DE3105435A1

DE3105435A1 - Blasformbarer vorformling zur herstellung von behaeltern aus polypropylen und verfahren zu dessen herstellung sowie verfahren zur herstellung fertiger behaelter

Info

Publication number: DE3105435A1
Application number: DE19813105435
Authority: DE
Inventors: Delore Marshall Richmond Mass. Clairmont; David Collin Westlake Ohio Oas
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1981-02-14
Publication date: 1982-09-02
Also published as: IT1135614B; GB2069924B; JPS5739931A; FR2476536A1; US4357288A; GB2069924A; IT8119959A0; CA1158821A

Description

PATENTANWALT ^

ING. (GRAD.) E. OVETTER - ⁷ -

PHILIPPINE - WELSKS-STRAS8B U _p. -,

D-89.00 AUGSBURG

BELOIT CORPORATION

P.O. Box 350 1, St. Lawrence Avenue Beloit, Wisconsin 53511 USA

Blasformbarer Vorformling zur Herstellung von Behältern aus Polypropylen und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verfahren zur Herstellung fertiger Behälter

Gegenstand der Erfindung ist. die Herstellung klarer, zweiachsig ausgeformter Behälter wie beispielsweise Flaschen aus billigen, blasformbaren Polypropylen-Polymeren unter gesteuerten Bedingungen, welche die Klarheit und den Oberflächenglanz der fertigen Behälter verbessern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die B'ertigung zwei-

-JS-

achsig ausgeformter Polypropylen-Flaschen mit außerordentlich guten Eigenschaften hinsichtlich Klarheit, Oberflächenglanz und Festigkeit.

Die Blasformung von kristallinen Polymeren und Allomeren zur Herstellung zweiachsig ausgeformter Flaschen ist zwar bereits bekannt, jedoch ist es mittels der bisher bekannten Verfahren nicht möglich, klare, transparente Flaschen mit Glanzoberfläche aus verhältnismäßig billigen Polypropylenen zu erhalten. Aus billigen, blasformbaren Polymeren und Allomeren konnten bisher nur milchige oder trübe Flaschen hergestellt werden, und selbst die teureren Materialzusammensetzungen haben keine voll befriedigenden, klaren, transparenten Flaschen mit großer Haltbarkeit ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung klarer, transparenter, kräftiger Flaschen mit Glanzoberfläche und mit befriedigender Haltbarkeit aus billigen Polypropylenen zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung werden klare, transparente, kräftige Behälter mit Glanzoberfläche, beispielsweise Flaschen, aus billigen, kristallinen Polypropylen-Homopolymer-, Kopolymer- und Allomer-Zusammensetzungen durch Blasformung von Vorformlingen ("parisons") gefertigt, welch letztere ihrerseits

aus Niedertemperaturschmelzen in Gießformen mit auf niedriger Temperatur gehaltenen Oberflächen gegossen werden, wobei die Gießgeschwindigkeiten ausreichend langsam sind, um Schmelzbrüche zu vermeiden. Die Vorformlinge werden bei Temperaturen gerade unterhalb der amorphen Fließtemperatur des Kunststoffmaterials unter Bedingungen blasverformt, welche das Kunststoffmaterial zweiachsig verformen ("biaxially orient"). Die Schmelztemperaturen zur Herstellung der Vorformlinge werden auf den niedrigsten Werten gehalten, die noch eine vollständig geschmolzene und klare Schmelze liefern. Die klare Schmelze wird vorzugsweise durch Spritzgießen in Gießformen mit polierten Oberflächen gegossen, die auf niedrigen Temperaturen gehalten werden.

