NL9001504A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van kunststofhouders, zoals flessen, met een uit meerdere lagen bestaande wand. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van kunststofhouders, zoals flessen, met een uit meerdere lagen bestaande wand.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze volgens de aanhef van conclusie 1 en een inrichting volgens de aanhef van de conclusie 8.

Systemen voor het door blazen vervaardigen van kunststof flessen zijn bekend. In deze systemen wordt kunststof granulaat toegevoerd aan een extruder en gecontroleerd omgezet in een kneedbare massa met een bepaalde temperatuur. Deze massa wordt door een extrusiekop geperst waardoor een vervormbare kunststofslang wordt gevormd. Van deze slang wordt telkens een eindgedeelte afgesneden. Dit eindgedeelte, in de vorm van een holle cilinder, wordt als vormling (ook wel "parison" genoemd),Meen sluitbare matrijs geplaatst waarvan de binnenwand de vorm heeft van de te blazen fles. De vormling wordt opgeblazen, zodat de wand ervan tegen de binnenwand van de matrijs aan komt te liggen en de vorm daarvan aanneemt. De matrijswand wordt vervolgens gekoeld, waardoor de tegen de matrijswand aanliggende kunststof zich verhardt. Tenslotte wordt de gevormde fles uit de matrijs genomen.

Het door blazen vervaardigen van kunststof flessen met een uit meerdere lagen bestaande wand is eveneens bekend. Daarbij wordt door co-extrusie een uit meerdere lagen bestaande kunststof slang gevormd waaruit de flessen •worden gevormd.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een werkwijze en een inrichting voor het door blazen vervaardigen van kunststof houders, zoals flessen, te verschaffen waarbij in een continu proces met hoge capaciteit kunststof houders met een uit meerdere lagen bestaande wand kunnen worden vervaardigd, waarbij de houders aan de binnenzijde volkomen steriel zijn.

Dit oogmerk wordt bereikt door een werkwijze die wordt gekenmerkt door het kenmerk van conclusie 1/ en een inrichting die wordt gekenmerkt door de kenmerken van conclusie 8.

Doelmatige uitvoeringsvormen van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zijn vastgelegd in de onderconclusies.

De uitvinding zal nader worden toegelicht in het hiernavolgende uitvoeringsvoorbeeld aan de hand van een tekening, waarin: fig. 1 schematisch een inrichting weergeeft voor het door blazen vervaardigen van kunststof houders met een uit drie lagen bestaande wand, fig. 2 een bovenaanzicht is van de inrichting volgens de uitvinding, en fig. 3 een zijaanzicht is van de inrichting volgens de uitvinding op een enigszins vergrote schaal.

De in fig. 1 schematische weergegeven inrichting omvat een aantal silo's 1 t/m 4, twee mengers 5, 6, twee extruders 7, 8, een extrusiekop 9, een blaasmachine 10, een afvoerinrichting 11 en een breker 12.

In de silo's 1 t/m 4 wordt het materiaal voor de te vervaardigen houders opgeslagen. Wanneer houders (flessen) met een uit drie lagen bestaande wand worden vervaardigd, d.w.z. een witte binnen- en buitenlaag met daartussen een zwarte laag, zal in silo 1 bijvoorbeeld polyetheengranulaat, in silo 2 titaandioxide of witgekleurd polyetheengranulaat, in silo 3 roet of zwartgekleurd polyetheengranulaat en in silo 4 gebroken produktieafval worden opgeslagen.

Uit silo 1 afkomstige polyetheengranulaat, dat in het algemeen doorschijnend is, wordt in de menger 5 gemengd met uit silo 2 afkomstige titaandioxide of witgekleurd polyetheengranulaat, en het mengsel wordt aan de extruder 7 toegevoerd. Uit silo 4 afkomstige gebroken produktieafval wordt in silo 6 gemengd met uit silo 3 afkomstig roet of zwartgekleurd polyetheengranulaat, waarna het mengsel wordt toegevoerd aan de extruder 8.

In de beide extruders 7, 8 wordt het granulaat omgezet in een kneedbare massa. Deze kneedbare massa wordt door de co-extrusiekop 9 geperst, waarin een kunststof slang met een uit drie lagen bestaande wand wordt gevormd, en wel een witte binnen- en buitenlaag met daartussen een zwarte tussenlaag.

