EP0868282A2 - Verfahren zur herstellung von behältern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von behältern

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EP0868282A2
EP0868282A2 EP96945887A EP96945887A EP0868282A2 EP 0868282 A2 EP0868282 A2 EP 0868282A2 EP 96945887 A EP96945887 A EP 96945887A EP 96945887 A EP96945887 A EP 96945887A EP 0868282 A2 EP0868282 A2 EP 0868282A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
preform
container
value
temperature
blowing phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP96945887A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS Corpoplast GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7779040&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0868282(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by KHS Corpoplast GmbH filed Critical KHS Corpoplast GmbH
Publication of EP0868282A2 publication Critical patent/EP0868282A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/004—Semi-crystalline

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of containers, in which a heated preform made of a thermoplastic material is stretched and inflated with the aid of a pressurized gas and in which the inflation process is carried out in a pre-blowing phase with a gas of a lower pressure level and in a subsequent main blowing phase is subdivided with a gas of a higher pressure level.
  • a preform with a step-wise changed wall thickness is known from EP-OS 0 379 264.
  • the outer boundary of the preform wall runs essentially parallel to a longitudinal axis and the inner wall is thickened in a step-like manner in an area facing the floor.
  • a preform with a substantially uniform wall thickness in the direction of its longitudinal extension is described in DE-OS 40 33 531.
  • a special variant for heating a preform with approximately uniform wall thickness is described in DE-OS 42 23 933.
  • Containers which are produced from such preforms can have different properties and uses. Both disposable containers and refillable containers are known. In addition, containers are known which can also withstand elevated temperatures during filling or when carrying out washing processes.
  • Such a container can be shaped, for example, by first producing a preform from polyethylene terephthalate (PET) using the injection molding process, heating the preform after intermediate storage and then feeding it to the blowing station.
  • PET polyethylene terephthalate
  • preforms from pipe sections which are closed in the region of one end and provided with a suitable mouthpiece in the region of their other end.
  • the preform has a substantially smaller shape than the container to be produced. Compressed air is therefore applied to the preform within the blowing station in order to form it into the container to be produced.
  • the material is oriented. This means that the thin wall of the container has a very high degree of dimensional stability, which makes the container suitable for a variety of uses.
  • preforms cannot meet all the requirements for a Material distribution in the finished container to be made.
  • the geometry and the temperature of the preform have a significant influence on the material distribution in the blown container.
  • the aim is to have wall thicknesses that are as small as possible, but which nevertheless have high strength due to a very high bidirectional orientation.
  • a uniform wall thickness is sought in the area of the side wall of the container and the aim is to leave as little non-oriented material as possible in the area of the bottom of the container.
  • Non-oriented material which is left in the amorphous state, tends to be susceptible to cracking and thus impairs the resistance of the container.
  • Known methods for improving the barrier properties use, for example, multilayer preforms in which one or more of the layers have special properties for reducing the gas permeability.
  • these multilayer preforms are expensive, on the one hand, and, on the other hand, the possibilities for recycling are greatly reduced by the material combinations.
  • copolymers or to use blends for example composed of PET and PEN.
  • the ratio of the container diameter to the inner diameter of the preform is chosen to be greater than 4.0, that the preform has an average wall thickness of greater than 3 millimeters, that at least at the beginning of the pre-blowing phase a material temperature is to be determined ⁇ rende range of greater than 70 degrees Celsius is provided that the preform at least at the beginning of the preliminary phase in the area to be oriented has an average temperature of its outer surface, the highest equal to an average temperature of the inner
  • the surface of the preform in the area to be oriented is that the duration of the pre-blowing phase is chosen to be less than 1.0 second and that during the pre-blowing phase the preform is expanded to at least 50 percent of the volume intended for the finished blown container .
  • the actual choice of the average wall thickness of the preform is made as a function of the actual container size, in particular as a function of the container volume.
  • the combination of the preform dimensioning selected as a function of the container dimensioning, the choice of temperature relative to the temporal sequence of the expansion process, the temperature distribution in the preform and the temporal coordination of the pre-blowing phase and the main blowing phase relative to the respective volume of an intermediate product mean that End product has significantly improved properties relative to the prior art due to the material properties achieved in order to reduce the gas permeability. Particularly in combination with a suitable choice of material for the thermoplastic material, significant improvements can be achieved.
  • the permeability to carbon dioxide it was determined, for example by measurement, that in a test batch of containers within a period of 10 weeks the loss of carbon dioxide was less than 15 percent of the amount of carbon dioxide contained in the filled liquid.
  • 1 a longitudinal section through a preform
  • 2 shows a longitudinal section through a container designed as a bottle
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of a blow molding station for producing containers from preforms
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a blow mold in which a preform is stretched and expanded
  • a preform (1) consists of a mouth section (2), a support ring (4) separating the mouth section (2) from a neck area (3), and a neck area (3) into a wall section ( 5) overlapping shoulder area (6) and a floor (7).
  • the support ring (4) extends beyond the mouth section (2) to form a longitudinal axis (8).
  • the outer diameter of the preform (1) widens from the neck area (3) in the direction of the wall section (5).
  • the Wall section (5) essentially from the side wall of the container.
  • the bottom (7) is rounded.
  • the mouth section (2) can be provided, for example, with an external thread (12), which enables a screw closure to be placed on the finished container (13).
  • an external thread (12) which enables a screw closure to be placed on the finished container (13).
  • a large number of further designs are also conceivable in order to enable plug-in closures to be attached.
  • the wall section (5) has an inner surface (9) and an outer surface (10).
  • the inner surface (9) delimits a preforming interior (11).
  • the thickness of a preform wall (14) can extend from the neck area (3) in the direction of the wall area (5) with increasing wall thickness.
  • the preform (1) has a preform length (15) in the direction of the longitudinal axis (8).
  • the mouth region (2) and the support ring (4) extend with a common mouth length (16).
  • the neck region (3) has a neck length (17) in the region of the longitudinal axis (8).
  • the preform (3) preferably extends with a constant wall thickness.
  • the preform (1) has a wall thickness (18) in the wall area (5) and a floor thickness (19) can be found in the area of the bottom (7). A further dimensioning of the preform (1) takes place with the aid of an inside diameter (20) and an outside diameter (21), which are measured in the approximately cylindrical wall area (5).
  • the mouth section (2) and the support ring (4) can be found essentially unchanged.
  • the further area of the container (13) is expanded relative to the preform (1) by the biaxial orientation carried out both in the transverse direction and in the longitudinal direction.
