DE69002412T2 - Verfahren zum Herstellen von mit einer heissen Flüssigkeit zu füllenden Behältern aus Polyethylenterephthalat. - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von mit einer heissen Flüssigkeit zu füllenden Behältern aus Polyethylenterephthalat.

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DE69002412T2
DE69002412T2 DE90470041T DE69002412T DE69002412T2 DE 69002412 T2 DE69002412 T2 DE 69002412T2 DE 90470041 T DE90470041 T DE 90470041T DE 69002412 T DE69002412 T DE 69002412T DE 69002412 T2 DE69002412 T2 DE 69002412T2
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Polyethylenterephthalat (PET), ausgehend von vorgeformten hohlen Formteilen mit einem offenen Ende, die beim Gebrauch relativ starken thermischen Belastungen, wie sie beim Füllen der Behälter mit einer heißen Flüssigkeit auftreten können, ohne merkliche Verformung standhalten können.
  • Auf dem Verpackungsgebiet werden derzeit Behälter aus biorientiertem PET in erheblichem Umfang zur Aufbewahrung von gashaltigen oder gasfreien Getränken, Säften und Soßen verwendet. Der Grund liegt darin, daß biorientiertes PET eine hohe mechanische Festigkeit, ein gefälliges Aussehen, eine hohe chemische Trägheit (Inertanz) gegenüber in den Behältern enthaltenen Produkten aufweist und daß es eine wirksame Sperre gegenüber in den Flüssigkeiten enthaltenes Gas und gegenüber Luftsauerstoff (Konservierung der in den Behältern enthaltenen Produkte ohne Oxidation) darstellt.
  • Bekanntlich unterliegen Behälter aus biorientiertem PET, die durch Ziehen und Blasen aus einem vorgeformten Formteil, das auf die zur Biorientierung von PET erforderliche Temperatur gebracht worden ist, wenn sie auf eine höhere Temperatur als die Glasübergangstemperatur (Tg) von PET gebracht werden, einer erheblichen Schrumpfung, die sie zur Heißbefüllung ungeeignet macht.
  • Diese Schrumpfung ist eine Folge davon, daß die inneren Spannungen, die bei der Biorientierung (Ziehen in Längsrichtung und Aufblasen, das eine Querdehnung bewirkt) erzeugt werden, freigesetzt werden, wenn der Behälter auf eine höhere Temperatur als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Materials gebracht wird.
  • In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß die thermische Stabilität von Behältern aus biorientiertem PET, die durch Ziehen und Blasen erzeugt wurden, erheblich durch eine thermische Behandlung gesteigert wird, die als Thermofixation bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird ein Formteil, das bis auf eine Temperatur vorgewärmt ist, die zur Ausrichtung (Orientierung) geeignet ist, in einer Blasform biaxial gezogen, um einen Behälter zu formen.
  • Anschließend wird letzterer, wenn er noch mit den Wänden des Blaswerkzeugs in Berührung steht, während einer bestimmten Zeit auf eine sehr viel höhere Temperatur gebracht, so daß er einer Thermofixation unterzogen wird.
  • Schließlich wird der Behälter, während er unter Druck gehalten wird, um einer thermischen Schrumpfung standzuhalten, bis auf eine Temperatur abgekühlt, bei der er seine Form beibehält, wenn er nicht unter Druck steht. Nach zahlreichen Veröffentlichungen, die die Thermofixation behandeln, liegen die Temperaturen, die für diese thermische Behandlung geeignet sind, zwischen 140 und 250ºC.
  • Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird ein Formteil, das bis auf eine zur biaxialen Orientierung geeignete Temperatur erwärmt wurde, in einem warmen Formwerkzeug aufgeblasen und mit den Wänden des Formwerkzeugs in Berührung gehalten. Die Temperatur der Wände kann um etwa 40ºC höher als die zur Ausrichtung erforderliche Mindesttemperatur sein. Bei einer ersten Ausführungsart wird der sich durch das Formen ergebende Behälter langsam abgekühlt, indem seine Temperatur um 10 bis 30ºC durch Einführung eines Kühlfluids in das Innere des Behälters gesenkt wird. Danach wird der abgekühlte Behälter aus der Blasform entfernt. Bei einer zweiten Ausführungsart läßt man den geformten Behälter sich frei im Inneren des Formwerkzeugs zusammenziehen, indem man eine teilweise oder vollständige Entspannung des Blasfluids bewirkt, und dann wird er erneut in der gleichen warmen Form oder in einer anderen abgekühlten Form aufgeblasen. Anschließend wird der Behälter aus dem Formwerkzeug entfernt. Bei diesen Ausführungsbeispielen dieses Verfahrens erfolgt das Ziehen und Blasen der Formteile aus Polyethylenterephthalat (PET) bei 95ºC in einem warmen Formwerkzeug, dessen Temperatur, die stets höher als die Temperatur der Formteile ist, zwischen 110 und 140ºC liegt. Die Dauer der Berührung des geformten Behälters mit den Wänden des warmen Formwerkzeugs liegt in der Größenordnung von 10 Sekunden.
  • Diese bekannten Verfahren sind nachteilig hinsichtlich beispielsweise der Benutzung von Formwerkzeugen mit hoher Temperatur (bis zu 250ºC), der erheblichen Verweilzeiten in der Blasform, der Benutzung mehrerer Werkzeuge nacheinander und der Benutzung von kostspieligen Kühlfluiden. Diese Verfahren sind daher schwierig in industriellem Maßstab durchzuführen und ermöglichen nur geringe Taktzeiten bei der Behälterfertigung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, das eine industrielle Fertigung von Behältern aus PET, die ohne nennenswerte Verformung hitzebeständig sind, ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Polyethylenterephthalat (PET), ausgehend von vorgeformten hohlen Formteilen mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende, die fähig sind, relativ starken thermischen Belastungen, wie sie beim Füllen mit einer heißen Flüssigkeit auftreten, ohne merkliche Verformung standzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander folgende Maßnahmen angewandt werden:
  • a) ein Formteil aus amorphem PET wird in der Weise erwärmt, daß es eine Temperatur von 120 bis 140ºC annimmt, bei der eine Längsdehnung und eine Querdehnung keine Spannung in dem Behältermaterial hervorruft, wobei der Hals des Formteils, der bereits seine endgültige Form und seine endgültigen Abmessungen aufweist, nicht erwärmt wird;
  • b) das gesamte Formteil wird in einem Formwerkzeug angeordnet, dessen Wände, die den Formungshohlraum bilden, erwärmt sind und auf einer niedrigeren Temperatur als der Körper des Formteils gehalten werden;
  • c) das Formteil wird in Längsrichtung gezogen, und zwar mit einer Ziehgeschwindigkeit, die etwas geringer als 500 mm/s und so eingestellt ist, daß in dem Material so wenig wie möglich Spannungen hervorgerufen werden, und gleichzeitig wird es durch Aufblasen mittels eines gasförmigen Druckfluids, im allgemeinen Luft, so ausgedehnt, daß es sich der Form des Formungshohlraums zur Bildung eines Behälters anpaßt;
  • d) aus dem geformten Behälter wird das gasförmige Druckfluid rasch evakuiert;
  • e) und schließlich wird der fertige Behälter aus dem Formwerkzeug entfernt.
  • Weitere Charakteristiken und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung der Zeichnungen, in denen die Fig. 1, 2 und 3 Kurven zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des Blasdrucks von der Zeit bei drei Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen.
  • Wie bereits dargelegt wurde, unterliegen aus gesättigten biorientierten Polyesterharzen hergestellte Behälter einer erheblichen Schrumpfung, wenn sie auf eine Temperatur gebracht werden, die höher als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Harzes liegt. Diese Schrumpfung ergibt sich dadurch, daß die inneren Spannungen, die in dem Polyesterharz bei seiner Biorientierung erzeugt werden, freigegeben werden, wenn die Behälter auf eine Temperatur gebracht werden, die höher als Tg ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Tatsache, daß die Biorientierung des Materials der Behälter bei ihrer Herstellung aus vorgefertigten Teilen, d.h. Formteilen, vermieden wird. So werden praktisch keine internen Spannungen aufgrund einer Schrumpfung erzeugt. Infolgedessen unterliegen die nach diesem Verfahren hergestellten Behälter keiner nennenswerten Verformung, wenn sie auf eine oberhalb von Tg liegende Temperatur gebracht werden, insbesondere beim Füllen mit einer Flüssigkeit, die eine Temperatur von 85ºC erreicht oder sogar überschreitet.