In de achter de co-extrusiekop 9 opgestelde blaasmachine 10 worden uit de uit de co-extrusiekop 9 komende slang houders geblazen met een uit drie lagen bestaande wand. De gevormde houders worden door de afvoerinrichting 11 afgevoerd, bijvoorbeeld naar een vulinrichting. De gevormde houders worden gekoeld door middel van schematisch aangegeven koelmiddelen 13 en 14.

Produktie-afval wordt vanaf de blaasmachine 10 naar de breker 12 gevoerd alwaar het tot granulaat wordt verwerkt, dat vervolgens naar de silo 4 wordt gevoerd.

De aldus vervaardigde houders (flessen) zijn van is .

binnen en van buiten wit, en de wand ervan lichtdicht door de aanwezigheid van de zwarte tussenlaag. De houders zijn bijzonder geschikt als verpakking van melkproducten. De drie lagen geven samen de gewenste sterkte aan de houder en zorgen voor de gewenste dichtheid tegen bacteriën.

Het is eveneens mogelijk door co-extrusie en blazen houders te vervaardigen met een uit meer dan drie lagen bestaande wand, bijvoorbeeld houders met een kunststof binnen- en buitenlaag en een gasdichte kunststof tussenlaag, waarbij aan beide zijden van de gasdichte tussenlaag nog een hechtlaag aanwezig is om de tussenlaag aan de binnen- en buitenlaag te hechten. Dergelijke houders met een uit vijf lagen bestaande wand worden bijvoorbeeld toegepast voor de verpakking van vruchtensappen.

De in fig. 1 schematisch weergegeven inrichting is op zich bekend.

In fig. 2 en 3 is de inrichting volgens de uitvinding weergegeven, die deel uitmaakt van de in fig. 1 weergegeven inrichting. De inrichting volgens de uitvinding omvat een co-extrusie-eenheid 21 met een co-extrusiekop 22, een in hoofdzaak om een verticale as draaibaar plateau 23 waarop een aantal afzonderlijke vormeenheden 24 losneembaar zijn gemonteerd, een uitneem- en inspectietransporteur 25 en een koeltransporteur 26. Het plateau 23 is zodanig opgesteld dat elke vormeenheid 24 langs de co-extrusiekop 22 kan bewegen.

Elke vormeenheid 24 omvat twee matrijshelften 31, die in gesloten toestand een vormholte omsluiten waarvan de wand de vorm heeft van de te vormen houder, middelen 32 om de matrijshelften 31 uit elkaar en naar elkaar toe te bewegen en tijdens het blazen van een houder met kracht tegen elkaar gedrukt te houden, een blaaskop 33, kleppen (niet aangegeven) om de luchttoe- en afvoer naar de blaaskop te regelen en een uitneemarm (niet aangegeven) om een gerede houder uit de matrijs te halen en op de uitneem-en inspectietransporteur 25 te plaatsen.

De werking van de inrichting is in het kort als volgt.

De geopende matrijshelften 31 van een vormeenheid 24 worden om een eindgedeelte van de uit co-extrusiekop 22 komende slang geplaatst en vervolgens gesloten. Daarbij wordt de onderzijde van dit eindgedeelte van de slang door de matrijshelften 31 afgesneden en tegelijkertijd dichtgeknepen en het eindgedeelte van de slang wordt aan de bovenzijde door een langs de co-extrusiekop 22 bewegend mes afgesneden. Aan de bovenzijde van de aldus gevormde vormling (parison) wordt daardoor een blaasopening gevormd. De vormling heeft dus de vorm van een aan de onderzijde gesloten en aan de bovenzijde open holle cilinder. Het plateau 23 draait verder en de blaaskop 3 van de vormeenheid 24 wordt op de blaasopening van de vormling geplaatst. Vervolgens wordt via het blaaskop 33 lucht in de vormling geblazen, waardoor de vormling wordt opgeblazen en tegen de wand van de vormholte van de matrijs gedrukt. De matrijs wordt vervolgens gekoeld waardoor de wand van de gevormde houder zich verhardt. Na het blazen en afkoelen van de houder zorgen de eerdergenoemde kleppen, die zijn aangesloten op het naar de blaaskop 33 leidende luchtkanaal, ervoor dat de druk in de gevormde houder wordt afgelaten en daarna een gecontroleerde onderdruk in de houder wordt gecreeërd. Bij voorkeur wordt de blaasopening hermetisch afgesloten door de de blaasopening omgevende wanddelen van de houder tegen elkaar aan te knijpen. Tenslotte wordt de matrijs weer geopend en de uitneemarm haalt de gerede houder uit de matrijs en legt deze op de transporteur 25, zoals in fig. 2 met pijl 34 is aangegeven.