  • the container (13) has a container length (22) and a container diameter (23) which, in view of the accuracy to be taken into account, is not to be distinguished below with regard to the concrete inside diameter or outside diameter.
  • the container (13) has a side wall (24) and a container base (25).
  • the container bottom (25) consists of a base ring (26) and a dome (28) which is curved inwards in the direction of a container interior (27).
  • the dome (28) is formed from a dome slope (29) and a center (30).
  • the container (13) has a container mouth length (31) and a container neck length (32), at least the container mouth length (31) generally being equal to the mouth length (16) of the preform (1).
  • Heating the preform (1) before the orientation process is conceivable in different variations.
  • the temperature is only dependent on the length of stay.
  • radiant heaters which are the preform (1) apply infrared or high-frequency radiation. With the help of such radiators it is possible to generate a temperature profile in the area of the preform (1) in the direction of the longitudinal axis (8).
  • such a radiant heater is constructed from a plurality of heating elements which can be controlled independently of one another and which are arranged one above the other in the direction of the longitudinal axis (8), the heating elements in the region of the upper ones in the direction of the mouth section (2) can be controlled more intensively Expansion of the preform (1) in the thickened area of the wall section (5) a higher thermal energy is radiated than in the area of the wall section (5) facing the bottom (7).
  • radiant heaters which can only be controlled uniformly, such a heat profile can also be achieved by arranging the heating elements at different distances in the direction of the longitudinal axis (8).
  • FIG. 3 The basic structure of a device for shaping the preform (1) into the container (13) is shown in FIG. 3 and in FIG. 4.
  • the device for molding the container (13) essentially consists of a blow molding station (33) which is provided with a blow mold (34) into which a preform (1) can be inserted.
  • the preform (1) can be an injection molded part made of polyethylene terephthalate.
  • the blow mold (34) consists of mold halves (35, 36) and a base part (37) which can be lifted ( 38) positionable.
  • the preform (1) can be held in the area of the blowing station (33) by a transport mandrel (39) which passes through a plurality of treatment stations within the device together with the preform (1).
  • a connecting piston (40) is arranged below the transport mandrel (39), which feeds compressed air to the preform (1) and at the same time seals against the transport mandrel (39).
  • a connecting piston (40) is arranged below the transport mandrel (39), which feeds compressed air to the preform (1) and at the same time seals against the transport mandrel (39).
  • the preform (1) is stretched with the help of a stretching rod (41) which is positioned by a cylinder (42).
  • a stretching rod (41) which is positioned by a cylinder (42).
  • the use of curve segments is particularly expedient when a plurality of blowing stations (33) are arranged on a rotating blowing wheel.
  • the use of cylinders (42) is expedient if stationary blowing stations (33) are provided.
  • the stretching system is designed in such a way that a tandem arrangement of two cylinders (42) is provided.
  • the stretching rod (41) is moved from a primary cylinder (43) to the area of the bottom (7) of the preform (1) before the actual stretching process begins.
  • the primary cylinder (43) is extended Stretching rod together with a carriage (44) carrying the primary cylinder (43) from a secondary cylinder (45) positioned.
  • the secondary cylinder (45) in a cam-controlled manner in such a way that a current stretching position is specified by a guide roller (46) which slides along a cam track during the execution of the stretching process.
  • the guide roller (46) is pressed against the guide track by the secondary cylinder (45).
  • the carriage (44) slides along two guide elements (47).
  • FIG. 5 shows the basic structure of a blowing machine which can be used with a rotating heating wheel (52) and a rotating blowing wheel (53).
  • a preform dispenser 54
  • the preforms (1) are transported by transfer wheels (55, 56) into the area of the heating wheel (52).
  • Radiant heaters (57) and blowers (58) are arranged along the heating wheel (52) in order to temper the preforms (1).
  • the preforms (1) After the preforms (1) have been adequately tempered, they are transferred to the heating wheel (52), in whose area the blowing stations (33) are arranged.
  • the finished blown containers (13) are fed from further transfer wheels to an output section (59).
  • thermoplastic material can be used as the thermoplastic material.
  • PET PET, PEN or PP can be used.
  • the preform (1) is dimensioned relative to the container (13) in such a way that a ratio of the container diameter (23) to the inner diameter (20) of the preform (1) of greater than 4.0 is selected.
  • the preform (1) has a wall thickness (18) of greater than 3 millimeters in the wall area (5).
  • the ratio of the container diameter (23) to the inside diameter (20) is preferably greater than 5.0.
  • a range of values from 5.2 to 5.8 has proven to be particularly expedient.
  • the wall thickness (18) in particular dimensioning greater than 4.0 millimeters is intended.
  • An interval in the range from 4 millimeters to 5 millimeters has proven to be particularly advantageous.
  • the specific determination of the wall thickness (18) takes place as a function of the volume of the container (13) to be produced.
  • a temperature of greater than 70 degrees Celsius is provided in the region of the preform (1) to be oriented, at least at the beginning of the orientation process.
  • temperatures greater than 80 degrees Celsius are thought of.
  • Has been particularly advantageous an interval of 85 degrees Celsius to 100 degrees Celsius has been found.
  • the stretching rod (41) is moved into the interior of the preform (11). After the stretching rod (41) has been placed in the region of the bottom (7) of the preform (1), the stretching process begins.
  • a stretching speed of greater than 0.8 meters per second is considered.
  • An interval of 1.0 meter per second to 1.2 meter per second has proven to be particularly advantageous.
  • the preform (1) is expanded during the orientation process by supplying compressed air.
  • the compressed air supply is divided into a pre-blowing phase in which gas is supplied at a low pressure level and a subsequent main blowing phase in which gas is supplied at a higher pressure level.
  • Compressed air with a pressure in the interval from 10 bar to 25 bar is used during the pre-blowing phase and compressed air with a pressure in the interval from 25 bar to 40 bar is fed in during the main blowing phase.
  • the duration of the pre-blowing phase is at most 1.0 second.
  • the container (13) to be produced is expanded to at least 50 percent of its intended final volume. In the case of special shapes of the container (13), pressures above 40 bar can also be appropriate, so that a pressure in the main blowing phase of greater than 25 bar is generally appropriate.
  • a temperature of the blow mold (34) in the range from 150 degrees Celsius to 170 degrees Celsius is provided. A value of approximately 160 degrees Celsius is particularly advantageous.
  • the crystallization temperature is hereby predetermined to be greater than 140 degrees Cel ⁇ iu ⁇ .
