NL1003525C2 - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van kunststof houders, in het bijzonder geschikt voor polycarbonaat flessen. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van kunststof houders, in het bijzonder geschikt voor polycarbonaat flessen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van flesvormige kunststof houders, in het bijzonder geschikt voor de vervaardiging van poycarbonaat flessen, waarbij eerst in een spuitgietstation een 5 langwerpige preform wordt gevormd in een spuitgietholte waarin een langwerpige kern voorzien van een zich langs de lengte-as van de kern door de kern uitstrekkende verstrekpen, reikt vervolgens de preform uit de spuitgietholte wordt verwijderd en na het eventueel passeren van een 10 conditioneerstation in een blaasstation wordt opgeblazen tot een houder met de uiteindelijk gewenste vorm en de houder tenslotte in een uitwerpstation wordt verwijderd.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor toepassing van de werkwijze.

15 Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn uit de praktijk bekend. Bij de bekende techniek wordt gebruik gemaakt van een spuitgietinrichting met een horizontaal machinebed, een boven het machinebed gemonteerde stationaire of op en neer beweegbare frameplaat en een onder de 20 frameplaat gemonteerde carousselplaat, die om een centrale as kan roteren. Het machinebed draagt de helft van een spuitgietmatrijs met één of meer vormholtes, een blaasmatrijs en een uitwerpstation. De frameplaat is tegenover de genoemde helft van de spuitgietmatrijs voorzien van openingen via 25 welke één of meer kernen in de vormholte(s) gebracht kunnen worden. De frameplaat draagt voorts ter plaatse van het blaasstation middelen om de preforms op te rekken (te verstrekken) en op de blazen. Gewoonlijk is tussen het spuitgietstation en het blaasstation nog een 30 conditioneerstation aanwezig, waar de op te blazen preforms in thermisch opzicht in een geschikte conditie worden gebracht voor het verstrekken en opblazen.

1003525 -2-

De carousselplaat is op met elk station corresponderende posities aan de onderzijde voorzien van één of meer nekringen, die de in het spuitgietstation gevormde preforms kunnen vasthouden nadat de kernen uit de vormholtes 5 zijn getrokken. Als de kernen ten opzichte van de frameplaat omhoog zijn bewogen en zonodig ook de frameplaat ten opzichte van het machinebed omhoog is bewogen hangen de geproduceerde preforms derhalve in de nekringen. Als vervolgens de carousselplaat verdraaid wordt, worden de preforms via het 10 conditioneerstation naar het blaasstation gebracht, en vervolgens worden, nog steeds hangend aan de nekringen, de verkregen houders naar het uitwerpstation gevoerd, waar de nekringen geopend worden.

De hierboven beschreven techniek wordt wel de 15 ééntrapsmethode genoemd omdat de houders in één enkele werkgang vervaardigd worden. Deze techniek wordt tot nu toe toegepast voor PET-flessen. Een bezwaar van PET-flessen is, dat deze niet bij voldoend hoge temperatuur gereinigd kunnen worden om bijvoorbeeld als hervulbare fles voor melk te 20 kunnen worden toegepast. Bij temperaturen van 70'C en hoger bestaat het gevaar dat een PET-fles krimpt. Dit bezwaar bestaat niet bij gebruik van ander materiaal, zoals polycarbonaat. Flessen van polycarbonaat kunnen bij hoge temperatuur gereinigd worden en zijn derhalve geschikt voor 25 bijvoorbeeld toepassing als hervulbare melkfles.

Het feit dat polycabronaat houders bij hogere temperatuur gereinigd kunnen worden dan bijvoorbeeld PET-flessen, betekent ook, dat het spuitgieten van de preforms voor polycarbonaat flessen en het opblazen daarvan 30 eveneens bij hogere temperatuur (180 a 190’C) plaats dient te vinden. Bij de bekende techniek leidt dit echter tot problemen omdat de preforms na het spuitgieten daarvan vrij hangend aan de nekringen verplaatst worden naar de volgende stations. De preforms kunnen tijdens de draaibeweging van de 35 carousselplaat vervormen hetgeen natuurlijk zeer ongewenst is. Dit probleem kan enigszins gereduceerd worden door bij lagere temperatuur (+ 160‘C) de preforms op te blazen. In dat 1003525 -3- geval treden in het eindprodukt echter spanningen op, die het eindprodukt kwetsbaar maken. Dit kan weer gecompenseerd worden door een grotere wanddikte, doch daardoor wordt de houder zwaarder en duurder.