  • Um eine Biorientierung in dem Behältermaterial zu vermeiden, werden die folgenden Maßnahmen ergriffen:
  • a) Man bewirkt ein Ziehen in Längsrichtung (Längsdehnung) und ein Aufblasen von vorgeformten Formteilen, die auf eine so hohe Temperatur gebracht wurden, daß diese beiden Maßnahmen weder eine Biorientierung noch Spannungen in dem Behältermaterial verursachen.
  • b) Bei der Verformung durch das Ziehen und Aufblasen der Formteile zu einem Behälter wird eine verhältnismäßig geringe Doppeldehnung (Produkt aus der Längsdehnung und der beim Aufblasen bewirkten Querdehnung) bewirkt.
  • c) Die Geschwindigkeit der Längsdehnung beziehungsweise des Ziehens in Längsrichtung wird so gewählt, daß so wenig wie möglich Spannungen im Material bei der Formung entstehen.
  • Genauer gesagt, werden bei einem gesättigten Polyesterharz wie PET die nachfolgenden Werte gewählt:
  • Die Körper der Formteile, mit Ausnahme ihrer Hälse, die bereits an ihre endgültigen Formen und Abmessungen angepaßt sind, werden rasch mittels eines Infrarotstrahlungsofens auf eine zwischen 120 und 140ºC liegende Temperatur gebracht, wobei die Erwärmungsdauer weniger als eine Minute, vorzugsweise etwa 40 Sekunden, beträgt.
  • Damit ferner die Temperatur des Formteilmaterials beim Ziehen und Blasen nicht zu weit abfällt, werden die Wände des Hohlraums der Blasform auf einer Temperatur zwischen 70 und 120ºC gehalten. Die Temperatur der Wände des Hohlraums des Formwerkzeugs wird ferner so geregelt, daß sie stets niedriger als die Temperatur des Materials des in dem erwähnten Hohlraum eingeschlossenen Formteils ist.
  • So wird beim Formen verhindert, daß das Behältermaterial sich unter die Glasübergangstemperatur Tg abkühlt.
  • Es ist noch zu präzisieren, daß der mittlere Teil des Bodens des Formwerkzeugs, der mit dem dickeren Teil des Behälters in Berührung steht, auf eine Temperatur zwischen 10 und 50ºC abgekühlt wird und daß derjenige Teil der Wände des Hohlraums des Formwerkzeugs, der der Verbindungszone zwischen der Schulter des Behälters und seinem Hals entspricht, ebenfalls abgekühlt werden kann (10 bis 50ºC).
  • Das Maß der Doppeldehnung liegt zwischen 10 und 9, was niedrig ist im Vergleich zu dem Maß der Dehnung, die gewöhnlich bei PET angewand wird (10 bis 13).
  • Die Ziehgeschwindigkeit in Längsrichtung ist niedriger als 500 mm/s, was niedriger als die gewöhnlich angewandten Werte (von 650 bis 850 mm/s) ist.
  • Nachstehend wird das Formen eines Behälters aus einem Formteil beschrieben.
  • Ein auf eine Temperatur zwischen 120 und 140ºC vorgewärmtes Formteil wird in dem Hohlraum eines Formwerkzeugs angeordnet und durch seinen Hals an Ort und Stelle gehalten. Die Wände des Hohlraums des Formwerkzeugs werden auf einer Temperatur zwischen 70 und 120ºC gehalten, die niedriger als die des Formteils ist.