De bovenbeschreven handeling vinden plaats terwijl het plateau 23 continu ronddraait.

Doordat elke vormeenheid 24 als afzonderlijke eenheid is uitgevoerd en losneembaar op het draaibare plateau 23 is gemonteerd, is de inrichting volgens de uitvinding zeer flexibel. Door verschillende vormeenheden 24 op het plateau 23 te monteren, kunnen verschillende houders worden geblazen. De vormeenheden 24 zijn snel te verwisselen. De met de vormeenheden 24 verbonden leidingen dienen met een centrale toevoer te worden verbonden.

Het draaibare plateau 24 is zodanig uitgevoerd dat elke vormeenheid 24 in elke gewenste hoekpositie op het plateau 23 kan worden gemonteerd. Bij voorkeur is het plateau 23 daarom rond. Van de rotatie van het plateau 23 kan een signaal worden afgeleid dat de oriëntatie van het plateau en dus de stand van iedere vormeenheid 24 aangeeft. Dit signaal kan worden gebruikt om diverse functies te sturen, bijvoorbeeld matrijs sluiten, blazen, ontladen, onderdruk aanbrengen, matrijs openen, flesafleggen. Door deze voorziening kan een gewenst aantal vormeenheden 24, eventueel voor verschillende soorten flessen, op het plateau 23 geplaatst worden.

Elke vormeenheid 24 kan enigszins schuin op het plateau worden geplaatst. Dit is van belang bij hogere capaciteiten, dus bij hogere snelheden van de vormeenheid 24 ten opzichte van de extrusiekop 22. Als de matrijs zich sluit zal de onderkant van de uit de extrusiekop 22 komende slang eerst geklemd worden voordat de bovenzijde wordt ingeklemd. Door elke vormeenheid en dus elke matrijs in draairichting van het plateau 23 gezien, enigszins naar achteren hellend op het plateau 23 te plaatsen wordt ook de bovenkant van de uit de slang gevormde vormling centraal in de matrijs ingeklemd, doch op een iets later tijdstip dan de onderkant. In plaats van de vormeenheden 24 schuin op het plateau 23 te plaatsen, is het ook mogelijk het plateau 23 met de daarop geplaatste vormeenheden 24 als geheel schuin ten opzichte van de verticaal te plaatsen, en wel zodanig dat ter plaatse waar de vormeenheden 24 de extrusiekop 22 passeren, de matrijzen in draairichting van het plateau 23 gezien, enigszins naar achteren hellen. Daardoor kunnen alle vormeenheden in een keer in de gewenste schuine stand worden geplaatst, zoals in fig. 3 is aangegeven. Het draaibare plateau 23 is bij de in fig. 3 weergegeven uitvoeringsvorm op een onderstel 27 gemonteerd, dat via rollen 28 rust op een voet 29.

Elke vormeenheid 24 is zodanig geconstrueerd en op het plateau 23 geplaatst dat de beweging van de beweegbare delen van elke vormeenheid in hoofdzaak in radiale richting van het plateau 23 plaatsvinden. Daardoor kunnen de vormeenheden 24 betrekkelijk smal worden uitgevoerd, zodat er zoveel mogelijk vormeenheden 24 op de omtrek van het plateau 23 kunnen worden geplaatst. Zoals in fig. 3 is te zien is één van de matrijshelften 31 door de middelen 32 in radiale richting van het plateau 23 beweegbaar. De blaaskop 33 is bevestigd aan een in een vertikaal radiaal vlak om een scharnierpunt 35 zwenkbare arm 36.

Teneinde een verdere capaciteitsverhoging te realiseren is de co-extrusie-eenheid 21 en met name de co-extrusiekop 22 in verticale richting beweegbaar ten opzichte van de vormeenheden 24, in het bijzonder de matrijzen en wel zodanig dat na het afsnijden van de vormling van de uit de co-extrusiekop 22 komende slang, de co-extrusie-eenheid 21 omhoog wordt bewogen en vervolgens kort na het passeren van een matrijs weer omlaag wordt bewogen, zodat de co-extrusie-eenheid 21 weer op de oorspronkelijke hoogte is bij het met een vormling vullen van een volgende matrijs.

De reden voor deze verticale beweegbaarheid van de co-extrusie-eenheid 21 is dat de slang continu uit de co-extrusiekop 22 stroomt. Indien de vormling is afgesneden, kan de onderkant van de slang meegenomen worden door de net gevulde matrijs.

