DE2442254B2 - Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststff - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststff

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem Blasverfahren, bei dem ein Vorformling in einer Blasform mittels eines tiefkalten verflüssigten Gases aufgeweitet und der Gegenstand gekühlt wird, wobei das Gas durch eine einzige, mit einem im Maschinenarbeitstakt gesteuerten Ventil versehene Leitung und einen Blasdorn in den Vorformling strömt, wobei als Gas Stickstoff oder Argon verwendet wird und wobei bei Beginn der Einströmphase das aus einem unter Druck stehenden Speicherbehälter verflüssigt abgezogene Gas beim Durchgang durch die warme Leitung und den warmen Blasdorn verdampft, gasförmig aus dem Blasdorn austritt und den Vorformling aufweitet, im weiteren Verlauf der Einstromphase infolge Abkühlung der Leitung und des Blasdorns nur noch teilweise verdampft und schließlich am Ende der Einströmphase in flüssigem Zustand in den Vorformling gelangt, nach Patent 23 580.
Der Vorteil dieses Verfahrens nach der Hauptanmeldung besteht darin, daß mit einem einzigen, tiefkalten Gas in einem einzigen Arbeitstakt der Hohlkörper aufgeblasen und gekühlt wird. Die bisher übliche Aufteilung in eine separate Blasphase mit einem Medium mit Umgebungstemperaturen und in eine separate nachgeschaltete Kühlphase mit einem Gas mit tiefer Temperatur entfällt, da die Blasphase kontinuierlich in die Kühlphase übergeht.
Dadurch wird der Maschinenarbeitstakt spürbar verkürzt, die Maschinenleistung somit erhöht. Es muß nur ein Medium gesteuert werden. Dadurch ergibt sich insbesondere bei kleineren Hohlkörpern mit dementsprechend kurzen Taktzeichen als weiterer Vorteil eine erhebliche Vereinfachung der Anlage.
Bei großen Hohlkörpern nimmt der spezifische Stickstoffverbrauch ab. Das kann so weit gehen, daß zum Aufblasen mehr Stickstoff benötigt wird als zum
ίο Kühlen.
Außerdem kann es dazu kommen, daß dann der Warmeinhalt der Stickstoffleitung und des Plasdorns nicht mehr ausreicht, um genügend flüssigen Stickstoff zu verdampfen. In der Hauptanmeldung ist daher vorgeschlagen worden, in derartigen Fällen den Blasdorn und die Stickstoffle:tung mit einer zusätzlichen Heizung zu versehen.
Wenn auch auf diese Weise große Hohlkörper aus Kunststoff einwandfrei hergestellt werden können, so ist es doch in manchen Fällen unbefriedigend, wertvollen flüssigen Stickstoff ausschließlich zu dem Zweck zu verdampfen, genügend Gas zum Aufblasen der Hohlkörper bereitzustellen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Variante zu dem Verfahren mit Zusatzheizung zu schaffen, bei dem die Vorteile des Blasens und Kühlens mit einem Medium im wesentlichen erhalten bleiben, eine Verdampfung von flüssigem Stickstoff über die für die Kühlung erforderliche Menge hinaus jedoch eingeschränkt oder ganz vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu Beginn der Einströmphase zur Verstärkung des Aufweitens in den Vorformling zusätzlich Druckluft eingeblasen wird, deren Zufuhr vor Erreichen des
'■> endgültigen Aufweitdruckes unterbrochen wird.
Um den Vorteil des Verfahrens nach der Hauptanmeldung beizubehalten, daß nämlich das zum Aufblasen dienende Gas bereits eine tiefe Temperatur hat und gegen Ende des Blasvorgangs sich kontinuierlich der Temperatur des flüssigen Gases nähert, muß die Zufuhr der Druckluft mit Raumtemperatur eingestellt werden, ehe der endgültige Aufweitdruck erreicht ist. Zweckmäßigerweise wird das Einblasen der Druckluft spätestens dann eingestellt, wenn 80% des endgültigen Aufweitdruckes erreicht sind.
Aus dem gleichen Grund darf auch die Druckluftmenge nicht zu hoch werden. Das Blasmedium bleibt kalt genug, wenn die Menge der eingeblasenen Druckluft höchstens 25% der zum Aufweiten benötigten Gasmenge beträgt.
Auch die Druckluftzufuhr muß im Maschinenarbeitstakt gesteuert werden. Dies ist jedoch kein Nachteil. Da das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise für große Hohlkörper gedacht ist, bereitet es bei den für diese Hohlkörper notwendigen langen Taktzeiten keine Schwierigkeiten, noch ein zweites Medium zu steuern. Außerdem müßte auch bei einer Zusatzheizung diese im Maschinenarbeitstakt gesteuert werden. Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß man die erfindungsgernäße Druckluftzufuhr als eine spezielle Zusatzheizung ansehen kann, bei der die Heizung mittels eines Wärmeträgers erfolgt, der in den Hohlkörper mit eingeblasen wird.
