli&g in die Blasforastatioa g« Expandieren weiterg©schaltot, walelio dizreb. Zufuhr von Luft öureh iis Bohrung 61 des Armes 42 in die Quorbohrung 62 ₉ die Bohrimg 599 die Querbohrimg 60 und aus dem Ende des KerneS₉ wobei die ¥orwärtsbewegung der Steuerstange durch nicht gezeigte locken bewirkt wirdj um die Abdichtung zu öffnen_s die awisehen den Oberflächen der G-egenbohrung 53 und des leonisohen Endes 58 der Steuerstange bewirkt wird» Gleichzeitig ait einer solchen Ausdehnung wird der ausgedehnte Artikel durch IFluit abgekühlt_s -welche durch Kanäle 29 innerhalb der Expansionsform 45 fließt, um die Orientierung der polymeren Ketten einzufrieren» Beim nachfolgenden Öff«= nen der Form 45 kann der Drehtisch erneut weitergedreht werden, um den geformten Artikel auf dem zugehörigen Kern in die Auswurfstation zu bringen, wo die Flasche oder der Behälter abgenommen werden können.

Während jedes der vier- beschriebenen Zyklen bzw. bei einer vollständigen Umdrehung des Drehtisches werden vier komplette Artikel hergestellt. Wie aus Fig.1 hervorgeht, wird deutlich, daß mehrere Formen senkrecht übereinander angeordnet oder Seite an Seite vorgesehen sein können, so daß die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung weiter gesteigert werden kann.

Es konnten Behälter mit dem beschriebenen Verfahren hergestellt

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ein·'

werden, welche aus einem Material unter der Beteiehnung "Barex 210" bestanden. Hierbei handelt es sich um ein im Handel erhältliches amorphes thermoplastisches Nitrilharz, welches au» einem Acrylnitri1/Methylacrylat-Acrylonitril/Butadien-Pfropf copolyrrtiertem Material besteht, welches etwa 69 % Acrylonitrile 22!ί Methylacrylat und etwa 9 % Butadien-Gummi enthält. Dieses Harz besitzt eine Glasübergangstemperatur von annähernd 82 C und wurde in eine Expansionsform des Types eingeführt, wie er in Pig. I gezeigt ist. Die Einführung des Materials erfolgte im plastischen Zustand, d.h. bei einer Temperatur von annähernd 199°C Das Strömungsmittel, das durch die Injektionsforrn 15 hindurchgeführt wurde, wurde auf einer Temperatur von 49 C gehalten. Dagegen wurde das Kühlungsmittel innerhalb des Blaskernes 52 auf einer Temperatur von etwa 93 C gehalten, also etwa 11 C oberhalb der Glasübergangstemperatur des genannten Materials Barex 210. Die Strangpreßvorrichtung injizierte das thermoplastische Material und hielt einen Druck aufrecht innerhalb der Injektionsform 15 für die Dauer von 3 Sekunden, währenddessen der Rohling gegen die Oberflächen des Kernes und der Injektionsform für weitere vier Sekunden abgekühlt wurde. Der Kern wurde dann in eine Verweilstation überführt, mit einer Gesamtverzogerungszeit (einschließlich der Zeit zur Bewegung des Kernes und der Zeit an der Station B) von 12 Sekunden, bevor das eigentliche Blasen des Behälters innerhalb der Blasform stattfand, wobei in der Blasform ein Kühlmittel zirkulierte, welches eine Temperatur von etwa 11 °C besaß.

Die Testflaschen (bei einem Gewicht von annähernd 33 > 7 S und

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einem volumetrischen Fassungsvermögen von etwa 317 cm ) wurden dann mit einem in handelsüblicher Weise carbonisierten Getränk gefüllt, welches mit COp bei einem absoluten Druck von 75 PSI bei einer Temperatur von 22 C aufgeladen war. Die Flaschen wurden dann in Vorrat genommen bei 37 C und 80 % relativer Feuchtigkeit und zwar für die Dauer von zwei Wochen.

Die Volumenexpansion oder das Ausmaß des Kriechvorganges der Testflaschen wurde dadurch bestimmt, daß man die Flaschen in einen Behälter mit Wasser einbrachte, welcher Behälter eine fixierte Füllhöhe besaß. Das Volumen des Wassers, das durch die Testflaschen am Ende der Periode verdrängt wurde, und zwar mehr als am Beginn der Periode verdrängt worden war, bildete ein Maß für die Volumendehnung, welche während der zweiwöchigen Speicherzeit auftrat. Bei diesen Kriechtesten wurde festgestellt, daft die durchschnittliche Volumenexpansion der Flaschen, die auf die beschriebene './eise hergestellt worden waren, bei 9,01 f, des ursprünglichen Volumens lag."