Ein einfacher Test zur Bestimmung der Klarheit der Schmelze zur .Herstellung der Vorformlinge besteht darin, ohne Gießform ein Ausspritzen von geschmolzenem Material aus der Spritzgießmaschine herbeizuführen und die Klarheit des Materials zu beobachten, während es auf den Boden fließt, da der abgekühlte gegossene Vorformling selbst nicht klar ist, obwohl er gemäß der Erfindung bei seiner Weiterverarbeitung eine klare Flasche erzeugt.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine handelsübliche kristalline, blasformbare Polypropylen-Zusammensetzung hoher Dichte auf eine gerade oberhalb ihres kristallinen Schmelzpunktes liegende Temperatur erwärmt, so daß sie frei fließfähig wird. Zweckmäßige Schmelztemperaturen liegen im Bereich von 255°C bis 37O°C, wobei die niedrigsten Temperaturen dieses Bereiches gerade oberhalb des Schmelzpunktindex der Materialzusammensetzung liegt. Die Schmelze wird vorzugsweise in einer Spritzgießmaschine hergestellt, welche das geschmolzene Polypropylen durch eine Spritzdüse in eine kalte Spritzgießform mit polierten Oberflächen einspritzt, wobei ein zylindrischer Vorformling mit relativ großer Wanddicke und halbrundem Ende, etwa in der Form eines Teströhrchens, hergestellt wird. In der Spritzgießmaschine befindliche Heizeinrichtungen halten das Polypropylen gerade oberhalb der seinem Schmelzpunktindex entsprechenden Temperatur, und von Zeit zu Zeit wird zur überprüfung der zur Herstellung einer klaren Schmelze richtigen Temperaturhöhe die Spritzdüse der Spritzgießmaschine von der Gießform weggeführt, um eine Probe der Schmelze zur Bestimmung ihrer Klarheit aus der. Spritzdüse abzuziehen. Wenn die die Düse verlassende geschmolzene Masse trüb ist, wird die Temperatur der Spritzgießmaschine gerade so weit erhöht, daß man eine klare Schmelze erhält.

- VL ■

Die Gießform., in welche die Schmelze aus der Spritzgießmaschine eingespritzt wird, besteht vorzugsweise aus zwei Teilen, nämlich einem zylindrischen Kern mit abgerundetem Ende und einem den Kern umgebenden zylindrischen Außenteil, das eine den Formhohlraum mit der Spritzdüse verbindenden Einspritzöffnung aufweist. Die den Formkern und das Formaußenteil bildenden Teile der Gießform werden verhältnismäßig kühl gehalten, beispielsweise auf Raumtemperatur und vorzugsweise zwischen -1 C und 27 C. Die Formoberflächen sind feinpoliert und bestehen vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Metall wie beispielweise Berylliumkupfer .

Die Einspritzgeschwindigkeit zum Füllen des Formhohlraumes wird verhältnismäßig niedrig gehalten, um "Schmelzbrüche" bzw· ein Abscheren der Moleküle zu vermeiden. Wünschenswert ist eine Einspritzdauer von 3 s bis 10 s.

Der fertige Vorformling wird aus der Form herausgenommen, abgekühlt und sodann wieder gleichmäßig auf etwa 2,5°C bis 5,5°C unter seiner amorphen Temperatur bzw.

Fließtemperatur erwärmt. Temperaturen von etwa

für Polypropylen-Kopolymer und etwa 163⁰C für Polyprop Homopolymer sind ausreichend. Der erwärmte Vorformling

-VL-

wird sodann in umgekehrter Stellung auf den Blaskopf einer Hohlkörperblasmaschine aufgesetzt, der den Streckdorn des Hohlkörperblaswerkzeuges umschließt. Das Blaswerkzeug wird sodann geschlossen, so daß das offene Ende des Vorformlings festgeklemmt und zu einem mit Gewinde versehenen Kopfteil verformt wird. Danach wird der Streckdorn ausgefahren, so daß er am geschlossenen Ende des Vorformlings angreift, und es wird Gas in den Vorformling eingeblasen. Der nicht festgeklemmte Teil des Vorformlings wird demzufolge axial und radial aufgeweitet, so daß er die Innenkontur des Blaswerkzeugs erhält und folglich eine Flasche mit der gewünschten Form entsteht.

Der Vorformling kann auch dadurch hergestellt werden, daß die Polypropylen-Schmelze durch ein gekühltes Werkzeug mit einem gekühlten Kern extrudiert wird, so daß ein an seinem Ende offenes Rohr entsteht. Sodann wird die Blasformung auf einer Blasmaschine ausgeführt, welche das extrudierte Rohr abzieht und das obere Ende eines Vorformlings jeweils durch Abquetschen verschließt, wonach die Blasformung ebenso wie bei einem spritzgegossenen Vorformling mit geschlossenem Ende erfolgt.

Nachstehend sind einige Beispiele geeigneter handelsüblicher, blasformbarer, kristalliner Homopolymer- und

Kopolymer-Zusammensetzung hoher Dichte angegeben:

Material

Hersteller

Phillips Marex Homopolymer HGN-O2O-O2

Phillips Chemical Company,
Bartlesville, Oklahoma

Northern Petrochemical Copolymere DPP73OOGP; DPP83OO und DPP83O7GO Northern Petrochemical Co., Clinton, Mass.