Teneinde de co-extrusie-eenheid 21 in verticale richting beweegbaar te doen zijn, is deze eenheid 21 gemonteerd op een in verticale richting beweegbaar gestel 37 (zie fig. 2). Het gestel 37 kan in zijn geheel in verticale richting beweegbaar zijn, maar het is ook mogelijk het gestel te laten zwenken om een horizontale as 38, die gelegen aan de van het plateau 23 verwijderde zijde van het gestel 37. Het gestel 37 kan in verticale richting bewogen worden door elk bekend middel, zoals een hydraulische cilinder en dergelijke.

Met de hiervoor beschreven inrichting is het mogelijk continu en met een hoge capaciteit houders met een uit meerdere lagen bestaande wand te vervaardigen.

Teneinde houders te vervaardigen die geheel, ook aan de binnenzijde, steriel zijn, worden een aantal maatregelen genomen.

De houders worden vervaardigd uit een kunststof, die een zodanige verwerkingstemperatuur heeft dat tijdens het vormen van de kunststof slang alle op of in de kunststof aanwezige bacteriën worden gedood. In het bijzonder wordt als kunststof polyetheen (hdpe) gebruikt dat een verwerkingstemperatuur heeft van 200 tot 220°C.

Tijdens het vormen van de kunststof slang wordt steriele lucht door de slang geblazen. De co-extrusie-eenheid 21 en in het bijzonder de co-extrusiekop 22 is daartoe voorzien van middelen voor het inblazen van steriele lucht.

Tijdens het afsnijden en in een matrijs plaatsen van de vormling wordt steriele lucht over de vormling geblazen, met een snelheid van bijvoorbeeld 0,4-0,5 m/sec. Hiertoe zijn geëigende middelen aanwezig. De vormling wordt in de matrijs met bijzonder steriele lucht opgeblazen.

De steriele lucht wordt verkregen door lucht door een aantal filters te leiden, en wel eerst door een aantal achter elkaar geplaatste stoffilters, die van grof naar fijn verlopen en waarmee eerst grove stofdeeltjes uit de lucht worden gehaald, en een bacteriefilter waarmee nog aanwezige kiemen uit de lucht worden gehaald.

Vóór de aanvang van de produktie wordt bovendien de inrichting, en in het bijzonder de kanalen en filters via welke de steriele lucht wordt toegevoerd, voorgesteriliseerd, bij voorkeur met behulp van een verneveld ontsmettingsmiddel, in het bijzonder waterstofperoxyde.

De gehele inrichting is ondergebracht in een in hoofdzaak gesloten kamer 41. Aan de bovenzijde van kamer 41 zijn ventilatoren 42 aangebracht die steriele lucht in de kamer 41 blazen. Deze lucht is afkomstig van een voorsterilisatiesysteem en een luchtfiltratie-eenheid, die fig. 2 met het verwijzingscijfer 43is aangegeven. Voordat de lucht de ventilatoren 41 binnenkomt passeert deze de filters 44. De door de ventilator 42 uitgeblazen lucht wordt verder nog door een bovenin de kamer 41 aangebracht filter 45 geleid, waardoor uiteindelijk steriele lucht in de kamer 41 terecht komt. Tevens wordt ervoor gezorgd dat de binnenkomende luchtstroom in hoofdzaak laminair is.

Teneinde de houders na het blazen aan de binnenzijde steriel te houden, kan na het blazen en afkoelen van de houder de blaasopening hermetisch worden afgesloten door het tegen elkaar aanknijpen van de de blaasopening omgevende wanddelen.

Met de bovenbeschreven werkwijze en inrichting kan een geheel, ook inwendig steriele, hermetisch gesloten en lichtdichte houder worden verkregen, die continu in massa kan worden vervaardigd en gereed is om te worden gebruikt in een aseptische vulmachine.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het door blazen vervaardigen van kunststof houders, zoals flessen, met een uit meerdere lagen bestaande wand, waarbij door co-extrusie een uit meerdere lagen bestaande kunststof slang wordt gevormd, telkens een eindgedeelte van deze slang wordt afgesneden en als vormling in een matrijs wordt geplaatst en de vormling in de matrijs wordt opgeblazen tot een houder met de gewenste vorm, met het kenmerk, dat als materiaal voor de houders een kunststof wordt gebruikt die een zodanige verwerkingstemperatuur heeft dat tijdens het vormen van de kunststof slang alle op of in de kunststof aanwezige bacteriën worden gedood, tijdens het vormen van de slang steriele lucht door de slang wordt geblazen, tijdens het afsnijden en in de matrijs plaatsen van de vormling steriele lucht over de vormling wordt geblazen en de vormling met steriele lucht wordt opgeblazen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat steriele lucht wordt verkregen door lucht achtereenvolgens door een aantal stoffilters en een bacteriefilter te leiden, waarbij de stoffilters van grof naar fijn verlopen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de bij de werkwijze toegepaste inrichting, en in het bijzonder alle kanalen en filters via welke steriele lucht wordt toegevoerd vóór het gebruik worden voorgesteriliseerd.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat voor de voorsterilisatie een verneveld ontsmettingsmiddel wordt gebruikt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat als ontsmettingsmiddel waterstofperoxyde wordt gebruikt.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het vervaardigen van de houders wordt uitgevoerd in een steriele ruimte, waarin voortdurend van bovenaf steriele lucht wordt geleid.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gevormde houder na het blazen en afkoelen hermetisch wordt afgesloten.