  • blow mold (34) it is advisable to temper the blow mold (34) to a value which is above the temperature of the preforms (1).
  • the method described above can also be implemented with a cold blow mold (34).
  • the blow molding station (33) With a form locking device, which avoids a gap formation in the area of the boundary surfaces of the mold halves (35, 36) despite the acting internal pressure during the main blowing phase .
  • the container (13) After completion of the stabilization process, the container (13) has a degree of crystallization of greater than 30 percent. A degree of crystallization of 35 percent to 40 percent is particularly advantageous. This results in both mechanical stretching and thermal crystallization.
  • the temperature in the area of the inner surface (9) is greater than that in the area of the outer surface (10).
  • Adequate temperature control within the Wall of the preform (1) is provided for a compensation time before transfer to the blowing station (33).
  • a period of less than 0.5 seconds is particularly contemplated.
  • a value in the interval from 0.1 second to 0.3 second has proven to be particularly advantageous.
  • FIGS. 6 and 7 Possible shapes for containers (13) which have been produced according to the method described above are indicated in FIGS. 6 and 7. A volume of 0.2 liters to 0.7 liters is provided for this container (13). In particular, it is contemplated to produce the containers (13) by stand rings (26) or feet formed as external curvatures independently.
  • the pressure curve (60) is indicated in a coordinate cross that is formed from a time axis (61) and a pressure axis (62).
  • the time axis (61) is scaled in seconds and the pressure axis (62) in bar.
  • the pre-blowing phase is started about 0.5 seconds after the start of the production cycle.
  • the pre-blowing phase lasts approximately 0.2 to 0.25 seconds.
  • the pressure inside the container (13) to be produced initially rises sharply and then passes through an overlay of the expansion process and of Inflows gradually into the final value.
  • the blow mold (34) is vented.
  • the main blowing phase lasts approximately 1.25 seconds and a period of 0.3 seconds to 0.4 seconds is provided for the ventilation.
  • the method according to the invention can also be used in particular in the production of temperature-stable containers.
  • the process steps for realizing the temperature stabilization are also referred to as heat set processes.
  • the container (13) is expanded in a heatable blow mold (34).
  • a heatable blow mold for example, it is possible to heat the walls, a base insert and a threaded insert of the blow mold (34) separately.
  • the mold temperature is typically 150 ° C to 170 ° C. About 160 ° C. are particularly advantageous.
  • the floor insert is typically tempered at 130 ° C. In this way it can be ensured that milky crystallization of regions of the container bottom which are not oriented or are oriented only inadequately is avoided.

Landscapes

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Abstract

Das Verfahren dient zur Herstellung von Behältern (13). Zur Formung des Behälters (13) wird ein erwärmter Vorformling (1) aus einem thermoplastischen Material gereckt und mit Hilfe eines unter Druck stehenden Gases aufgeblasen. Der Aufblasvorgang wird in eine Vorblasphase mit einem Gas eines niedrigeren Druckniveaus und in eine sich anschliessende Hauptblasphase mit einem Gas eines höheren Druckniveaus unterteilt. Das Verhältnis des Behälterdurchmessers (23) zum Innendurchmesser (20) des Vorformlings (1) wird grösser als 4,0 gewählt. Der Vorformling (1) weist eine mittlere Wanddicke (18) von grösser als 3 Millimeter auf und zumindest zu Beginn der Vorblasphase wird eine Materialtemperatur im zu orientierenden Bereich von grösser als 70 Grad Celsius vorgesehen. Der Vorformling (1) wird zumindest zum Beginn der Vorblasphase im zu orientierenden Bereich im Bereich seiner äusseren Oberfläche mit einer Temperatur versehen, die höchstens gleich einer mittleren Temperatur der inneren Oberfläche des Vorformlings im zu orientierenden Bereich ist. Die zeitliche Dauer der Vorblasphase wird geringer als 1,0 Sekunden gewählt. Während der Vorblasphase wird der Vorformling (1) auf mindestens 50 Prozent des für den fertig geblasenen Behälter (13) vorgesehenen Volumens expandiert.

Description

Verfahren zur Herstellung von Behältern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Behältern, bei dem ein erwärmter Vorformling aus einem thermoplastischen Material gereckt und mit Hilfe eines unter Druck stehenden Gases aufgeblasen wird und bei dem der Aufblasvorgang in eine Vorblasphase mit einem Gas eines niedrigeren Druckniveaus und in eine sich anschließende Hauptblasphase mit einem Gas eines höheren Druckniveaus unterteilt wird.
Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der DE-OS 43 40 291 beschrieben. Möglichkeiten zur Steue¬ rung der unterschiedlichen Drücke werden in der DE-OS 41 13 874 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durch¬ führung des Verfahrens wird in der DE-OS 42 12 583 be¬ schrieben. Bei derartigen Verfahren und derartigen Vorrichtungen können in Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungsan¬ forderungen unterschiedlich gestaltete Vorformlinge zu Behältern und insbesondere zu Flaschen umgeformt wer¬ den. Die Konturgebung der Behälter kann in sehr weiten Grenzen variiert werden.
Ein Vorformling mit einer stufenförmig veränderten Wanddicke iεt aus der EP-OS 0 379 264 bekannt. Hier verläuft die äußere Begrenzung der Vorformlingswandung im wesentlichen parallel zu einer Längsachse und die Innenwandung ist in einem dem Boden zugewandten Bereich stufenförmig verdickt. Ein Vorformling mit im wesentli¬ chen gleichmäßiger Wanddicke in Richtung seiner Längs¬ erstreckung wird in der DE-OS 40 33 531 beschrieben. Eine spezielle Variante zur Beheizung eines Vorform- lings mit näherungsweise gleichmäßiger Wandstärke wird in der DE-OS 42 23 933 beschrieben.
Behälter, die aus derartigen Vorformlingen gefertigt werden, können unterschiedliche Eigenschaften und Ver¬ wendungen haben. Bekannt sind sowohl Einwegbehälter als auch wiederbefüllbare Behälter. Darüber hinaus sind Behälter bekannt, die auch erhöhten Temperaturen bei einer Abfüllung beziehungsweise bei der Durchführung von Waschvorgängen widerstehen.