Mitshubushi EX-6 Polypropylen-Copolymer Mitshubushi Chemical Industries, Ltd., Tokyo, Japan

Shell 6313 Polypropylen-Copolymer

Shell Chemical Co., Houston, Texas

Rexene Polypropylen 23M2 Rexene Polyolefins Company, Paramus, New Jersey

Arco-Dypro-Copolymer 8815-11

Arco Polymers, Inc., Philadelphia, Pa.

Tenite Polyallomer M-7853-296E

Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, Tenn.

4l

Selbstverständlich sind auch andere im Handel erhältliche blasformbare Polypropylen-Homopolymer- und Kopolymer-Kunststoffe sowie Allomere verwendbar.

Gegenstand der Erfindung ist also die Herstellung klarer, transparenter, zweiachsig ausgeformter Polypropylen-Flaschen mit Qlanzoberflache.

Weiter hat die Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung der Klarheit von zweiachsig ausgeformten Polypropylen-Behältern zum Gegenstand.

Ferner erstreckt sich die Erfindung auf verbesserte Streckblasverfahren zur Herstellung von Polypropylen-Flaschen und anderen Behältern aus Vorformlingen, die aus Schmelzen mit gerade oberhalb des Schmelzpunktes des Polypropylen-Materials in Formen mit gekühlten polierten Oberflächen gegossen und sodann durch Streckblasformung bei. Temperaturen gerade unterhalb der amrophen Fließtemperatur des Kunststoffmaterials fertigverformt werden.

Fernerhin hat die Erfindung speziell ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylen-Flaschen mit besserer Klarheit und besserem Oberflächenglanz durch sorgfältige Steuerung

der Schmelztemperaturen, der Gießformtemperaturen und der Spritzgeschwindigkeiten bei der Herstellung der Vorformlinge der Flaschen zum Gegenstand.

Schließlich beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Vorformlingen für zweiachsig ausgeformte Polypropylen-Flaschen, wobei die Vorformlinge bei gerade so hohen Temperaturen, daß keine Schmelzbrüche auftreten und die im Bereich von 255°C bis 37O°C liegen, und mit verhältnismäßig niedrigen Spritzgeschwindigkeiten entsprechend Einspritzzeiten von 3 s bis 7 s in Formen mit feinpolierten Oberflächen spritzgegossen werden, die auf Temperaturen im Bereich von etwa -I⁰C bis 27°C gekühlt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 In perspektivischer Darstellung eine

Flasche nach der Erfindung,

Fig. 2 ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen gemäß der Erfindung hergestellten spritzgegossenen Vorformling zur Fertigung einer Flasche nach Fig. 1,

Pig. 3 einen Längsschnitt durch den Vorformling längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt

durch eine Spritzgießmaschine zur Herstellung von Vorformlingen nach der Erfindung,

Fig. 5 einen etwas schematisch gehaltenen

vertikalen Schnitt durch ein Hohlkörperblaswerkzeug zur Herstellung von Flaschen nach der Erfindung in der Startstellung mit einem angesetzten Vorformling nach den Fig. 2 und 3,

Fig. 6 das Hohlkörperblaswerkzeug, nach Fig.

in über dem Vorformling geschlossenem Zustand,

Fig. 7 das Blaswerkzeug nach den Fig. 5 und

bei vollständig ausgefahrenem Streckdorn und teilweise aufgeblasenem Vorformling,

AS

Pig. 8 das Blaswerkzeug bei vollständig

zu einer Flasche aufgeblasenem Vorformling, und

Fig. 9 das Blaswerkzeug bei zurückgezogenem

Streckdorn und Blaskopf zur Druckentlastung der noch in dem Werkzeug befindlichen Flasche.

Die in Fig. 1 dargestellte Flasche weist einen konkaven Boden 11, einen zylindrischen Flaschenkörper 12, einen konischen Hals 13 und einen verdickten zylindrischen und mit Außengewinde versehenen Kopf 14 auf den oberen Ende des konischen Halses 13 auf. Die Flasche kann jede gewünschte Größe und Form haben, wobei Größen im Bereich von 0,5 1 bis 4 1 sehr zweckmäßig sind. Die Wanddicke braucht nur im Bereich von etwa 0,35 mm bis 0,75 nun zu betragen, wobei jedoch der Kopf 14 wesentlich dicker und starrer ausgebildet ist, um eine die Flasche druckdicht verschließende Schraubkappe aufnehmen zu können. Die Dicke des Flaschenkopfes 14 kann also ein Vielfaches der Wanddicke des Flaschenkörpers 12 betragen, und der konische Flaschenhals 13 kann sich zum Flaschenkopf 14 hin allmählich verdicken.

