WO2000044629A1 - Vorrichtung zur aufnahme von produkten sowie verfahren zur herstellung der vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur aufnahme von produkten sowie verfahren zur herstellung der vorrichtung Download PDF

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Klaus Hartwig
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Krupp Corpoplast Maschinenbau Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/38—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor by liberation of internal stresses
    • B29C63/42—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor by liberation of internal stresses using tubular layers or sheathings

Definitions

  • the invention relates to a device for receiving products, which has an interior area partially enclosed by walls and a closable access opening and which is formed from a thermoplastic material.
  • the invention also relates to a method for producing a container which has an interior space, at least partially enclosed by walls, for receiving products.
  • blow molding containers for example in DE-OS 43 40 291.
  • Options for controlling different blowing pressures are in the DE-OS 41 13 874 indicated.
  • a device for performing the method is described in DE-OS 42 12 583.
  • differently shaped preforms can be formed into containers and in particular into bottles.
  • the contouring of the containers can be varied within very wide limits.
  • a preform with a step-like change in 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 extent 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 made 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, in such a way that first a preform made of plastic is produced in the injection molding process, and that after an intermediate storage the preform is heated and then fed to the blow molding station.
  • containers by the injection-blow method, in which the preform is fed to the blow molding station immediately after its production and after sufficient stability has been achieved, without interposing heating.
  • preforms from pipe sections which are closed in the area of one end and provided with a suitable mouthpiece in the area of their other end.
  • the preform has a significantly smaller shape than the container to be produced. Compressed air is therefore applied to the preform within the blowing station in order to convert it into the container to be produced.
  • the material is oriented. This means that the thin wall of the container has a very high dimensional stability, which makes the container suitable for a variety of uses.
  • 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. On the one hand, these multilayer preforms are expensive, on the other hand, the possibilities for recycling are greatly reduced by the material combinations. It is also known to use copolymers or to use blends, for example made of PET and PEN.
  • the main requirement for carbonated soft drinks is to prevent or reduce the escape of carbon dioxide through the container wall to the outside.
  • the main requirement is to prevent or reduce the penetration of oxygen through the container wall into the stored liquid.
  • the substances suitable for improving the barrier properties can have a toxic effect and, therefore, in the case of filling liquids which are intended for consumption, there is direct contact between the liquids and the substances used to improve the barrier properties must be avoided.
  • a material is arranged at least in regions along an outer surface of the walls facing away from the interior, which material has an intrusion of at least one gas through the walls into the interior.
  • Another object of the present invention is to provide a method of the type mentioned in the introduction in such a way that the production of containers with improved barrier properties is supported with inexpensive production and good recycling properties.
  • the container is coated in the area of an outer surface of the walls at least in regions with a material that counteracts the penetration of at least one gas from an environment of the container through the walls into the interior.
  • the material to improve the barrier properties on the outer surface of the container it is possible to use to use equally inexpensive single-layer preforms and still avoid direct contact between the filled liquid and the substance to improve the barrier properties.
  • the containers can hold different products. For example, drinks, liquid foods, pasty substances or ketchup are considered. It is also possible, for example, to stock pharmaceutical or cosmetic products.
  • a possible realization of the material to improve the barrier properties as a sacrificial substance is that the material has physically absorbing properties.
  • Another class of substance that can be used is characterized in that the material has chemical additive properties on the gas.
  • the material it is also fundamentally possible for the material to have restrained properties due to the molecular arrangement of the material.
  • the material be arranged facing away from the wall. th sleeve-shaped outer cover is enclosed.
  • a label-like design can also be granted.
  • a manufacturing simplification can also be achieved in that the material is formed as part of the shrinkable sleeve-shaped outer cover.
  • Material recycling is supported in that the outer cover can be mechanically separated from the wall.
  • a typical application is that the material has oxygen-retaining properties.
  • Another implementation of the production process is that the material is applied to the outside of the preform before blow molding.
  • Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. Show it:
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a container designed as a bottle
  • FIG. 4 a cross section according to FIG. 3, in which the material for improving the barrier properties is integrated into an outer casing of the container,
  • FIG. 5 a further cross-sectional view corresponding to FIG. 3, in which the material for improving the barrier properties is embedded between two layers of an outer covering,