5 De uitvinding beoogt de geschetste problemen te ondervangen en in het algemeen een werkwijze en inrichting ter beschikking te stellen die geschikt zijn voor het vervaardigen van voor reiniging bij hoge temperatuur geschikte houders, zoals bijvoorbeeld polycarbonaat flessen. 10 Hiertoe wordt volgens de uitvinding een werkwijze van de boven beschreven soort daardoor gekenmerkt, dat elke preform na het verwijderen daarin uit de spuitgietholte in een tenminste deels zijwaartse richting wordt getransporteerd, van het spuitgietstation naar het blaasstation, waarbij de 15 preform in een nekring hangt en inwendig wordt gesteund door de kern waarop de preform is gevormd, welke kern van boven af in de preform reikt en verwarmd is en dat de kern vervolgens met de in het blaastation opgeblazen houder wordt meebewogen naar het uitwerpstation en vervolgens weer naar een 20 spuitgietstation wordt gebracht.

Een inrichting van de boven beschreven soort wordt volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de kern meebeweegt met de carousselplaat en de bijbehorende nekring om de preform tijdens de beweging van het spuitgietstation 25 naar het blaasstation te steunen.

Opgemerkt wordt, dat uit het Franse octrooi nr. 1406520 een werkwijze bekend is volgens welke een conisch gevormde preform wordt gevormd op een van een verstrekpen voorziene kern, waarbij na het openen van de vormholte de preform zeer 30 sterk (300%-600%) verlengd wordt. Een zijwaarts transport van hangende preforms, waarbij beschadiging zou kunnen optreden, is echter niet beschreven.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening van 35 een uitvoeringsvoorbeeld.

1003525 - 3a-

Figuur 1 en figuur 2 tonen in bovenaanzicht en in zijaanzicht schematisch een voorbeeld van een bekende inrichting voor het vervaardigen van kunststof houders; figuur 3 en figuur 4 illustreren op soortgelijke wijze 5 een voorbeeld van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding; en figuur 5 toont schematisch een voorbeeld van een blaasstation van een inrichting volgens de uitvinding.

1003525 - 4 -

Figuur 1 en figuur 2 illustreren schematisch de werking van een bekende inrichting voor het vervaardigen van kunststof houders volgens het blaasvorm-principe. De bekende inrichting is ontworpen voor het produceren van PET-flessen 5 en is van een type dat bijvoorbeeld door Nissei ASB Machine Co. Ltd. op de markt wordt gebracht. De bekende machine omvat een stationair machinebed 1 en een boven het machinebed gemonteerde frameplaat 2, die afhankelijk van het type van de gebruikte matrijzen vast is gemonteerd of op en neer be-10 weegbaar is. Het machinebed draagt verdeeld langs de omtrek een spuitgietmatrijsdeel 3 met één of meer vormholtes, een conditioneerinrichting 4, en een blaasmatrijsdeel 5, die deel uitmaken van een injectiestation 6, een conditioneer-station 7 en een blaasstation 8. Als de delen 3, 4 en 5 elk 15 uit twee delen bestaan die een vertikaal scheidingsvlak hebben of ten opzichte van het machinebed op en neer beweegbaar zijn, zoals meestal bij het spuitgietmatrijsdeel en de conditioneerinrichting het geval is, behoeft de frameplaat niet op en neer beweegbaar te zijn. Als de delen 3, 4 en 5 niet deelbaar 20 zijn dienen de frameplaat 2 en/of de delen 3 en/of 4 en/of 5 echter op en neer beweegbaar te zijn om de houders van het ene naar het andere station te kunnen transporteren. Deze stations zijn in dit voorbèeld telkens op 90° hoekafstand van elkaar gepositioneerd, zoals in figuur 2 is te zien. Op 25 90° voorbij het blaasstation 8 is nog een uitwerpstation 9 gepositioneerd.