Die erfindungsgemäßen Flaschen haben eine Lichtdurchlässigkeit von 90 % bis nahezu 100 %, eine Trübung von nur etwa 2 % bis 8 %₃ und eine Hochglanzoberfläche mit einem Glanz von etwa 35 % bis 80 %. Die Trübung ist gemäß ASTM Standard D1003 gemessen, während der Glanz bei einer Temperatur von 7°C nach ASTM Standard D2457 gemessen ist. Die Lichtdurchlässigkeit wird als die insgesamt durch die Flasche hindurchgelassene Lichtmenge gemessen.

Die Flaschen 10 sind gegenüber dem darin verpackten Wareninhalt inert und haben eine lange Lebensdauer. Die erreichten Zugfestigkeiten liegen im Bereich von etwa

2 2

7 kN/cm bis über HkN/cm . Der konkave Flaschenboden 11 ist vorzugsweise auch wesentlich dicker als der Flaschenkörper und seine Dicke liegt im Bereich vom Zwei- bis Dreifachen der Wanddicke des Flaschenkörpers.

Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorformling 15 hat einen halbkugeligen Bodenteil 16, eine zylindrische Umfangswand 17 und eine kreisrunde obere öffnung 18. Der Bodenteil 16 und die Mantelwand 17 sind verhältnismäßig dick, wobei die Wanddicke im Bereich von etwa 4 mm liegt. Vorzugsweise hat der Vorformling einen Innendurchmesser

von etwa 25 nun, einen Außendurchmesser von etwa 34 mm und eine Gesamtlänge von etwa 108 mm.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird der Vorformling in einer Spritzgießmaschine 20 hergestellt, die einen über einen Aufgabetrichter 22 beschickbaren Zylinder 21 aufweist und die Schmelze durch eine Düse 23 mit gerundeter

■*"** Nase auspreßt. In dem Zylinder 21 ist eine zum Schmelzen und Mischen dienende Schnecke 2¹I drehbar angeordnet, deren vorderes Ende 25 eine als Rückschlagventil wirkende Nase bildet. In dem Zylinder 21 sind Heizbänder 26 vorgesehen. Durch den Aufgabetrichter 22 werden streckblasformbare kristalline Polypropylen-Zusammensetzungen in den Zylinder zugeführt, wo sie durch die Schnecke 24 unter überführung in den gescholzenen Zustand zum Ventilende 25 der Schnecke hin gefördert werden, wonach die Schnecke in die gestrichelt

^ eingezeichnete vordere Stellung vorgeschoben wird, so daß die Ventilnase 25 das geschmolzene Material durch die Spritzdüsenöffnung 27 ausspritzt.

Weiter weist die Spritzgießmaschine 20 eine zweiteilige Spritzgießform 30 auf, die aus einem Kernteil 31 und einem Mantelteil 32 besteht, welche zusammen den Pormhohlraum begrenzen. Das Kernteil 31 weist einen zylindrischen

Kern 33 mit halbkugeligem Ende 3^ auf. Das Mantelteil 32 umschließt einen zylindrischen Hohlraum· 35 mit ebenfalls halbkugeligem Boden 36, in welchen eine Einspritzöffnung 37 mündet. Die Stirnwand des Mantelteils 32 ist mit einer Vertiefung 38 versehen, die zur Aufnahme der gerundeten Nase der Spritzdüse 23 dient.

Ausgehend von der in Fig. 4 dargestellten Position der Spritzgießmaschine wird das geschmolzene Kunststoffmaterial vorderhalb der Ventilnase 25 durch Vorschieben der Schnecke in die gestrichelt dargestellte Position durch die Düsenöffnung 27 ausgestoßen..Das geschmolzene Material fließt daher durch die Einspritzöffnung 37 in den, den Kern 33 umgebenden Formhohlraum der Gießform.