  • Bei der erste Ausführungsart (siehe Fig. 1) wird eine Ziehstange durch den Hals des Formteils eingeführt und in Richtung seiner Längsachse verschoben, um den Körper des Formteils in Längsrichtung zu ziehen. Die Verschiebung der Ziehstange wird so lange fortgesetzt, bis das geschlossene Ende des Formteils mit dem Boden des Hohlraums des Formwerkzeugs in Berührung steht. Beim Ziehen wird gleichzeitig Druckluft in das Formteil geblasen, um das Behältermaterial mit dem Hohlraum des Formwerkzeugs in Berührung zu bringen, so daß es sich an dessen Form anpaßt. Am Ende des Blasvorgangs liegt der Druck im Inneren des geformten Behälters zwischen 20 und 40 bar. Dieser Druck hängt von der mehr oder weniger großen Kompliziertheit der Form des herzustellenden Behälters ab.
  • Anschließend wird die Blasluft rasch evakuiert, indem der Behälter der Atmosphäre ausgesetzt wird, so daß der restliche Druck im Inneren des Behälters zwischen 0 und 6 bar liegt.
  • Dann wird erneut Druckluft in den in dem Hohlraum des Formwerkzeugs angeordneten Behälter geblasen, wobei der Druck am Ende des zweiten Blasvorgangs zwischen 20 und 40 bar liegt.
  • Schließlich wir die Luft des zweiten Blasvorgangs, die in dem Behälter enthalten ist, rasch evakuiert, indem er der Atmosphäre ausgesetzt wird, um seinen Innendruck auf den Atmosphärendruck zu verringern, und dann wird der fertige Behälter aus der Blasform entfernt. Beim Entformen des Behälters liegt seine Temperatur zwischen 70 und 80ºC, wobei das rasche Entspannen der im Behälter enthaltenen Druckluft seine Abkühlung im Inneren sicherstellt.
  • Die zur Bildung eines Behälters aus einem Formteil erforderliche Verweilzeit im Formwerkzeug liegt zwischen 4 und 5,5 Sekunden.
  • Nach einer zweiten Ausführungsart des Verfahrens (siehe Fig. 2) wird das Ziehen auf die gleiche Weise wie zuvor bewirkt, während sich das Aufblasen in der nachstehend beschriebenen Weise vollzieht. Gleichzeitig mit dem Ziehen wird Druckluft in der Weise in das Formteil geblasen, daß das Behältermaterial gegen die Wand des Hohlraums des Formwerkzeugs gedrückt wird und sich seiner Form anpaßt. Am Ende des Blasvorgangs liegt der Druck im Inneren des geformten Behälters zwischen 20 und 40 bar. Der geformte Behälter, der im Formwerkzeug angeordnet ist, wird dann auf Atmosphärendruck gebracht, und zwar mittels der Ziehstange, die hohl ist, so daß die Druckluft sich fortgesetzt in dem Behälter über eine Blasdüse entspannt. Auf diese Weise wird im Innenraum des geformten Behälters eine Luftströmung erzeugt, indem dieses einfach unter Überdruck (15 bis 30 bar) gegenüber dem Atmosphärendruck gehalten wird. Dann wird die Luftströmung angehalten und die im Behälter enthaltene Luft rasch evakuiert. Schließlich wird der fertige Behälter entformt.
  • Sowohl die Luftströmung als auch das endgültige Entspannen der im Behälter enthaltenen Druckluft kühlen den Behälter ab, der beim Entformen eine Temperatur von 70 bis 80ºC aufweist.
  • Die zur Herstellung eines Behälters aus einem Formteil erforderliche Verweilzeit im Formwerkzeug liegt zwischen 4 und 5,5 Sekunden.
  • Bei einer dritten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens (siehe Fig. 3) werden das Ziehen und Blasen auf die gleiche Weise wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsart bewirkt. Am Ende des zweiten Blasvorgangs, in dessen Verlauf der endgültige Druck zwischen 20 bis 40 bar liegt, wird der im Formwerkzeug angeordnete Behälter jedoch auf Atmosphärendruck gebracht, und zwar mittels der Ziehstange, die hohl ist, so daß die Druckluft fortgesetzt durch eine Blasdüse in dem Behälter entspannt wird.