Dementsprechend konnte also mit dem neuen Verfahren und der neuen Vorrichtung ein Weg aufgezeigt werden, um einen thermoplastischen Behälter zu erhalten, mit einer hohen Kriechfestigkeit und einem hohen V/iderstand gegen Verformung unter Druck. Im gezeigten Beispiel wurde die Innenwand des Rohlinges direkt gekühlt bis auf einen Punkt gerade oberhalb der Glasübergangstemperatur", während die äußere I;and bis unter diesen Punkt abgekühlt und nachfolgend in der Verweilzone durch Wärmeübergang erneut aufgeheizt wurde. Es können jedoch auch beide Oberflächen

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BAD ORiGINAi.

Gingsgangen am...±.1:2.1..

bis unter den C> lasüberr;anr;sr unkt abgekühlt und während der Ver-'■joil^one erneut vrieder aufgeheizt werden, wobei dieses all^emeinne Verfahren eine im Höchsten Maße ökonomische und rasche 'löslichkeit 8ui'zeii;;t, durch die ein thermoplastisches Material von der T.nj ektionstenperatur zu einer höchst ;$leichförmip;en Orientierun^oteraperatur abgekühlt v;erden kann. Ea wird bevorzugt, aaß diese ⁽;,lcichfürrnir;e Temperatur bei der die Expansion stattfindet, innerhalb eines Bereiches von 28 C oberhalb des '!«-Punktes lieprt.

Ansprüche

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BAO ORfGfNAL

Claims

A η .s ρ r ü c h e

1.) Verfahren zum Herstellen eines hohlen, plastischen Artikels aus thermoplastischem Material, insbesondere mit hoher biaxialer Orientierung, dadurch gekennzeichnet , daß ein thermoplastisches Material in eine Injektionsform um" einen Kern eingebracht wird, daß man in dem Rohling ein WMrmereservoir ausbildet, daß man dann die Hitze sich innerhalb des Reservoirs gleichförmiger über den ganzen Rohlingsquerschnitt verteilen läßt bis eine gleichförmige Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bis zu -28 C oberhalb der Glasübergangstem_..peratur erzielt ist, und daß man den Rohling in einen hohlen'Artikel überführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das thermoplastische Material an den Oberflächen des Rohlings, die an die Injektionsform und den Kern angrenzen, durch Wärmeübergang in die Form und den Kern abkühlt und dann die Oberflächenbereiche wieder durch Wärmefluß aus den inneren Bereichen des Rohlings aufheizen läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ eichn e t , daß die an die Injektionsform angrenzende Oberfläche des Rohlings stärker abgekühlt wird als die an den Kern angrenzende Oberfläche.

¹I. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß während des Expandierens eine Abküh-

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lung des Formlinges und ein Einfrieren der Orientierung der poly· moron Ketten erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder '4, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h η e t , daß die dem Kern naheliegende Oberfläche auf eine Temperatur gerade oberhalb der ülasübergarigsteinneratur und die andere Oberfläche bis auf eine darunterliegende Temperatur abgekühlt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dal? man in der IJurchwärmungsphase des Rohlinges die äußeren Oberflächen sich bis auf eine Temperatur wenig oberhalb der Glasübergangsternperatur erwärmen läßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis G, dadurch gekennzeichnet j daß man die thermoplastische Masse zwischen Kern und Forin in Berührung mit den Oberflächen spritzt und dann Form und Kern mit einem Kühlmedium beaufschlagt und die Oberflächen sehr rasch auf eine Temperatur innerhalb eines Bereiches von etwa 28 C oberhalb der Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Materials abkühlt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7> dadurch g e k e η η zeichnet , daß man die erneute Ausbreitung der Wärme innerhalb des Rohlinges wenigstens 5 Sekunden andauern läßt.

9. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1

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bis 8,ge kennzeichnet durch eine Stützeinrichtung (11) für eine Injektions- und Expansionsform (15, 25), eine Stützeinrichtung (40) für einen Kern (52), welche den Kern schrittweise nacheinander in Registerlage zu der Injektionsbzw, der Expansionsform bringt, welche eine Einrichtung (61) zum Expandieren des Kernes aufweist, sowie durch eine Zeitver- " zögerungseinrichtung (B),niit welcher der Kern (52) vor Weiterschaltung in die Registerlage zu der Expansionsform (25) in eine Wärmeausbreitzone steuerbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektions- und Expansionsformen (15, 25) einander gegenüber angeordnet sind und die Stützeinrichtung (40) für die Kerne wenigstens vier Kerne (52) in gleichmäßigen Winkelabständen und in radialer Erstreckung trägt und daß zwischen der Injektionsform und der Expansionsform eine V_erzögerungsstation (B)vorgesehen ist, der eine Auswurfstation (D) gegenüber angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t , daß die Injektions- und Expansionsformen Kühlmittelkanäle (20, 29) zum Abkühlen der Oberfläche des Rohlinges (5) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (52) Kühlmittelkanäle (56, 57) zum Abkühlen der Oberfläche des Rohlinges (5) aufweisen.

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