Gemäß der Erfindung werden die Drehzahl der Schnecke und die Temperatur der Heizbänder 26 so eingestellt, daß sie das durch den Aufgabetrichter zugeführte Kunststoffmaterial auf eine gerade oberhalb des Schmelztemperaturindex der Materialzusammensetzung liegende Temperatur erwärmen, so daß das geschmolzene Kunststoffmaterial vorderhalb der Ventilnase 25 sich in klarem Zustand befindet. Zur Prüfung der Klarheit der Schmelze werden die Gießform 30 und die übrige Spritzgießmaschine 20 voneinander getrennt und die

-Vl-

Schnecke 24 in Richtung zum vorderen Ende des Zylinders 21 vorgeschoben, um eine Probe des geschmolzenen Kunststoffmaterials durch die Düsenöffnung 27 auszustoßen, die dann unter dem Einfluß der Schwerkraft abfließt. Eine Sichtprüfung der Klarheit des Kunststoffmaterials bei ihrem Abfließen aus der Spritzdüse zeigt dem Bedienungspersonal an, ob die Schmelze ausreichend frei fließfähig ist, ohne überhitzt zu sein, so daß ein Vorformling hergestellt werden kann, der dann eine Flasche nach der Erfindung ergibt.

Die Oberfläche des Kerns 23 und die Hohlraumoberflächen 35 und 36 des Mantelteils sind feinpoliert und werden durch Wärmeabstrahlung oder, falls notwendig, durch Innenkühlung der Gießformteile verhältnismäßig kühl gehalten. Als Gießformwerkstoff ist poliertes Berylliumkupfer wünschenswert, da es ausgezeichnete Wärmeübergangseigenschaften hat und feinpolierfähig ist. Gießformtemperaturen im Bereich von -1 C bis 27°C sind wünschenswert.

Die Temperaturen der durch die Düsenöffnung 27 in die Einspritzöffnung 37 fließenden Kunststoffmaterialschmelze werden sorgfältig derart gesteuert, daß sie gerade geringfügig oberhalb des Schmelzpunktindex der durch den Aufgabetrichter 22 zugeführten Materialzusammensetzungen liegen.

ZO

Dabei sind Temperaturen im Bereich- von 255 C bis 370 C für streckblasformbare Polypropylen-Zusammensetzungen zufriedenstellend. Diese Temperaturen liegen ausreichend weit oberhalb der kristallinen Schmelztemperatur, um Schmelzbrüche während des Spritzvorgangs zu vermeiden, und liegen andererseits ausreichend unter denjenigen Temperaturen, bei denen eine Verschlechterung des Kunststoffmaterials eintritt.

Die Spritzgeschwindigkeit ist verhältnismäßig niedrig, und die Spritzdauer zur Füllung des Formhohlraumes liegt im Bereich von 3 s bis 10 s.

Nach der Erhärtung des Vorformlings 15 in der Gießform 30 wird die Form geöffnet, indem das Kernteil 31 von dem Mantelteil 32 weggezogen wird. Sodann wird der Vorformling .aus der Gießform herausgenommen und- gleichmäßig auf eine Temperatur erwärmt, die gerade unterhalb

seiner amorphen Fließtemperatur liegt, wobei im Bereich von 2,5°C bis 5,5 C unter der amorphen Fließtemperatur liegende Temperaturen wünschenswert sind.

Sodann wird der gleichmäßig erwärmte Vorformling 15, wie in Fig. 5 gezeigt ist, in umgekehrter Stellung in ein

Hohlkörperblaswerkzeug 40 gebracht, so daß er mit seinem offenen Ende 18 auf einer Plattform 41 eines Sockels 42 aufsitzt, der einen hin- und herbeweglichen Blaskopf 4> umschließt. Der Vorformling nimmt dabei locker das zurück-

• gezogene vordere Ende des Streckdorns 44 des Blaswerkzeugs auf. Die Pprmhälften 45 der geteilten Blasform des Werkzeugs 40 befinden sich in geöffneter Stellung und haben jeweils einen Wandungsteil 46 zur Bildung eines mit Außengewinde versehenen Kopfteils der herzustellenden Flasche, einen Wandungsteil 47 zur Formung des konischen Flaschenhalses,

■ einen Wandungsteil 48 zur Formung des zylindrischen Flaschenkörpers und einen Wandungsteil 49 zur Formung des konkaven Flaschenbodens.