Die Formung eines derartigen Behälters kann beispiels¬ weise so erfolgen, daß zunächst ein Vorformling aus Polyäthylenterephthalat (PET) im Spritzgußverfahren hergestellt wird, nach einer Zwischenlagerung der Vorformling erhitzt und anschließend der Blaεstation zugeführt wird. Eε ist aber auch bekannt, Behälter nach dem Spritz-Blas-Verfahren herzustellen, bei dem ohne Zwischenschaltung einer Erwärmung der Vorformling un¬ mittelbar nach seiner Produktion und nach Erreichen einer ausreichenden Stabilität der Blasstation zuge¬ führt wird. Schließlich ist es auch bekannt, Vorform- linge aus Rohrabschnitten herzustellen, die im Bereich ihres einen Endes verschlossen und im Bereich ihres anderen Endes mit einem geeigneten Mündungsstück verse¬ hen werden.
Geraeinsam ist allen Verfahren, daß der Vorformling eine wesentlich kleinere Gestalt aufweist, als der herzu¬ stellende Behälter. Der Vorformling wird deshalb inner¬ halb der Blasstation mit Druckluft beaufschlagt, um ihn zum herzustellenden Behälter umzuformen. Bei diesem Aufblasvorgang erfolgt zusätzlich zur Verringerung der Wandstärke durch die Oberflächenvergrößerung eine Orientierung des Materials. Dies führt dazu, daß die dünne Wandung des Behälters eine sehr hohe Formstabi¬ lität aufweist, die den Behälter für eine Vielzahl von Verwendungen geeignet macht.
Zur Durchführung des Blasvorganges sind unterschiedli¬ che Verfahren bekannt. Zum einen ist eε möglich, einen einheitlichen Blasdruck zu verwenden, der in den aufzu¬ blasenden Vorformling eingeleitet und nach einer aus¬ reichenden Auεformung aus dem fertiggestellten Behälter gegen einen Umgebungsdruck abgelassen wird. Es iεt ebenfalls bereits bekannt, zunächst eine Voraufweitung des Vorformlings, die diesen bereits relativ weit an die Form des herzustellenden Behälters annähert, mit einem geringeren Druck zuzuführen, und erst die Ausprä¬ gung der feineren Kontur des Behälters mit einem höhe¬ ren Druck vorzunehmen. Auch bei diesem Verfahren wird nach der Fertigung des Behälters die Blasluft gegen einen Umgebungsdruck entlüftet.
Die bislang bekannten Gestaltungen von Vorformlingen können nicht alle Anforderungen erfüllen, die an eine Materialverteilung im fertig hergestellten Behälter gestellt werden. Durch die Geometrie und die Temperie¬ rung des Vorformlings wird wesentlich auf die Material¬ verteilung im geblasenen Behälter Einfluß genommen. Angestrebt werden aus Kostengründen möglichst geringe Wanddicken, die aufgrund einer sehr hohen bidirek¬ tionalen Orientierung aber trotzdem eine hohe Festig¬ keit aufweisen. Darüber hinaus wird eine gleichmäßige Wandstärke im Bereich der Seitenwandung deε Behälterε angestrebt und eε ist daε Ziel, im Bereich des Bodens des Behälters möglichst wenig nichtorientierteε Mate¬ rial zu belassen. Nichtorientierteε Material, das im amorphen Zustand belassen wird, neigt zur Rißanfällig¬ keit und beeinträchtigt damit die Beständigkeit deε Behälters.
Vom technischen Standpunkt nicht erforderliches Mate¬ rial im Bereich deε Bodens hat durch den erforderlichen Materialeinsatz zusätzliche Kosten zur Folge, die bei hohen Produktionszahlen zu erheblichen Summen führen. Andererseits muß aber in dem Bereich des Bodenε des Vorformlings, aus dem gegebenenfalls ein Standring oder Füßchen des geblasenen Behälters gefertigt werden, genug Material vorhanden sein, um bedingt durch die maximal realisierbare Verstreckung die vorgegebene Kon¬ tur auszuprägen.
Die bekannten Verfahrensabläufe zur Temperierung des Vorformlings und zur Durchführung des Aufblas- und Orientierungsprozesses können insbesondere bei der Her¬ stellung von kleinen Flaschen noch nicht alle Anforde¬ rungen erfüllen, die bezüglich einer langandauernden Lagerfähigkeit für in die Behälter abgefüllte Getränke gestellt werden. Bei kleineren Flaschen liegt ein rela¬ tiv ungünstiges Verhältnis von Oberflächengröße zu In¬ nenvolumen vor. Dies führt aufgrund der Materialeigenschaften von vielen thermoplastischen Kunststoffen dazu, daß beispielsweise bei kohlendioxid- haltigen Getränken Kohlendioxid austritt oder Sauer¬ stoff von der Flüssigkeit aufgenommen werden kann. Ebenfalls können Durchlaßeigenschaften für andere Stoffe, beispielsweise für Aromastoffe, vorliegen.
Bekannte Verfahren zur Verbesserung der Barriereeingen- εchaften verwenden beispielsweise mehrschichtige Vorformlinge, bei denen eine oder mehrere der Schichten spezielle Eigenschaften zur Verringerung der Gasper¬ meabilität aufweisen. Diese mehrschichtigen Vorform¬ linge sind jedoch zum einen teuer, zum anderen εind die Möglichkeiten für ein Recycling durch die Materialkom¬ binationen stark vermindert. Ebenfalls ist es bekannt, Copolymere einzusetzen oder Blends, beispielsweise auε PET und PEN, zu verwenden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eε deεhalb, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu ver¬ bessern, daε ohne weεentliche Koεtenεteigerung die Ei¬ genschaften der hergeεtellten Behälter in Bezug auf die Lagerfähigkeit von abgefüllten Produkten verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis des Behälterdurchmessers zum Innendurch¬ messer des Vorformlingε größer als 4,0 gewählt wird, daß der Vorformling eine mittlere Wanddicke von größer als 3 Millimeter aufweist, daß zumindest zu Beginn der Vorblasphase eine Materialtemperatur im zu orientie¬ renden Bereich von größer 70 Grad Celsius vorgesehen ist, daß der Vorformling zumindest zu Beginn der Vor- blaεphaεe im zu orientierenden Bereich eine mittlere Temperatur seiner äußeren Oberfläche aufweist, die höchsten gleich einer mittleren Temperatur der inneren Oberfläche des Vorformlings im zu orientierenden Be¬ reich ist, daß die zeitliche Dauer der Vorblasphase geringer alε 1,0 Sekunde gewählt wird und daß während der Vorblasphase der Vorformling auf mindestens 50 Pro¬ zent des für den fertig geblaεenen Behälter vorgese¬ henen Volumens expandiert wird.