Die Zufuhr der Druckluft kann durch die Leitung für das verflüssigte Gas erfolgen. Wenn nur die zu rasche Abkühlung des Blasdorns vermieden werden soll, auf das Temperaturverhalten der Zuleitung jedoch keine Rücksicht genommen zu werden braucht, kann Mir
Druckluft auch durch einen separaten Kanal im Blasdorn eingeführt werden. Dies bereitet bei großen Hohlkörpern keine Schwierigkeiten, da bei derartigen Hohlkörpern auch der Blasdorn entsprechend dimensioniert ist. Um einen guten und gleichmäßigen "· Wärmeübergang zu erreichen, wird dabei die Druckluft zweckmäßig in einem Ringkanal geführt.
Das folgende Ausführungsbeispiel betrifft die Herstellung einer Polyäthylen-Flasche von 5 1 Rauminhalt und 200 g Gewicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Als verflüssigtes Gas wird Stickstoff verwendet.
Es wird mit einem Aufweitdruck vcn 10 bar gearbeitet. Zu Beginn des Aufblasens hat der extrudierte Schlauch bereits ein Volumen von ca. 2 I. Während 1^ des Blasvorganges wird erfindungsgemäß bis zu einem Behäiter-lnnendruck von 7 bar zusätzlich zum Stickstoff Druckluft beigegeben. Die Druckluftzufuhr wird also nach Lirreichen von 66,7% des endgültigen Aufweitdrucks eingestellt. Dies geschieht durch ein auf 7 bar eingestelltes Rückschlagventil.
Es ergibt sich hierbei ein Stickstoffverbrauch von 84 g Stickstoff-Flasche. Dies entspricht einem spezifischen Stickstoffverbrauch von 0,42 kg Stickstoff/kg Polyäthylen. Auf Normvolumen umgerechnet (Spez. Gew. von N2 = 1,25 kp/Nm3) ergibt sich ein Verbrauch von 66 Nl Stickstoff-Flasche.
Aus einem Vergleichsversuch, bei dem ausschließlich mit Stickstoff gearbeitet wurde, ergab sich, daß für das Aufweiten insgesamt 48 Nl Stickstoff erforderlich sind, während für das anschließende Spülen und Kühlen 25,5 Nl Stickstoff erforderlich sind. Diese Werte ändern sich auch bei Druckluftzugabe nicht, so daß insgesamt 66 — 25,5 = 40,5 Nl Stickstoff zum Aufweiten der Flasche benöiigt werden. Die Differenz zwischen 48 Nl und 40.5 Nl, nämlich 7.5 Nl, ist der Druckluftanteil. Er beträgt also 15,6% der gesamten zum Aufweiten benöiigten Gasmenge.
Aus diesen Werten läßt sich auch leicht die Mischtemperatur des einströmenden Druckluft- und Stickstoffvolumens ermitteln: *
Zum Aufblasen auf 7 bar, also bis zum Abstellen der Druckluftzufuhr, werden insgesamt 7-5 —2 = 33 Nl Gas benötigt, davon sind 7,5 Nl Druckluft von 293° K und 25,5 Nl Stickstoff von 83° K. Die spezifische Wärme von Luft und Stickstoff kann als gleich groß angesetzt werden. Es ergibt sich demnach für die Mischtemperatur T:
7,5Nl ■ 293° K + 25,5 Nl
7~=130°K=-143°C
83°K = 33NI
Die mittlere Mischtemperatur während des Aufblasvorganges beträgt also —143° C, wobei davon ausgegangen ist, daß 'ediglich die Gaswärme des eingeblasenen Stickstoffs zur Abkühlung der Druckluft dient, während die Verdampfungswärme zur Abkühlung der Stickstoffzuleitun;;, des Blasdorns und des Vorformlings eingesetzt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem Blasverfahren, bei dem ein Vorformling in einer Blasform mittels eines tiefkalten verflüssigten Gases aufgeweitet und der Gegenstand gekühlt wird, wobei das Gas durch eine einzige, mit einem im Maschinenarbeitstrakt gesteuerten Ventil versehene Leitung und einen Blasdorn in den Vorformling strömt, wobei als Gas Stickstoff oder Argon verwendet wird und wobei bei Beginn der Einströmphase das aus einem unter Druck stehenden Speicherbehälter verflüssigt abgezogene Gas beim Durchgang durch die warme Leitung und den warmen Blasdorn verdampft, gasförmig aus dem Blasdorn austritt und den Vorformling aufweitet, im weiteren Verlauf der Einströmphase infolge Abkühlung der Leitung und des Blasdorns nur noch teilweise verdampft und schließlich am Ende der Einströmphase in flüssigem Zustand in den Vorformling gelangt, nach Patent 22 23 580, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Einströmphase zur Verstärkung des Aufweitens in den Vorformling zusätzlich Druckluft eingeblasen wird, deren Zufuhr vor Erreichen des endgültigen Aufweitdruckes unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen der Druckluft spätestens nach Erreichen von 80% des endgültigen Aufweitdruckes eingestellt wird.
3. Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der eingeblasenen Druckluft höchstens 25% der zum Aufweiten benötigten Gasmenge beträgt.
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Free format text: DIE BEZEICHNUNG LAUTET RICHTIG: VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON HOHLKOERPERN AUS KUNSTSTOFF

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