Das in Fig. 5 in seiner geöffneten Stellung dargestellte Werkzeug 40 wird sodann in die in Fig. 6 dargestellte Stellung gebracht, in welcher die Formhälften 45 geschlossen sind und der Blaskopf 43 in das offene Ende des Vorformlinge hinein ausgefahren ist, so daß die Wandungsteile 46 der Formhälften den dicken, mit Außengewinde versehenen Flaschenhals an dem Vorformling formen. Durch das Ausfahren des Blaskopf es 43 in die in Fig. 6 dargestellte Stellung wird das Ende des Streckdornes 44 gegen das geschlossene Ende 16 des Vorformlings bewegt.

Ausgehend von der in Fig. 6 gezeigten Stellung wird das Werkzeug 40 sodann weiter derart betätigt, daß der Streckdorn 44 über den Blaskopf 43 hinaus in eine Stellung mit nur noch geringem Abstand von den, den Piaschenböden formenden Wandungsteilen 49 der beiden Pormhälften 45 vorgeschoben wird, wobei er eine Streckung des Vorformlings 15 auf die volle Höhe der Pormhälften herbeiführt. Gleichzeitig wird Gas in den Vorformling eingeblasen, so daß dieser nun einen axial gestreckten und radial aufgeweiteten Ballon 50 in der geschlossenen Blasform bildet.

Danach wird der Ballon 50 weiter aufgeblasen, bis er die Form der fertigen Flasche 10 gemäß Fig. 8 annimmt, wobei das Kunststoffmaterial zweiachsig gestreckt wird, wodurch man ein Produkt großer Festigkeit erhält.

Schließlich werden, wie in Fig. 9 dargestellt ist, der Streckdorn 44 und der Blaskopf 43 aus der fertigen Flasche 10 zurückgezogen, der Gasdruck abgelassen und die beiden Formhälften 45 wieder in die in Fig. 5 gezeigte offene Stellung gebracht, wonach die fertige Flasche.entnommen werden kann.

Der Streckblasformvorgang erfolgt vorzugsweise mit einem radialen Streckungsverhältnis von etwa 2,4 : 1,

ZS

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einem axialen Streckungsverhältnis von etwa 2,2 : 1,

ρ
einem Blasdruck von 175 N/cm , mit einer Formtemperatur

von 13°C und einer Verweilzeit in der Blasform von etwa 4,75 s.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern bevorzugte spezielle Einzelheiten der oben beschriebenen Blasformverfahren zur Herstellung klarer, transparenter Flaschen mit Glanzober.f lache aus Polypropylen-Vorformlingen, die in der oben beschriebenen Weise aus Schmelzen niedriger Temperatur gefertigt worden sind.

Beispiel I;

Eine Biaxiomat-Hohlkörperblasmaschine mit der Modellbezeichnung "Mark VI-2" wurde zur Herstellung von 32-oz-Flaschen eingerichtet. Zur Herstellung der Flaschen wurden Vorformlinge aus "REXENE"- Polypropylen-Kopolymer mit einem Durchmesser von etwa 38 mm, einer Höhe von etwa 108 mm und einer Dicke von etwa 4 mm verwendet. Diese Vorformlinge waren zylindrisch und hatten ein gerundetes geschlossenes Ende, wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Der Maschinentakt w irde auf 7»0 s bis 7*03 s eingestellt bei einer Hauptzonentemperatur von 146,1 C und einer Mischzonentemperatur von 146,5 C. Die Geschwindigkeitseinstellung wurde auf 585 eingestellt, mit einem Flaschendruckablaß

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bei 0,4 s, einer Null-Streckblasphase, einem O,5-s-Seitenauswurf, einer Rezirkulation von 9,99 s ohne Kühlung, einer Hauptabblasphase von 2,2 s und einer Vorförmling-Freigabe von 0,2 s. Der Hauptabblasdruck betrug 185 N/cm , der Streckblasdruck war abgesperrt, der Seitenauswurf-

2 2

druck betrug 57 N/cm und der Streckdorndruck 200 N/cm .

Die Blasform war während 4,75 s geschlossen und w irde auf einer Temperatur von etwa 4⁰C gehalten.