Die tatsächliche Wahl der mittleren Wanddicke deε Vorformlings erfolgt in Abhängigkeit von der konkret vorliegenden Behältergröße, insbesondere in Abhängig¬ keit vom Behältervolumen.
Durch die Kombination der in Abhängigkeit von der Be- hälterdimensionierung gewählten Vorformlingsdimensio- nierung, der Temperaturwahl relativ zum zeitlichen Ab¬ lauf des Expansionsvorganges, der Temperaturverteilung im Vorformling und der zeitlichen Koordinierung von Vorblasphase und Hauptblasphase relativ zum jeweiligen Volumen eines Zwischenproduktes wird erreicht, daß das Endprodukt aufgrund der erzielten Materialeigenschaften relativ zum Stand der Technik deutlich verbesserte Eigenschaften aufweist, um die Gaspermeabilität zu re¬ duzieren. Insbesondere in Kombination mit einer geeig¬ neten Materialauswahl für das thermoplaεtische Material lassen sich signifikante Verbesserungen erreichen. In Bezug auf die Durchläsεigkeit für Kohlendioxid wurde beispielsweise meßtechnisch ermittelt, daß bei einer Versuchscharge an Behältern innerhalb eines Zeitraumes von 10 Wochen der Verlust an Kohlendioxid weniger als 15 Prozent der in der abgefüllten Flüssigkeit ent¬ haltenen Menge an Kohlendioxid betragen hat.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung schematiεch dargeεtellt. Es zeigen:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Vorformling, Fig. 2: einen Längsschnitt durch einen als Flasche ausgebildeten Behälter,
Fig. 3: eine perspektivische Darstellung einer Blas¬ station zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
Fig. 4: ein Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
Fig. 5: eine Skizze zur Veranschaulichung eines grund¬ sätzlichen Aufbaues einer Vorrichtung zur Blaεformung von Behältern,
Fig. 6: eine Seitenanεicht eines geblasenen Behälterε,
Fig. 7: eine Seitenansicht eines anderen Behälterε
u n d
Fig. 8: ein Zeit-Druck-Diagramm zur Veranschaulichung des Druckverlaufeε bei der Behälterherstel¬ lung.
Ein Vorformling (1) besteht entsprechend der Ausfüh¬ rungsform in Fig. 1 auε einem Mündungεabschnitt (2), einem den Mündungsabschnitt (2) von einem Halsbereich (3) trennenden Stützring (4), einem den Halsbereich (3) in einen Wandungsabschnitt (5) überleitenden Schulter¬ bereich (6) sowie einem Boden (7). Der Stützring (4) überkragt den Mündungsabεchnitt (2) guer zu einer Längεachse (8). In der Region des Schulterbereiches (6) erweitert sich der Außendurchmesser des Vorformlings (1) ausgehend vom Halsbereich (3) in Richtung auf den Wandungsabschnitt (5). Bei einem aus dem Vorformling (1) herzustellenden Behälter (13) bildet der Wandungsabschnitt (5) im wesentlichen die Seitenwandung des Behälters aus. Der Boden (7) ist gerundet ausge¬ bildet.
Der Mündungsabschnitt (2) kann beispielsweise mit einem Außengewinde (12) versehen sein, das es ermöglicht, beim fertigen Behälter (13) einen Schraubenverschluß aufzusetzen. Es ist aber ebenfalls möglich, den Mün¬ dungsabεchnitt (2) mit einer Außenwulεt zu versehen, um eine Angriffεflache für einen Kronkorken zu schaffen. Darüber hinauε sind auch eine Vielzahl weiterer Gestal¬ tungen denkbar, um ein Aufsetzen von Steckverschlüssen zu ermöglichen.
Aus der Darstellung in Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Wandungsabschnitt (5) eine Innenfläche (9) sowie eine Außenfläche (10) aufweist. Die Innenfläche (9) begrenzt einen Vorforrαlingsinnenraum (11).
Im Schulterbereich (6) kann sich die Dicke einer Vor¬ formlingswandung (14) auεgehend vom Halsbereich (3) in Richtung auf den Wandungsbereich (5) mit zunehmender Wandstärke erstrecken. In Richtung der Längsachse (8) weist der Vorformling (1) eine Vorformlingslänge (15) auf. In Richtung der Längsachεe (8) erstrecken sich der Mündungsbereich (2) und der Stützring (4) mit einer gemeinsamen Mündungslänge (16). Der Halsbereich (3) weist im Bereich der Längsachse (8) eine Halεlänge (17) auf. Im Halsbereich (3) erstreckt sich der Vorformling (3) vorzugsweise mit konstanter Wanddicke.
Im Wandungsbereich (5) weist der Vorformling (1) eine Wanddicke (18) auf und im Bereich des Bodens (7) ist eine Bodendicke (19) anzutreffen. Eine weitere Dimen¬ sionierung des Vorformlings (1) erfolgt mit Hilfe eineε Innendurchmesεers (20) und eines Außendurchmessers (21), die im annähernd zylinderisch verlaufenden Wan¬ dungsbereich (5) gemessen werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten flaschenförmigen Behäl¬ ter (13) εind im wesentlichen unverändert der Mündungε¬ abschnitt (2) und der Stützring (4) anzutreffen. Der weitere Bereich des Behälterε (13) iεt durch die durch¬ geführte biaxiale Orientierung sowohl in Querrichtung alε auch in Längsrichtung relativ zum Vorformling (1) expandiert. Der Behälter (13) weist hierdurch eine Be¬ hälterlänge (22) und einen Behälterdurchmesser (23) auf, der in Anbetracht der zu berücksichtigenden Ge¬ nauigkeiten im Folgenden nicht bezüglich des konkreten Innendurchmessers beziehungsweiεe Außendurchmeεεerε unterschieden werden soll.
Fig. 2 zeigt unter anderem den Bodenbereich deε blasge¬ formten Behälters (13). Der Behälter (13) weist eine Seitenwandung (24) und einen Behälterboden (25) auf. Der Behälterboden (25) besteht aus einem Standring (26) und einem in Richtung auf einen Behälterinnenraum (27) nach innen gewölbtem Dom (28). Der Dom (28) ist auε einer Domschräge (29) und einem Zentrum (30) ausgebil¬ det.
Der Behälter (13) weist eine Behältermündungslänge (31) und eine Behälterhalslänge (32) auf, wobei zumindest die Behältermündungslänge (31) in der Regel gleich der Mündungεlänge (16) deε Vorformlings (1) ist.