  • Auf diese Weise wird im Inneren des geformten Behälters eine Luftströmung erzeugt, in dem dieses auf Überdruck (15 bis 30 bar) gegenüber Atmosphärendruck gehalten wird. Dann wird die Luftströmung angehalten und der Druck im Behälter durch Evakuierung der Luft bis auf Atmosphärendruck rasch verringert. Schließlich wird der fertige Behälter entformt.
  • Hier liegt die zur Herstellung eines Behälters aus einem vorgeformten Formteil erforderliche Verweilzeit im Formwerkzeug ebenfalls zwischen 4 und 5,5 Sekunden.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie eine Herstellung von Behältern aus Polyethylenterephthalat in industriellem Arbeitstakt gestattet, wobei die Behälter mit heißer Flüssigkeit, deren Temperatur 85ºC und etwas darüber (87ºC) erreicht, gefüllt werden können, ohne sich nennenswert zu verformen. Die zur Herstellung eines Behälters aus einem Formteil erforderliche Verweilzeit in dem Formwerkzeug liegt zwischen etwa 4 und 5,5 Sekunden, was vergleichbar mit einer Verweilzeit von 2 bis 3 Sekunden für die Herstellung von Behältern ist, die mit kalter Flüssigkeit gefüllt werden sollen.
  • Nachstehend sind verschiedene Beispiele zur Veranschaulichung der verschiedenen Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. Es werden Flaschen mit einem Volumen von 1,5 Litern und einem Gewicht von 57 Gramm aus Formteilen hergestellt, die aus amorphem PET im Spritzverfahren hergestellt worden sind. Das verwendete PET wird von AKZO hergestellt und unter der Nummer DO2.300 vertrieben und hat eine spezifische Viskosität von 0,75 dl/g.
  • Die Formteile werden in einem Infrarotstrahlungsofen auf 130ºC erwärmt. Anschließend werden sie in ein Formwerkzeug transferiert, dessen Formungshohlraumwände auf einer Temperatur zwischen 105 und 110ºC gehalten werden, und bei 125ºC aufgeblasen.
  • Die Ziehgeschwindigkeit in Längsrichtung beträgt 360 mm/s.
  • Beim Ziehen und Aufblasen unterliegt das Material einer Längsdehnung von 2,21 und einer Querdehnung von 3,61, was einer Gesamtdehnung von 7,98 entspricht.
  • In einer ersten Versuchsserie, bei der die erste Ausführungsart des vor stehend beschriebenen Verfahrens angewandt wurde, wurden die Formteile mittels der Ziehstange gezogen und durch Druckluft aufgeblasen. Der Druck betrug 39 bar nach 1,10 Sekunden. Das gezogene Material wurde mit den erwärmten Wänden des Formungshohlraums für 0,64 s unter dem Druck von 39 bar in Berührung gehalten. Danach wurde der Behälter der Atmosphäre ausgesetzt und der Druck in 0,58 s von 39 bar auf 6 bar gesenkt. Dann wurde erneut Druckluft in den Behälter geblasen, wobei der Druck in 0,88 s von 6 auf 39 bar gesteigert und der Druck von 39 bar während 1,05 s aufrechterhalten wurde. Der Behälter wurde anschließend der Atmosphäre ausgesetzt und der Druck in 0,6 s auf Atmosphärendruck abgesenkt. Dann wurde der Behälter entformt.
  • Die Herstellung des Behälters aus Formteilen durch "zweifaches Blasen" dauerte insgesamt 4,84 s.
