DE60016657T2

DE60016657T2 - Flaschenboden aus biaxial-gestrecktem Kunststoff

Info

Publication number: DE60016657T2
Application number: DE60016657T
Authority: DE
Inventors: Gerard Denis
Original assignee: Perrier Vittel Management et Technologie SA
Current assignee: Nestle Waters Management and Technology SAS
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: FR2792286B1; ATE284815T1; FR2792286A1; ES2234549T3; DE60016657D1; EP1043236B1; EP1043236A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an Kunststoffflaschen sowie das Verfahren sowie das Werkzeug für deren Herstellung.
Derartige Flaschen sind durch Blasen aus einer Vorform erhalten, die wiederum durch Spritzgießen bereitgestellt wurde.
Der Boden einer Flasche weist eine mehr oder weniger konkave Aufstellfläche auf, die unter Umständen über eine Anzahl von Versteifungsrippen verfügt, die radial in Richtung einer wenig prägnant ausgebildeten mittigen Vertiefung ausgerichtet sind, wo der Injektionspunkt liegt.
Diese Vertiefung mit einer in etwa bauchigen oder halbkugelförmigen Gestalt bildet einen Schwächungsbereich, um den herum sich ein ringförmiger Bereich mit amorphem Material befindet. Die Rippen können daher nicht in diese mittige Vertiefung münden.
Zu dem Stand der Technik gehören das Dokument D1 JP-A-08 039656, das biaxial gestreckte Bereiche offenbart, die sich radial erstrecken, was bedeutet, dass der Boden in seiner Gesamtheit nicht biaxial gestreckt ist, und das Dokument D2 US-A-5 648 133, das in seiner 3 einen Flaschenboden mit einer volumenbezogenen Masse zwischen 1,365 bis 1,385 g/cm³ offenbart, was bedeutet, dass der Boden nicht im Bereich des maximal Möglichen biaxial gestreckt ist.
Um bei einer Flasche einen Gewichtsvorteil zu erzielen, hat die Anmelderin danach getrachtet, den amorphen Bereich des Bodens der Flasche zu verkleinern, was bislang nicht ohne eine Abnahme der Widerstandsfähigkeit bei einem Fallenlassen und einer Abnahme der Widerstandsfähigkeit bei Ausüben einer vertikal wirkenden Belastung ausgeführt werden konnte.
Der Anmelderin ist es nicht nur gelungen, dieses Problem ohne eine Abnahme der Widerstandsfähigkeit zu lösen, sondern sie ist darüber hinaus gegangen, da sie eine Lösung vorschlägt, die es gestattet, den amorphen Bereich bei einer Erhöhung der Widerstandsfähigkeit zu verkleinern.
Hierzu hat sie folgende Ideen entwickelt.
Eine erste Idee beruht auf der Erkenntnis, dass es unmöglich ist, diesen amorphen Bereich wegzulassen, ohne die Stabilität der Flasche zu beeinträchtigen.
Eine zweite Idee beruht auf der Erkenntnis, dass die Rippen, deren Profil gewindeartige Winkel aufweist, in unvermeidbarer Art und Weise die Ursache einer gewissen Fragilität sind.
Die Erfindung besteht aus einer Kunststoffflasche, die durch Blasen aus einer Vorform erhalten ist, welche wiederum zuvor durch Spritzgießen bereitgestellt wurde, und die im wesentlichen aus einem rohrartigen, beispielsweise zylindrischen, am Boden der Flasche zusammengeführten Körper zusammengesetzt ist, wobei der Boden ein flaches Grundteil und gegebenenfalls Versteifungsrippen aufweist, die sternförmig in Richtung des Injektionspunktes ausgerichtet sind, der in einer mittigen Vertiefung des Bodens angeordnet ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Boden in seiner Gesamtheit zweifach gereckt ist und dass

– zum einen die mittige Vertiefung die Gestalt eines Kraters mit einer seitlichen Wand in Gestalt in etwa eines Kegelstumpfes mit einem Scheitelwinkel zwischen 20° und 45°, einen oberen, in etwa kreisförmigen zentralen Bereich, in dem sich der Injektionspunkt befindet, und eine den Bereich umgebende ringförmige Rinne aufweist,
– und zum anderen dass wenigstens ein Teil der Rippen in der seitlichen Wand des Kraters mündet.