Eine Beheizung des Vorformlings (1) vor dem Orientie¬ rungsvorgang ist in unterschiedlichen Variationen denk¬ bar. Bei einer Verwendung einer tunnelartigen Heiz¬ strecke erfolgt die Temperierung lediglich in Abhängig¬ keit von der Verweildauer. Es iεt jedoch ebenfalls denkbar, Heizstrahler zu verwenden, die den Vorformling (1) mit Infrarot- oder Hochfreguenzstrahlung beauf¬ schlagen. Mit Hilfe derartiger Strahler ist es möglich, ein Temperaturprofil im Bereich des Vorformlings ( 1 ) in Richtung der Längsachse (8) zu erzeugen.
Wird ein derartiger Heizstrahler auε mehreren unabhän¬ gig voneinander ansteuerbaren Heizelementen ausgebil¬ det, die in Richtung der Längsachεe (8) übereinander angeordnet sind, so kann durch eine intensivere An¬ steuerung der Heizelemente im Bereich der in Richtung auf den Mündungsabεchnitt (2) oberen Ausdehnung des Vorformlings (1) im verdickten Bereich des Wandungsab¬ schnittes (5) eine höhere Wärmeenergie eingestrahlt werden, als in dem Bereich deε Wandungsabschnittes (5), der dem Boden (7) zugewandt ist. Bei lediglich gleich¬ mäßig ansteuerbaren Heizstrahlern kann eine derartige Wärmeprofilierung auch durch eine Anordnung der Heiz¬ elemente mit in Richtung der Längsachεe (8) unter¬ schiedlichen Abständen realiεiert werden.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung deε Vorformlings (1) in den Behälter (13) ist in Fig. 3 und in Fig. 4 dargestellt.
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (13) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (33), die mit einer Blasform (34) versehen iεt, in die ein Vorform¬ ling (1) einsetzbar iεt. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegosεenes Teil aus Polyäthylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (34) und zur Ermöglichung eineε Heraus¬ nehmens des fertigen Behälterε besteht die Blaεform (34) auε Formhälften (35,36) und einem Bodenteil (37), das von einer Hubvorrichtung (38) poεitionierbar iεt. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blaεstation (33) von einem Transportdorn (39) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durch¬ läuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispielεweiεe über Zangen oder andere Handhabungsmit¬ tel direkt in die Blasform (34) einzusetzen.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Tranεportdornes (39) ein Anschlußkolben (40) ange¬ ordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (39) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feεte Druckluftzu¬ leitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt mit Hilfe einer Reckstange (41), die von einem Zylinder (42) po¬ sitioniert wird. Grundεätzlich ist es aber auch denk¬ bar, eine mechanische Positionierung der Reckstange (41) über Kurvensegmente durchzuführen, die von Ab¬ griffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kur- venεegmenten ist insbeεondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (33) auf einem rotie¬ renden Blaεrad angeordnet εind. Eine Verwendung von Zylindern (42) ist zweckmäßig, wenn ortsfest angeordne¬ te Blaεεtationen (33) vorgesehen sind.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungεform iεt daε Reckεyεtem derart auεgebildet, daß eine Tandem-Anord¬ nung von zwei Zylindern (42) bereitgeεtellt iεt. Von einem Primärzylinder (43) wird die Reckεtange (41) zu¬ nächεt vor Beginn deε eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich des Bodens (7) deε Vorformlings (1) gefah¬ ren. Während des eigentlichen Reckvorgangeε wird der Primärzylinder (43) mit auεgefahrener Reckεtange ge- meinεam mit einem den Primärzylinder (43) tragenden Schlitten (44) von einem Sekundärzylinder (45) positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Se¬ kundärzylinder (45) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungεrolle (46), die während der Durchführung des Reckvorgangeε an einer Kurvenbahn ent¬ lang gleitet, eine aktuelle Reckpoεition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (46) wird vom Sekundärzylinder (45) gegen die Führungεbahn gedrückt. Der Schlitten (44) gleitet entlang von zwei Führungselementen (47).
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (48,49) angeordneten Formhälften (35,36) erfolgt eine Verriege¬ lung der Träger (48) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (50).
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen des Mündungs- abεchnitteε (2) iεt gemäß Fig. 4 die Verwendung εepara- ter Gewindeeinsätze (51) im Bereich der Blasform (34) vorgesehen.
Fig. 5 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blaεma- schine, die mit einem rotierenden Heizrad (52) sowie einem rotierenden Blaεrad (53) verwenden ist. Ausgehend von einer Vorformlingsauεgabe (54) werden die Vorform¬ linge (1) von Übergaberädern (55,56) in den Bereich des Heizrades (52) transportiert. Entlang des Heizrades (52) εind Heizstrahler (57) sowie Gebläse (58) angeord¬ net, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Heizrad (52) übergeben, in desεen Bereich die Blaεεtationen (33) angeordnet εind. Die fertig ge¬ blasenen Behälter (13) werden von weiteren Übergaberä- dern einer Ausgabestrecke (59) zugeführt.
Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (13) umformen zu können, daß der Behälter (13) Materialei- genεchaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälterε (13) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionie- rungsvorschriften erzielt werden.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind bei¬ spielεweiεe PET, PEN oder PP.
Die Dimenεionierung deε Vorformlings (1) relativ zum Behälter (13) erfolgt derart, daß ein Verhältnis des Behälterdurchmessers (23) zum Innendurchmesser (20) des Vorformlings (1) von größer als 4,0 gewählt wird. Der Vorformling (1) weist im Wandungsbereich (5) eine Wand¬ dicke (18) von größer als 3 Millimeter auf. Vorzugs- weiεe wird daε Verhältniε von Behälterdurchmesser (23) zum Innendurchmesser (20) größer als 5,0 gewählt. Als besonders zweckmäßig hat sich ein Wertebereich von 5,2 bis 5,8 erwiesen. Darüber hinaus ist bezüglich der Wanddicke (18) insbeεondere an eine Dimensionierung größer 4,0 Millimeter gedacht. Als besonders vorteil¬ haft hat sich hier ein Intervall im Bereich von 4 Mil¬ limeter bis 5 Millimeter erwiesen. Die konkrete Fest¬ legung der Wanddicke (18) erfolgt in Abhängigkeit vom Volumen des herzustellenden Behälters (13).
Bezüglich der Temperierung des Vorformlings (1) ist vorgesehen, daß im zu orientierenden Bereich deε Vor¬ formlings (1) zumindest zu Beginn des Orientierungε- vorgangeε eine Temperatur von größer 70 Grad Celsius vorgesehen ist. Inεbeεondere ist an Temperaturen größer 80 Grad Celsius gedacht. Als besonderε vorteilhaft hat sich ein Intervall von 85 Grad Celsius bis 100 Grad Celsiuε erwiesen.