  • In einer zweiten Versuchsreihe, bei der die zweite Ausführungsart des beschriebenen Verfahrens angewandt wurde, wurden die Formteile durch die Ziehstange gezogen und mittels Druckluft aufgeblasen. Der Druck betrug 38,5 bar nach 1,23 s. Das gezogene Material wurde mit den erwärmten Wänden des Formungshohlraums während 1,06 s unter dem Druck von 38,5 bar in Berührung gehalten. Dann wurde der Behälter der Atmosphäre ausgesetzt, so daß die Druckluft sich im Behälter entspannte und im inneren des Behälters eine Luftströmung unter Druck oder Spülung ausbildete. Im Verlauf der Spülung beziehungsweise Ausspülung, die 1,5 s dauerte, nahm der Druck von 38,5 bar auf 25 bar ab. Danach wurde die Entspannung der Luft angehalten, wobei der Druck von 25 bar in 0,45 s auf Atmosphärendruck abnahm. Schließlich wurde der Behälter entformt.
  • Der Zyklus der Herstellung von Behältern aus Formteilen durch "einfaches Blasen mit Spülung" dauerte insgesamt 4,24 Sekunden.
  • In eine Dritten Versuchsreihe, bei der die dritte Ausführungsart des zuvor beschriebenen Verfahrens angewandt wurde, wurden die Formteile durch die Ziehstange gezogen und mittels Druckluft aufgeblasen. Der Druck betrug nach 1,10 Sekunden 39 bar. Das gezogene Material wurde mit den erwärmten Wänden des Formungshohlraums während 0,64 s unter dem Druck von 39 bar in Berührung gehalten. Der Behälter wurde dann der Atmosphäre ausgesetzt und der Druck in 0,58 s von 39 bar auf 6 bar verringert. Dann wurde erneut Druckluft in den Behälter geblasen, wobei der Druck in 0,88 s von 6 auf 39 bar gesteigert und während 1,05 s auf 39 bar gehalten wurde. Dann wurde der Behälter wieder der Atmosphäre ausgesetzt, so daß der Luftdruck in dem Behälter abnahm und dabei im Behälter eine Druckluftströmung oder Spülung erfolgte. Im Verlauf der Spülung, die 0,68 s dauerte, nahm der Druck von 39 auf 29 bar ab. Anschließend wurde die Entspannung der Spülluft angehalten, und der Druck nahm in 0,5 s von 29 bar auf Atmosphärendruck ab. Danach wurde der Behälter entformt.
  • Der Zyklus der Herstellung von Behältern aus Formteilen durch "zweifaches Aufblasen mit Spülung" dauerte insgesamt 4,74 s.
  • Die Eigenschaften der nach den drei Arten des Aufblasens hergestellten Flaschen sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt. TABELLE I Zweifaches Aufblasen Einfaches Aufblasen mit Spülung Zweifaches Aufblasen mit Spülung Aussehen Volumenschrumpfung nach Füllung bei 85 bis 87ºC (in % im Verhältnis zum Anfangsvolumen) Durchmesserabnahme des Flaschenkörpers nach Füllung bei 85 bis 87ºC (in %) Höhenabnahme der Flasche nach Füllung bei 85 bis 87ºC (in %) transparent
  • Zur Veranschaulichung der Wichtigkeit der Temperatur der Formteile und der Temperatur der Wände des Formungshohlraums beim Ziehen und Blasen ist eine vierte und fünfte Versuchsreihe durchgeführt worden.
  • Die Formteile wurden in einem Infrarotstrahlungsofen auf 100ºC erwärmt und bei 90ºC (anstelle von 125ºC) in einem Formungshohlraum, dessen Wände auf einer Temperatur von 118 bis 120ºC (anstelle von 105 bis 110ºC) gehalten wurden, aufgeblasen. Bei diesen Versuchsreihen lag die Temperatur der Wände des Formungshohlraums höher als die der Formteile, im Gegensatz zu den vorherigen Versuchsreihen.
  • Ansonsten waren die übrigen Parameter unverändert: das Gewicht und die Form der Formteile und der Behälter, das Material, die Ziehgeschwindigkeit und die Dauer des Herstellungszyklus.