Beispiel II:

Die gleiche Hohlkörperblasmaschine wie nach Beispiel I wurde für die Herstellung von Flaschen gleicher Art aus Vorformlingen gleicher Art und Größe eingerichtet, wobei jedoch die Vorformlinge aus Polypropylen-Homopolymer von Phillips Petroleum hergestellt wurden. Weiter wurde der gleiche Maschinentakt von ?,0 s bis 7,03 s verwendet, jedoch wurde die Hauptzone auf eine Temperatur von 162,2 C und die Mischzone auf eine Temperatur von l63,3°C aufgeheizt. Die Geschwindigkeitseinstellung war wiederum auf 585 eingestellt, jedoch betrug die Druckablaßzeit 0,9 s und es wurde eine Streckblasphase von 0,5 s verwendet. Die Rezir.kulationszeit betrug 9,99 s, die Hauptabblaszeit 1,6 s, die Vorformling-

2 Freigabe 0,2 s, der Hauptblasdruck 175 N/cm bei abgesperrtem Streckblasdruck. Der Seitenauswurfdruck und der Streck-

-Vf-

dorndruck waren gleich wie im Beispiel I. Die Blasform wurde mi¹ gekühlt.

wurde mit Leitungswasser auf eine Temperatur von etwa 4°C

Die folgende Tafel I vergleicht Trübungs-, Klarheitsund Glanzeigenschaften von gemäß der Erfindung hergestellten Polypropylen-Flaschen mit denjenigen der klarsten, durch Spritzblasverfahren hergestellten, vor der Erfindung im Handel erhältlichen Flasche.

Tafel I

	Shell 6313	zweiachsig gestreckte Flaschen nach der Erfindung	Shell 6313	Eastman 296E	Im Handel erhältliche blasgeformte Flaschen
Material	32 oz.	Eastman 296E	16 oz.	16 oz.	Shell 6313
Piaschengröße	2,4 .	32 oz.	4,5	5,5	16 oz.
Trübung	20,5	5,7	4,0	6,9	57,0
Klarheit	über 100	6,4	über 100	88	0,3 .
Glanz 45° ·	über 100	91·.	über 100	über 100	51
Glanz 60°	96	59

31Q5435

ZI

Bei der in der obigen Tafel I genannten getesteten, handelsüblichen bekannten blasgeformten Polypropylen-Flasche handelt es sich um die klarste im Handel erhältliche Flasche.

Die Versuche wurden unter Verwendung eines Standard-Gardner-Trübungsmessers gemäß ASTM Standards DlOOJ, mit einem Gardner-Klarheitsmesser gemäß ASTM Standard D 17^6 und mit Gardner-Glanzmessern gemäß ASTM Standards D 2457 im zylindrischen Flaschenkörperbereich vorgenommen. Die Klarheitsmessungen zeigten eine beträchtliche Streuung und die angegebenen Werte sind Mittelwerte.

Die folgende Tafel II gibt spezifische Beispiele für die Herstellung von Polypropylen-Vorformlingen nach der Erfindung an, die bei Weiterverarbeitung mittels der oben beschriebenen Blasformtechnik- klare Flaschen mit Glanzoberfläche ergeben:

Tafel II

Polypropylen
Polymer

Temp, der Schmelze (⁰P)

Spritz dauer (s)

Kerntemp.
(⁰F)

Manteltemp. (⁰P)

Spritz- Grund- Halte- Schnecke

druck druck druck

(psi) (psi) (psi) C/R

Homopolymer 535/605 2/15 76-82 76-82 Intrusion 300 0/800

2,5

Homopolymer 502/585 2,8

78 78

Intrusion 300 250

2,5

Copolymer

510

3,8

33

150 700

3,25

Copolymer

490

4,0

34

150 700

3,25

Copolymer

508

4,8

150 800

3,25

Homopolymer 505

7,0

36 36

150

800

3,25

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich also, daß die Erfindung nunmehr die Herstellung von Polypropylen-Vorformlingen und außerordentlich klaren, transparenten, kräftigen Polypropylen-Behältern mit ausgezeichnetem Oberflächenglanz durch Streckblasformung der Vorformlinge unter Bedingungen ermöglicht, die eine zweiachsige Streckung der Polypropylen-Polymere herbeiführen.

Claims

D-8900 AUGSBURG 12.Februar 1981 TELEFON (08 21) 5 70 04 91, 517148 TELEX 5.U02 p.tol * patentan3prüche

1. Vorformling zur Herstellung klarer Behälter, der durch Blasformung zweiachsig aufgeweitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe als rohrartige Formkörper aus einem Polypropylen-Kunststoff ausgebildet und aus einer durch Halten auf oberhalb ihres kristallinen Schmelzpunktes liegenden Temperaturen als. klare fließfähige Masse vorliegenden Polypropylen-Kunststoffschmelze in einer gekühlten polierten Form gegossen ist.