Vorzugsweise weist der Boden ein jedem Punkt eine Dicke von weniger als 1 mm auf.
Weiterhin weist das Profil der in die Vertiefung mündenden Rippen wenigstens einen scharfen Grat auf.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, die Erfindung nicht beschränkenden Beschreibung eines Beispieles einer Flasche mit einem kreisförmigen Boden besser verständlich, die mit Bezug auf die folgenden beigefügten Figuren gegeben wird:
1 zeigt in einer Ansicht von unten einen Boden gemäß der Erfindung für eine herkömmliche runde Flasche,
2 zeigt in einem Schnitt entlang A-A den Boden gemäß 1 und
3 zeigt einen Schnitt entlang B-B von 2.
Der in 1 dargestellte Boden (1) verfügt über eine Aufstellfläche (2) mit einer kreisförmigen Sitzebene (4), über beispielsweise fünf Hauptversteifungsrippen (7), die in radialer Richtung auf das Zentrum von kürzeren Zusatzrippen (9) verlaufen, und über eine mittige Vertiefung, die den Injektionspunkt (5) aufweist.
Gemäß der Erfindung ist die mittige Vertiefung in Gestalt eines Kraters (6) mit einer seitlichen Wandfläche von in etwa kegelstumpfartiger Gestalt mit einem Scheitelwinkel zwischen 20° und 45°, einem in etwa kreisförmigen oberen zentralen Bereich (3), in dem sich der Injektionspunkt befindet, und einer den zentralen Bereich umgebenden ringförmigen Rinne ausgebildet.
Weiterhin hat wenigstens ein Teil der Rippen, hier die Hauptrippen (7), ein Ende, das in der seitlichen Wand des Kraters mün det, wobei das andere Ende in einem abgerundet ausgebildeten Randbereich (8) des Bodens (1) mündet.
Kürzere Zusatzrippen (9) sind in an sich bekannter Art und Weise zwischen den Hauptrippen angeordnet.
Vorzugsweise beträgt der Scheitelwinkel des Kraters in etwa 40°.
Durch das entferntere Anordnen des Injektionspunktes in Bezug auf den Boden der Flasche kann man nunmehr den gesamten Boden unter Verringern des amorphen Bereiches strecken und die Dicke des Bodens verringern, die an keinem Punkt über 1 mm liegt, was die Flasche durch Materialersparnis leichter gestaltet und zu geöffneten Rippen geführt, um die mechanischen Eigenschaften der Flasche zu verbessern.
Der obere zentrale Bereich ist so klein als irgend möglich ausgebildet und weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, der dem der Blaspfeife entspricht.
Die Rippen (7, 9) weisen ein dreiecksförmiges Profil mit einem scharfen Grat im Scheitel auf, dessen Winkel zwischen 50° und 75°, vorzugsweise bei 70°, liegt (siehe 3).
Es sind jedoch auch andere Gratprofile möglich.
Die Erfindung ist unabhängig von der Form des Bodens und/oder des Inhaltes der Flasche anwendbar.
Beispielsweise liegt bei einer Flasche für 1 Liter, die in den Figuren dargestellt ist, das Gewicht des Bodens bei 3,4 g bei einer Widerstandsfähigkeit gegen vertikal wirkende Belastung von 69 daN im Vergleich zu 5 g bei 50 daN gemäß dem Stand der Technik.
Diese Ergebnisse sind durch einen verhältnismäßig großen Streckungsgrad des Materiales während des Schrittes des Blasens in einer Vorform in einer Art und Weise möglich geworden, die sehr kurze Zykluszeiten gestattet (mehr als 1.500 Flaschen/h). Der auf die Oberfläche bezogene Streckungsgrad ist größer oder gleich 12 und vorzugsweise im Bereich von 15.
Weiterhin wird ein geeignetes Werkzeug eingesetzt, nämlich ein Werkzeug, dessen Boden eine komplementäre Gestalt zu der des Bodens der auszubildenden Flasche aufweist und daher über Rippen verfügt, die mit den scharfen Graten in Eingriff sind, was dem üblichen Vorgehen in diesem Bereich der Technik vollständig zuwiderläuft. Der Boden des Werkzeuges kann zu Zwecken einer wirkungsvollen Abkühlung ebenso aus einem die Wärme sehr gut leitenden Material sein.

Claims

Kunststoffflasche, die durch Blasen aus einer Vorform erhalten ist, welche wiederum zuvor durch Spritzgießen bereitgestellt wurde, und die im wesentlichen aus einem rohrartigen, beispielsweise zylindrischen, am Boden (1) der Flasche (3) zusammengeführten Körper zusammengesetzt ist, wobei der Boden ein flaches Grundteil und gegebenenfalls Versteifungsrippen aufweist, die sternförmig in Richtung des Injektionspunktes (5) ausgerichtet sind, der in einer mittigen Vertiefung des Bodens (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden in seiner Gesamtheit zweifach gereckt ist und dass – zum einen die mittige Vertiefung die Gestalt eines Kraters mit einer seitlichen Wand in Gestalt in etwa eines Kegelstumpfes mit einem Scheitelwinkel zwischen 20° und 45°, einen oberen, in etwa kreisförmigen zentralen Bereich, in dem sich der Injektionspunkt befindet, und eine den Bereich umgebende ringförmige Rinne aufweist, – und zum anderen dass wenigstens ein Teil der Rippen in der seitlichen Wand des Kraters mündet.
Flasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden ein jedem Punkt eine Dicke von weniger als 1 mm aufweist.
Flasche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das der Scheitelwinkel des Kraters in etwa 40° beträgt.
Flasche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere mittige Bereich einen Durchmesser aufweist, der in etwa gleich dem der Blaspfeife ist.
Flasche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Rippen wenigstens einen scharfen Grat aufweist.
Flasche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen ein Profil mit einem Scheitelwinkel zwischen 50° und 75° aufweisen.
Flasche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen ein Profil mit einem Scheitelwinkel von 70° aufweist.
Flasche nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil dreieckig ist.
Verfahren zum Herstellen einer Kunststoffflasche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das im wesentlichen einen Schritt des Spritzgießens einer Vorform, anschließend einen Schritt des Blasens der Vorform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reckgrad des Materials während des Schrittes des Blasens wenigstens gleich 12 ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reckgrad bei dem Schritt des Blasens etwa 15 ist.
Werkzeug zum Herstellen einer Kunststoffflasche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Werkzeuges eine Form aufweist, die zu der des Bodens der Flasche gemäß wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8 komplementär ist.
Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Boden aus einem sehr gut wärmeleitenden Material ausgeführt ist.