  • Die Eigenschaften der in der dritten und fünften Versuchsreihe hergestellten Flaschen sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben: TABELLE II Zweifaches Aufblasen Einfaches Aufblasen mit Spülung Aussehen Volumenschrumpfung nach Füllung bei 85 bis 87ºC (in % im Verhältnis zum Anfangsvolumen) Durchmesserabnahme des Flaschenkörpers nach Füllung bei 85 bis 87ºC (in %) Höhenabnahme der Flasche nach Füllung bei 85 bis 87ºC (in %) transparent
  • Wie die Tabellen I und II zeigen, ist der Einfluß der Temperatur der jeweiligen Formteile und der Wände des Formungshohlraums zur Herstellung von Flaschen mit geringer Verformung beim Füllen mit einer heißen Flüssigkeit entscheidend.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Polyethylenterephthalat (PET), ausgehend von vorgeformten hohlen Formteilen mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende, die relativ starken thermischen Belastungen, wie sie beim Füllen mit einer heißen Flüssigkeit auftreten, ohne merkliche Verformung standhalten können, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander folgende Maßnahmen angewandt werden:
a) ein Formteil aus amorphem PET wird in der Weise erwärmt, daß es eine Temperatur von 120º bis 140ºC annimmt, bei der eine Längsdehnung und eine Querdehnung keine Spannung in dem Behältermaterial hervorruft, wobei der Hals des Formteils, der bereits seine endgültige Form und seine endgültigen Abmessungen aufweist, nicht erwärmt wird;
b) das gesamte Formteil wird in einem Formwerkzeug angeordnet, dessen Wände, die den Formungshohlraum bilden, erwärmt sind und auf einer niedrigeren Temperatur als der Körper des Formteils gehalten werden;
c) das Formteil wird in Längsrichtung gezogen, und zwar mit einer Ziehgeschwindigkeit, die etwas geringer als 500 mm/s und so eingestellt ist, daß in dem Material so wenig wie möglich Spannungen hervorgerufen werden, und gleichzeitig wird es durch Aufblasen mittels eines gasförmigen Druckfluids, im allgemeinen Luft, so ausgedehnt, daß es sich der Form des Formungshohlraums zur Bildung eines Behälters anpaßt;
d) aus dem geformten Behälter wird das gasförmige Druckfluid rasch evakuiert;
e) und schließlich wird der fertige Behälter aus dem Formwerkzeug entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Erwärmung des Körpers des Formteils weniger als eine Minute und vorzugsweise etwa 40 Sekunden beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Formungshohlraums auf einer Temperatur gehalten werden, die zwischen 70 und 120ºC liegt und ständig niedriger als die des Körpers des Formteils ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme c) das Maß der Doppeldehnung, die zur Umformung des Formteils in den Behälter bewirkt wird, zwischen 7 und 9 liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme c) Druckluft in das Formteil geblasen wird, deren Druck am Ende des Blasens zwischen 20 und 40 bar liegt, daß anschließend die Blasluft so rasch evakuiert wird, daß der Restdruck im Inneren des geformten Behälters zwischen 0 bis 6 bar liegt, daß dann erneut Druckluft in der Weise eingeblasen wird, daß der Druck am Ende des zweiten Blasvorgangs zwischen 20 bis 40 bar liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme c) Druckluft in das Formteil geblasen wird, deren Druck am Ende des Blasens zwischen 20 und 40 bar liegt, daß dann eine Druckluftströmung im Inneren des geformten Behälters mit einem Druck von 5 bis 30 bar ausgebildet wird und daß schließlich diese Luftströmung angehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme c) Druckluft in das Formteil geblasen wird, deren Druck am Ende des Blasens zwischen 20 bis 40 bar liegt, daß die Blasluft dann so rasch evakuiert wird, daß der Restdruck im Inneren des geformten Behälters zwischen 0 und 6 bar liegt, daß anschließend die Druckluft erneut mit einem Druck eingeblasen wird, der am Ende des zweiten Blasvorgangs zwischen 20 und 40 bar liegt, daß dann eine Druckluftströmung im Inneren des geformten Behälters mit einem Druck von 15 bis 30 bar ausgebildet wird und daß schließlich die Luftströmung angehalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit in dem Formungshohlraum, die erforderlich ist, um einen geformten Behälter aus einem Formteil zu erhalten, zwischen 4 und 5,5 Sekunden liegt.
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