Onder de frameplaat 2 is een roterende carousselplaat 10 gemonteerd, die op met de stations corresponderende posities één of meer nekringen 11, 12, 13 draagt. Voorts bevinden 30 zich boven de frameplaat ter plaatse van het injectiestation 6 één of meer kernen 14, die door de corresponderende nekringen 11 neergelaten kunnen worden tot in het spuitgietmatri jsdeel 3 om tijdens de injectiefase één of meer preforms 1 0 0 3 5 25 - 5 - te vormen. Nadat op deze wijze een preform is verkregen opent zich de door het matrijsdeel 3 en de kern 14 gevormde matrijs doordat ofwel het matrijsdeel 3 zich opent of neerwaarts beweegt, ofwel de frameplaat 2 en de kern 14 omhoog 5 bewegen. De kern 14 beweegt in elk geval ten opzichte van de frameplaat omhoog, zodat de zojuist gevormde preform vrij aan de nekring 11 hangt en de carousselplaat vrij is om in de richting van de pijl 15 over 90° te roteren. De zojuist gevormde preform wordt aldus naar het conditioneerstation 10 gebracht om te worden voorbereid voor de blaasbewerking in het blaasstation. Gelijktijdig wordt in het injectiestation tenminste één nieuwe preform gevormd. Vervolgens roteert de carousselplaat weer over 90°, waardoor de geconditioneerde preform het blaasstation 8 bereikt. In het blaasstation 15 wordt de preform in een blaasvorm opgenomen en opgeblazen tot de gewenste vorm. Na het openen van de blaasvorm draait de carousselplaat weer over 90° zodat de gerede houder het uitwerpstation 9 bereikt. Gelijktijdig bereikt een zojuist geconditioneerde preform het blaasstation 8 en bereikt een 20 zojuist gevormde preform het conditioneerstation 7. Gedurende alle transportfasen hangt de preform aan een nekring 11.

In het blaasstation wordt ter voorbereiding van het opblazen van de preform de preform eerst opgerekt met behulp van een verstrekpen, die door de nekring in de preform wordt 25 gebracht en de bodem van de preform wegduwt in een van de nekring af gekeerde richting.

De in de figuren 3 en 4 schematisch geïllustreerde werkwijze en inrichting volgens de uitvinding wijken af van de boven beschreven bekende werkwijze en inrichting doordat 30 elke nekring 11, 12, 13 nu voorzien is van een kern 20, 21, 22, die meedraait met de carousselplaat. De warme preforms worden daardoor tijdens het transport tussen het injectie-station en het conditioneerstation en tussen het conditio- 1 0 0 3 5 25 - 6 - neerstation en het blaasstation en ook tijdens het verblijf in die stations gesteund en vastgehouden door een nekring en een kern. Deze techniek maakt het mogelijk de preforms in slappere toestand te verplaatsen. De preforms kunnen dus 5 warmer zijn dan bij de bekende techniek het geval is. Dit maakt het weer mogelijk om bijvoorbeeld polycarbonaat preforms bij een geschikte hoge temperatuur te verwerken en/of om de preforms sneller na de injectiefase te transporteren.

Het stabiliserende effect van de meebewegende kernen 10 kan nog versterkt worden door de kernen en dus de preforms langer te maken dan gebruikelijk. In dit verband wordt opgemerkt, dat het bij toepassing van PET als uitgangsmateriaal nodig is om een preform in de lengterichting uit te rekken alvorens de preform op te blazen, omdat door het verstrekken 15 pas de gewenste moleculaire structuur met de bijbehorende mechanische sterkte ontstaat. Gebleken is echter, dat bij polycarbonaat dit effect niet optreedt en dat een polycarbonaat preform niet of slechts in geringe mate in de lengterichting opgerekt behoeft te worden. Bij PET preforms heeft 20 de verstrekbewerking een lengtetoename in de orde van 50% tot gevolg. Volgens de uitvinding worden echter bij de verwerking van polycarbonaat preforms bij voorkeur kernen gebruikt, die een lengte hebben, die slechts enkele centimeters afwijkt van de lengte van het uiteindelijke produkt. Door het 25 opblazen vindt dan een lengtetoename in de orde van bijvoorbeeld ± 15% plaats. In beginsel zou de kern en dus ook de preform zelfs een lengte kunnen hebben die nagenoeg overeenkomt met die van het uiteindelijke produkt.

Volgens de uitvinding worden kernen gebruikt, die een 30 verwarmde mantel hebben alsmede een door een centrale pen tijdens de injectiefase en de conditioneerfase afgesloten luchtkanaal. In het blaasstation wordt het luchtkanaal geopend, zodat de preform tot de uiteindelijke vorm opgeblazen 1 0 0 3 5 25 - 7 - kan worden, zoals nog nader zal worden beschreven.