2. Vorformling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus einer Polypropylen-Kunststoffschmelze

mit einer Temperatur im Bereich von 255°C bis 370 C spritzgegosseri ist.

3. Vorformling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Polypropylen-Kunststoff der Gruppe der Polypropylen-Homopolymere, Kopolymere und Allomere hergestellt ist.

4. Vorformling aus Polypropylen zur Herstellung klarer, transparenter, kräftiger Flaschen mit Glanzoberfläche durch Blasformung, dadurch gekennzeichnet, daß

-M-

derselbe als rohrartiger, an einem Ende geschlossener Formkörper ausgebildet und durch Spritzgießen aus einer Schmelze aus blasformbarem Polypropylen-Kunststoff bei Temperaturen zwischen 255°C und 37O°C in einem etwa 3 s bis 10 s dauernden Spritzvorgang in einer Spritzgießform mit polierten gekühlten, auf Temperaturen zwischen - 1°C und 27⁰C gehaltenen Oberflächen hergestellt ist.

5. Vorformling nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe in einer Spritzgießform mit polierten Berylliumkupfer-Oberflächen hergestellt ist.

6. Vorformling nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe die Form eines zylindrischen Rohres mit einem geschlossenen, konvex gerundeten Endabschnitt hat.

7. Verfahren zur Herstellung von Vorformlingen, die durch Blasformung zu klaren, transparenten, kräftigen Behältern mit Glanzoberfläche weiterverarbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze aus einem Polypropylen-Kunststoff der Gruppe der Polypropylen-Homopolymere, Kopolymere und Allomere in Form einer frei fließfähigen Masse mit einer gerade oberhalb ihres Schmelzpunktes liegenden Temperatur hergestellt und langsam in eine Spritzgießform mit polierten Oberflächen, die auf

Temperaturen von etwa -I⁰C bis 27°C gehalten werden, eingespritzt wird, und daß nach dem Erstarren der Schmelze an den polierten Formoberflächen der Vorformling aus der Form herausgenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die frei fließfähige Masse auf einer Temperatur zwischen 255°C und 37O°C gehalten wird.

9. Verfahren zur Herstellung von Vorformlingen, die zu klaren, transparenten, kräftigen Flaschen mit Glanzoberfläche weiterverarbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze aus kristallinem, blasformbarem Polypropylen-Kunststoff mit Temperaturen zwischen 255°C und 43O⁰C hergestellt wird, so daß sich eine klare geschmolzene Masse ergibt, daß weiter diese geschmolzene Masse in eine einen Kern aufweisende Spritzgießform eingespritzt wird, deren Formhohlraum einem rohrförmigen Körper mit einem halbkugeligen geschlossenen Endabschnitt entspricht und die auf Temperaturen von etwa 4°C bis 27⁰C gehalten wird, daß ferner die Spritzgeschwindigkeit entsprechend einer Spritzdauer zwischen etwa 3 s und 10 s gesteuert wird, und daß schließlich der fertige Vorformling aus der Spritzgießform herausgenommen wird.

10. Verfahren zur Herstellung klärer, transparenter, kräftiger Behälter mit Glanzoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß ein blasformbarer Polypropylen-Kunststoff durch Erwärmen auf eine gerade oberhalb seines Schmelzpunktes liegende Temperatur zu einer klaren fließfähigen Masse geschmolzen und diese· in einer Gießform mit gekühlten polierten Oberflächen zu einem rohrartigen Vorformling gegossen wird, dessen Wanddicke, Länge und Durchmesser so bemessen sind, daß er anschließend durch Blasformung zu einer Flasche mit der gewünschten Größe weiterverarbeitet werden kann.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrartige Vorformling bei gerade unterhalb der amorphen Fließtemperatur des Polypropylens liegenden Temperaturen durch zweiachsige Blasformung zu einem Behälter weiterverarbeitet wird.

12. Verfahren zur Herstellung klarer, transparenter, kräftiger Flaschen mit Glanzoberfläche aus einem Vorformling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling bei gerade oberhalb, seiner amorphen Fließtemperatur liegenden Temperaturen durch Blasformung zu einer Flasche verformt wird.