8. Inrichting voor het door blazen vervaardigen van kunststof houders, zoals flessen, met een uit meerdere lagen bestaande wand, omvattende een co-extrusie-eenheid met een co-extrusiekop voor het vormen van een uit meerdere lagen bestaande kunststof slang, tenminste één matrijs, middelen voor het telkens afsnijden van een eindgedeelte van deze slang en het als vormling in de matrijs plaatsen van dit eindgedeelte, middelen voor het in de matrijs tot een houder met de gewenste vorm opblazen van de vormling en middelen voor het uit de matrijs verwijderen van de gerede houder, met het kenmerk, dat elke matrijs (31), bij de betreffende matrijs behorende middelen (33) voor het in de matrijs tot een houder met de gewenste vorm opblazen van de vormling en bij de matrijs behorende middelen voor het uit de matrijs verwijderen van de gerede houder zijn samengebouwd tot een afzonderlijke vormeenheid (24) en dat meerdere van deze vormeenheden (24) losneembaar op een draaibaar plateau (23) zijn gemonteerd, waarbij het plateau zodanig is opgesteld dat elke vormeenheid langs de co-extrusiekop (22) kan bewegen voor het opnemen van een vormling.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het draaibare plateau (23) zodanig is uitgevoerd, dat elke vormeenheid (24) in elke gewenste hoekpositie op het plateau kan worden gemonteerd.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat het plateau (23) horizontaal is opgesteld en dat elke vormeenheid (24) zodanig op het plateau is geplaatst, dat elke matrijs (31) in draairichting van het plateau gezien enigszins naar achteren helt.

11. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat het plateau (23) met de daarop gemonteerde vormeenheden (24) als geheel schuin is opgesteld, zodanig dat ter plaatse waar de vormeenheden de co-extrusiekop (22) passeren, de matrijzen in draairichting van het plateau gezien, enigszins naar achteren hellen.

12. Inrichting volgens een der conclusies 8-11, met het kenmerk, dat elke vormeenheid (24) zodanig is geconstrueerd en op het plateau (23) is geplaatst dat de beweging van de beweegbare delen (32, 36) van elke vormeenheid in hoofdzaak in radiale richting van het plateau plaatsvindt.

13. Inrichting volgens een der conclusies 8-12, met het kenmerk, dat de co-extrusie-eenheid (21) in verticale richting beweegbaar is t.o.v. de matrijzen (31).

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de co-extrusie-eenheid (21) is gemonteerd op een in verticale richting beweegbaar gestel (37).

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het gestel (37) zwenkbaar is om een horizontale as (38) die gelegen is aan de van de matrijzen (31) verwijderde zijde van het gestel.

16. Inrichting volgens een der conclusies 8-15, met het kenmerk, dat de co-extrusie-eenheid (21) is voorzien van middelen voor het tijdens het vormen van de kunststof slang blazen van steriele lucht door de slang en dat middelen aanwezig zijn voor het tijdens het afsnijden en in de matrijs plaatsen van de vormling blazen van steriele lucht over de vormling.

17. Inrichting volgens een der conclusies 8-16, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van middelen voor het leveren van steriele lucht, omvattende een aantal achter elkaar geplaatste stoffilters, die van grof naar fijn verlopen, en een bacteriefilter, waar lucht voor het steriliseren doorheen kan worden geleid.

18. Inrichting volgens een der conclusies 8-17, met het kenmerk, dat de inrichting is ondergebracht in een in hoofdzaak gesloten kamer (41) die voorzien is van middelen (43-45) voor het van bovenaf inleiden van steriele lucht.