Figuur 5 toont schematisch een voorbeeld van een kern 20 volgens de uitvinding, die zich in het blaasstation 8 bevindt. De kern heeft een verwarmde mantel 30, die in dit 5 voorbeeld wordt verwarmd door warme olie die via een kanaal 31,32 circuleert. De op te blazen preform is aangegeven bij 33. Centraal in de kern bevindt zich in een langsboring 34 een pen 35, die aan het vrije einde van de kern is voorzien van een afsluitorgaan 36, dat in dit voorbeeld een conische 10 plug is. De boring is iets ruimer dan de pen, zodat rondom de pen een ringvormig luchtkanaal 37 aanwezig is, dat tijdens de injectiefase door de plug 36 afgesloten is. Als alternatief kan de pen ook een inwendig luchtkanaal hebben.

In het blaasstation wordt de pen 35 afhankelijk van 15 het materiaal van de houder over een geringe of een grotere afstand tot voorbij het uiteinde van de kern in de blaasholte 38 geduwd. In het geval van een PET-preform wordt de pen tot aan de bodem van de blaasholte bewogen, zodat de gewenste verstrekbewerking plaatsvindt. Tevens wordt via het lucht-20 kanaal lucht in de preform geblazen. Dit is mogelijk omdat de conische plug 36 niet meer afsluit zodra de pen enigszins is verschoven.

In het geval van een polycarbonaat preform wordt bij voorkeur als volgt te werk gegaan. Eerst wordt de pen over 25 een geringe afstand bijvoorbeeld 0,5 S 1 mm uit de kern naar buiten geschoven. Het afsluitorgaan 36 opent zich daardoor, zodat lucht in de preform kan worden geblazen. De luchttoevoer wordt voortgezet waarbij de wand van de preform eerst rondom het vrije einde van de kern wordt opgeblazen tot een 30 soort ballon. Als de ballon tegen de bodem van de blaasholte ligt, wordt de pen 35 verder naar beneden geduwd om de ballon te fixeren in de blaasholte. Vervolgens wordt de preform verder opgeblazen, totdat het eindprodukt met de vorm van de 1 0 0 3 5 25 - 8 - blaasholte is verkregen. Daarna opent de blaasmatrijs en draait de carousselplaat 90° verder, zodat het eindprodukt in het uitwerpstation van de kern en uit de nekring verwijderd kan worden.

5 De bediening van de pen 35 vindt plaats met behulp van een duwpen 40, die in een zich boven het blaasstation gemonteerd frame 41 bevindt, en door een cilinder 42 bedien-baar is. De duwpen 40 kan op een der daartoe bekende wijzen tijdelijk met de zich in de kern bevindende centrale pen ge-10 koppeld worden. In het getoonde voorbeeld is een klikverbin-ding toegepast, zoals ook wel bij verwisselbaar handgereed-schap wordt gebruikt. De duwpen heeft nabij het onderste einde een insnoering 43, die kan samenwerken met kogels 44 of dergelijke rondom een opneemholte 45 en een koppelorgaan 15 46 van de centrale pen 35. Andere koppelmethoden, bijvoorbeeld met behulp van een bajonetsluiting of dergelijke zijn mogelijk.

De kernen worden, zoals reeds opgemerkt, verwarmd door hete olie. Daar de kernen meedraaien met de carousselplaat 20 dient de olie te worden toegevoerd via een buis of slang met centrale draaikoppeling, zoals getoond in figuur 3 bij 50 en meedraaiende leidingen 51 tot en met 54. Voor de aandrijving van de carousselplaat kan dan gebruik worden gemaakt van een holle as of, zoals getoond in figuur 3, van een tandkrans 55, 25 die door een aandrijfwiel 56 van een motor wordt aangedreven of van een excentrische aandrijving.