Nach einer Übergabe deε Vorformlings (1) an die Blaε- station (33) wird die Reckεtange (41) in den Vorform- lingsinnenraum (11) eingefahren. Nach einer Anlage der Reckstange (41) im Bereich deε Bodens (7) deε Vorform¬ lings (1) beginnt der Reckvorgang. Bei der Durchführung des Reckvorganges ist an eine Reckgeschwindigkeit von größer als 0,8 Meter pro Sekunde gedacht. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Intervall von 1,0 Meter pro Sekunde bis 1,2 Meter pro Sekunde erwiesen.
Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orien¬ tierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung iεt in eine Vorblasphase, in der Gas mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und wäh¬ rend der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt. Die zeit¬ liche Dauer der Vorblasphase beträgt höchεtens 1,0 Sekunde. Während der Vorblaεphaεe wird der herzu- εtellende Behälter (13) mindeεtenε auf 50 Prozent εeineε vorgesehenen Endvolumens expandiert. Bei εpeziellen Formen deε Behälterε (13) können auch Drücke oberhalb von 40 bar zweckmäßig sein, so daß generell ein Druck in der Hauptblasphase von größer alε 25 bar zweckmäßig ist.
Durch die Kombination der Reckung des Vorformlings (1) in Richtung der Längsachse (8) εowie durch die blas- luftunterεtützte Expanεion guer zur Längεachεe (8) wird ein Verhältniε von Querreckung zu Längεreckung von größer als 1,2 realisiert. Als besonders vorteilhaft hat sich für dieses Verhältnis ein Wert größer alε 1,5 erwiesen.
Zur Durchführung einer Kristallisation des orientierten Materials iεt eine Temperatur der Blasform (34) im Be¬ reich von 150 Grad Celsius bis 170 Grad Celsius vorge¬ sehen. Vorteilhaft ist insbeεondere ein Wert von unge¬ fähr 160 Grad Celsius. Die Kristalliεationstemperatur wird hierdurch auf größer 140 Grad Celεiuε vorgegeben.
Generell iεt es zweckmäßig, die Blasform (34) auf einen Wert zu temperieren, der oberhalb der Temperatur der Vorformlinge (1) liegt. Grundεätzlich läßt εich daε vorstehend beschriebene Verfahren aber auch bei einer kalten Blasform (34) realisieren.
Zur Gewährleistung einer exakten Kontur deε Behälterε (13) ist vorgesehen, die Blasstation (33) mit einer Formzuhaltung zu versehen, die durch eine pneumatische Vorspannung trotz des wirkenden Innendruckeε während der Hauptblasphase eine Spaltbildung im Bereich der Begrenzungsflächen der Formhälften (35,36) vermeidet.
Nach Abεchluß deε Stabiliεierungsverfahrens weiεt der Behälter (13) einen Kriεtallisationsgrad von größer als 30 Prozent auf. Besonderε vorteilhaft iεt ein Kriεtal- liεationεgrad von 35 Prozent biε 40 Prozent. Eε erfolgt εomit sowohl eine mechanische Streckung als auch eine thermiεche Kriεtalliεierung.
Bezüglich der Temperierung deε Vorformlings (1) iεt vorgeεehen, daß die Temperatur im Bereich der Innenflä¬ chen (9) größer alε im Bereich der Außenfläche (10) iεt. Zu einer auεreichenden Temperierung innerhalb der Wandung des Vorformlings (1) ist vor einer Übergabe an die Blasstation (33) eine Ausgleichszeit vorgesehen.
Bezüglich der Dauer der Vorblasphase iεt insbesondere an einen Zeitraum von kleiner als 0,5 Sekunden gedacht. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Wert im Inter¬ vall von 0,1 Sekunde bis 0,3 Sekunde erwiesen.
Bezüglich der Expansion des Vorformlings (1) iεt insbe¬ sondere daran gedacht, während der Vorblasphase den Behälter (13) mindestens auf 60 Prozent seines vorgese¬ henen Endvolumens zu expandieren. Alε besonders vor¬ teilhaft hat sich hier ein Werteintervall von 70 Pro¬ zent bis 90 Prozent erwiesen.
Mögliche Formgebungen für Behälter (13), die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, sind in Fig. 6 und Fig. 7 angegeben. Für dieεe Behälter (13) iεt ein Volumen von 0,2 Liter biε 0,7 Liter vorgesehen. Inεbeεondere iεt daran gedacht, die Behälter (13) durch Standringe (26) oder alε Außenwölbungen ausgebildete Standfüße selbεtstehend zu produzieren.
Fig. 8 zeigt in einem Druck-Zeitdiagramm einen Druck¬ verlauf während der Umformung des Vorformlings (1) in den Behälter (13). Der Druckverlauf (60) iεt dabei in einem Koordinatenkreuz angegeben, daε auε einer Zeit¬ achse (61) und einer Druckachse (62) ausgebildet ist. Die Zeitachse (61) ist in Sekunden und die Druckachse (62) in bar skaliert. Es ist erkennbar, daß die Vor¬ blasphase etwa 0,5 Sekunden nach Beginn des Produkti- onszyklus gestartet wird. Die Vorblaεphase dauert cirka 0,2 biε 0,25 Sekunden. Nach dem Beginn der Hauptblaε- phase steigt der Druck innerhalb deε zu erzeugenden Behälters (13) zunächst stark an und geht danach durch eine Überlagerung deε Aufweitungεvorgangeε und von Zuströmvorgängen allmählich in den Endwert über. Nach Erreichen einer hinreichenden Stabilität deε thermo¬ plastischen Materials durch Abkühlung wird die Blasform (34) entlüftet. Die Hauptblasphase dauert cirka 1,25 Sekunden und für die Entlüftung ist ein Zeitraum im Intervall von 0,3 Sekunden bis 0,4 Sekunden vorgesehen.
Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbeεondere auch bei der Herεtellung von tempera- turεtabilen Behältern möglich. Die Verfahrensεchritte zur Realisierung der Temperaturstabiliεierung werden auch alε Heat-Set-Verfahren bezeichnet. Zur Durch¬ führung der Temperaturstabilisierung wird der Behälter (13) in einer beheizbaren Blasform (34) expandiert. Beispielεweiεe iεt es möglich, die Wandungen, einen Bodeneinsatz und einen Gewindeeinsatz der Blaεform (34) εeparat zu beheizen.
Die Formtemperatur beträgt typiεcherweiεe 150°C biε 170°C. Vorteilhaft εind inεbesondere etwa 160°C. Der Bodeneinsatz wird typischerweiεe mit 130°C temperiert. Hierdurch kann gewährleiεtet werden, daß eine milchige Kristallisation nicht oder nur ungenügend orientierter Bereiche des Behälterbodens vermieden wird.
Nach einer Anlage der Wandung des Behälters (13) an der beheizten Blasform (34) und nach Durchführung einer ausreichenden Kristallisierung wird durch eine hohle Reckstange (41) hindurch kühle Luft in den Innenraum des Behälters (13) eingeleitet. Die Kühlung erfolgt zweckmäßiger Weise, nachdem ein Auslaßventil zum Ab- laεεen deε im Behälter (13) herrεchenden Innendruckeε geöffnet hat. Biε zu einer auεreichenden Abkühlung des Materials zur Gewährleistung einer Formbeständigkeit wird ein ausreichend hoher reduzierter Innendruck auf¬ rechterhalten. Durch geeignete Ausströmöffnungen in der Reckstange (41) ist es möglich, die Kühlluft gezielt in bestimmte Bereiche der Innenwandung deε Behälterε (13) zu leiten. Das Verfahren ist insbeεondere auch dafür geeignet, Abfülltemperaturen oberhalb von 95°C zu ermöglichen, ohne daß störende Verformungen deε Behälters (13) zu befürchten sind.
Die oben beschriebenen Maßnahmen zur Gewährleistung einer erhöhten Temperaturbeständigkeit sind in Kombi¬ nation mit den einleitend beschriebenen Verfahrens¬ schritten ebenfalls dafür geeignet, eine weitere Ver¬ besserung der Barriereeigenschaften der eingesetzten Materialien hervorzurufen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zur Herstellung von Behältern, bei dem ein erwärmter Vorformling aus einem thermoplaεti- εchen Material gereckt und mit Hilfe eineε unter Druck stehenden Gases aufgeblasen wird und bei dem der Aufblasvorgang in eine Vorblasphase mit einem Gas eines niedrigeren Druckniveauε und in eine εich anεchließende Hauptblasphase mit einem Gas eines höheren Druckniveauε unterteilt wird, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Verhältnis deε Behälterdurch- messers (23) zum Innendurchmesser (20) des Vorform¬ lings (1) größer als 4,0 gewählt wird, daß der Vorformling (1) eine mittlere Wanddicke (18) von größer alε 3 Millimeter aufweiεt, daß zumindest zu Beginn der Vorblaεphase eine Materialtemperatur im zu orientierenden Bereich von größer 70 Grad Cel- εiuε vorgeεehen ist, daß der Vorformling zumindest zu Beginn der Vorblasphase im zu orientierenden Bereich eine mittlere Temperatur aufweiεt, die höchstens gleich einer mittleren Temperatur der inneren Oberfläche (9) des Vorformlings (1) im zu orientierenden Bereich ist, daß die zeitliche Dauer der Vorblasphase geringer alε 1,0 Sekunden gewählt wird und daß während der Vorblaεphase der Vorform¬ ling (1) auf mindestenε 50 Prozent deε für den fer¬ tig geblaεenen Behälter (13) vorgesehenen Volumenε expandiert wird.
2. Verfahren nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für daε Verhältnis von Behälterdurchmesser (23) zu Innendurchmesser (20) des Vorformlings (1) ein Wert von größer als 5,0 gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis einen Wert im Intervall von 5,2 biε 5,8 aufweiεt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 biε 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wanddicke (18) des Vorformlingε (1) ein Wert größer alε 4,0 Millimeter gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wanddicke (18) ein Wert im Intervall von 4,0 bis 5,0 Millimeter gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 biε 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialtemperatur im zu orientierenden Bereich einen Wert größer alε 80 Grad Celεiuε aufweiεt.
7. Verfahren nach Anεpruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Materialtemperatur ein Wert im Inter¬ vall von 85 Grad Celsius bis 100 Grad Celεius ge¬ wählt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dauer der Vorblasphase ein Zeitraum von kleiner als 0,5 Sekunden gewählt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Zeitraum ein Wert im Intervall von 0,1 Sekunden biε 0,3 Sekunden gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß während der Vorblasphaεe der Vorformling (1) wenigstens auf 60 Prozent des Volu¬ mens deε zu blasenden Behälters (13) expandiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Vorblasphase eine Expansion auf einen Volumenanteil im Bereich von 70 Prozent bis 90 Prozent vorgesehen ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, daß der fertig geblasene Be¬ hälter mit einer Kristallinität von größer alε 30 Prozent versehen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kristallinität ein Wert im Intervall von 35 Prozent bis 40 Prozent gewählt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da¬ durch gekennzeichnet, daß zum Temperaturausgleich eine Ausgleichszeit vorgesehen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Reckgeschwindigkeit größer als 0,8 Meter pro Sekunde gewählt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die Reckgeschwindigkeit ein Wert im Inter¬ vall von 1,0 bis 1,2 Meter pro Sekunde gewählt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da¬ durch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Konturabweichungen des Behälters (13) im Bereich einer zur Behälterformung vorgesehenen Blasstation (33) eine der Kraftentfaltung der Druckgase ent¬ gegenwirkende Formzuhaltung vorgesehen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da¬ durch gekennzeichnet, daß sowohl eine mechanische Streckung als auch eine thermische Kriεtalliεierung durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, daß eine Kristallisierungε- temperatur von größer alε 140 Grad Celεiuε gewählt wird.
20. Verfahren nach einem der Anεprüche 1 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß zur Kristalliεierung eine Formtemperatur einer Blaεform (34) zur Behälterkon- turierung von 150 Grad Celsius bis 170 Grad Celsius gewählt wird.
21. Verfahren nach Anεpruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Formtemperatur etwa 160 Grad Celsius ge¬ wählt wird.
22. Verfahren nach einem der Anεprüche 1 biε 21, da¬ durch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis von Quer- reckung zu Längsreckung größer als 1,2 gewählt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus Querreckung und Längsreckung einen Wert größer als 1,5 aufweist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Druck während der Vorblaεphaεe einen Wert im Intervall von 10 bar bis 25 bar aufweist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Druck während der Hauptblasphaεe einen Wert im Intervall von 25 bar bis 40 bar aufweist.
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