Opgemerkt wordt dat na het voorgaande diverse modificaties voor de deskundige voor de hand liggen. Zo kunnen de kernen bijvoorbeeld desgewenst ook elektrisch verwarmbaar 30 zijn. Dergelijke modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

1003525

Claims (12)

9

1. Werkwijze voor het vervaardigen van flesvormige kunststof houders, waarbij eerst in een spuitgietstation een langwerpige preform wordt gevormd in een spuitgietholte waarin een langwerpige kern voorzien van een zich langs de 5 lengte-as van de kern door de kern uitstrekkende verstrekpen, reikt vervolgens de preform uit de spuitgietholte wordt verwijderd en na het eventueeel passeren van een conditioneerstation in een blaasstation wordt opgeblazen tot een houder met de uiteidnelijk gewenste vorm en de houder 10 tenslotte in een uitwerpstation wordt verwijderd, met het kenmerk, dat elke preform na het verwijderen daarin uit de spuitgietholte in een tenminste deels zijwaartse richting wordt getransporteerd, van het spuitgietstation naar het blaasstation, waarbij de preform in een nekring hangt en 15 inwendig wordt gesteund door de kern waarop de preform is gevormd, welke kern van boven af in de preform reikt en verwarmd is en dat de kern vervolgens met de in het blaastation opgeblazen houder wordt meebewogen naar het uitwerpstation en vervolgens weer naar een spuitgietstation 2 0 wordt gebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij kernen worden gebruikt, die zijn voorzien van een verstrekpen, die in de spuitgietstand een luchtkanaal in de kern afsluit en die in het blaasstation tijdelijk wordt gekoppeld met een 25 duworgaan, waarmee de centrale pen ten opzichte van de kern verder in de blaasholte van het blaasstation wordt geduwd om het luchtkanaal vrij te geven, met het kenmerk, dat bij de vervaardiging van polycarbonaat houders en soorgelijke houders de verstrekpen slechts in zeer geringe mate in de 30 blaasholte wordt geduwd, dat vervolgens de preform wordt opgeblazen tot de preform althans deels tegen de bodem van de blaasholte rust en dat de pen vervolgens verder in de blaasholte wordt bewogen totdat de pen het tegen de bodem liggende deel van de preform fixeert en dat vervolgens de 35 preform verder wordt opgeblazen. 1003525 10

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat kernen worden gebruikt, die relatief ver in de blaasholte reiken.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, 5 dat kernen met een zodanige lengte worden gebruikt dat de preforms in de orde van 25% of minder, meer in het bijzonder 15% of minder verlengd worden in het blaasstation.

5. Inrichting voor het vervaardigen van flesvormige kunststof houders omvattend een van nekringen voorziene 10 carousselplaat, die in bedrijf voor rotatie wordt aangedreven teneinde de nekringen van een spuitgietstation eventueel langs een conditioneerstation naar een blaasstation en vervolgens via een uitwerpstation weer naar een spietgietstation te voeren, waarbij in het spuitgietstation 15 telkens tenminste één preform wordt gevormd op een in een vormholte reikende kern, welke preform in het blaasstation tot een houder wordt opgeblazen, met het kenmerk, dat de kern meebeweegt met de carousselplaat en de bijbehorende nekring om de preform tijdens de beweging van het 20 spuitgietstation naar het blaasstation te steunen.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij de kernen zijn voorzien van een in de kernen aangebrachte centrale pen, die in de spuitgietstand een in de kernen gevormd luchtkanaal afsluit, en waarbij in het blaasstation bedieningsmiddelen 25 zijn voorzien die tijdelijk met de centrale pen kunnen samenwerken om deze tot in de blaasholte van het blaasstation te doen bewegen en het luchtkanaal vrij te geven, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen een boven het blaasstation gemonteerde op en neerbeweegbare duwpen 30 omvatten, waarbij de duwpen en de centrale pen zijn voorzien van in elkaar grijpende koppelorganen.

7. Inrichting volgens één der conclusies 4 tot en met 6 in het bijzonder geschikt voor het vervaardigen van polycarbonaat houders of soortgelijke houders, met het 35 kenmerk, dat de kernen relatief lang zijn ten opzichte van de diepte van de blaasholte. 1003525 11

8. Inrichting volgens 7, met het kenmerk, dat de kernen een lengte hebben in de orde van 75% of meer, in het bijzonder in de orde van 85% of meer van de diepte van de blaasholte hebben.

9. Inrichting volgens een der conclusies 4 tot en met 8, met het kenmerk, dat de kernen een verwarmbare mantel hebben.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de kernen elk zijn gekoppeld met een olieleiding voor de 10 toevoer van hete olie.

11. Inrichting volgens conclusie 10, gekenmerkt door een centrale olietoevoerleiding die via een draaikoppeling is verbonben met de afzonderlijke olieleidingen die naar de kernen voeren.

12. Inrichting volgens één der conclusies 4 tot en met 11, gekenmerkt door een excentrische aandrijfinrichting voor de carousselplaat. 1003525