  • FIG. 6 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) projects beyond the mouth section (2) transversely to 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 forms the side wall of the container.
  • the bottom (7) is rounded.
  • the mouth section (2) can, for example, be provided 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 other designs are also conceivable to enable plug-in closures to be fitted.
  • the wall section (5) has an inner surface (9) and an outer surface (10).
  • the inner surface (9) delimits a preform interior (11).
  • the thickness of a preform wall (14) starting from the neck area (3) in the direction of the wall area (5) can increase with increasing Extend 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 in the direction of the longitudinal axis (8) with a common mouth length (16).
  • the neck area (3) has a neck length (17) in the area 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 help of an inner diameter (20) and an outer 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 region 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) thus has a container length (22) and a container diameter (23) which, in view of the accuracies to be taken into account, is not to be distinguished below with regard to the concrete inside diameter or outside diameter.
  • Fig. 2 shows, among other things, the bottom area of the blow-molded container (13).
  • the container (13) has a side wall (24) and a container base (25).
  • the container bottom (25) consists of a standing 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 act on the preform (1) with 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 made up of several independently controllable heating elements, which are arranged one above the other in the direction of the longitudinal axis (8), more intensive control of the heating elements in the area of the upper extent of the preform in the direction of the mouth section (2) 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) which faces the floor (7).
  • a Heat profiling can also be achieved by arranging the heating elements at different distances in the direction of the longitudinal axis (8).
  • Fig. 3 shows a greatly enlarged partial representation of a cross section through a wall (33) of the container (13).
  • a material (35) for improving the barrier properties is arranged in the area of an outer surface of the wall (33) facing away from the container interior (27).
  • the material (35) thus consists of a sacrificial substance that improves the barrier properties through physical or chemical attachment or reaction with the gases that act.
  • an outer cover (36) can be used.
  • the outer cover (36) can be designed, for example, in the form of a sleeve or as a shrink tube which, after the container (13) has been formed, is pulled over it and shrunk, for example by heating.
  • Fig. 4 shows an embodiment in which the material (35) is contained in the outer cover (36).
  • the combination of the material (35) and the outer cover (36) can be implemented as a shrink tube.
  • the material (35) is arranged between the outer cover (36) and an inner layer (37).
  • the specific embodiment to be selected depends on the application requirements of the specific use.
  • the wall thicknesses of the material (35), the outer cover (36) and the inner layer (37) are used to illustrate the structural design relative to the thickness of the wall (33). shown enlarged.
  • the layers in question are formed more like a film or a film.
  • the barrier properties achieved do not completely prevent gas passage through the wall (33), but merely reduce it to a maximum amount per unit of time. is decorated.
  • This reduction can usually already be achieved in that the material (35) is applied only in the region of the side wall (24) of the container (13).
  • the shoulder area and the container bottom (25) therefore do not necessarily have to be coated with the material (35).
  • Such an arrangement of the material (35) facilitates the use of shrink tubes or shrink labels as the outer cover (36).
  • FIG. 5 The basic structure of a device for shaping the preform (1) into the container (13) is shown in FIG. 5.
  • the device for forming the container (13) consists essentially of a blow molding station (38) which is provided with a blow mold (39) into which a preform (1) can be inserted.
  • the preform (1) can be an injection molded part made of polyethylene terephthalate.
  • the blow mold (39) consists of mold halves (40, 41) and a base part (42) that can be positioned by a lifting device is.
  • the preform (1) can be held in the area of the blowing station (38) by a transport mandrel (43) which, together with the preform (1), passes through a plurality of treatment stations within the device.
  • a connection piston (not shown) 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 (43).
  • a connection piston (not shown) 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 (43).
  • the preform (1) is stretched using a stretching rod (44) which is positioned by a cylinder.
  • a stretching rod (44) which is positioned by a cylinder.
  • the use of curve segments is particularly expedient if a plurality of blowing stations (38) are arranged on a rotating blowing wheel.
  • the use of cylinders is expedient if there are blowing stations (38) arranged in a fixed position.
  • Fig. 7 shows the basic structure of a blowing machine, which is provided with a rotating heating wheel (52) and a rotating blowing wheel (53).
  • a preform outlet (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).
  • a Adequate temperature control of the preforms (1) is transferred to the heating wheel (52), in the area of which the blowing stations (38) are arranged.
  • the finished blown containers (13) are fed to a delivery section (59) by further transfer wheels.
  • thermoplastic material can be used as the thermoplastic material.
  • PET PET, PEN or PP can be used.
  • the preform (1) is expanded during the orientation process by compressed air supply.
  • the compressed air supply is divided into a pre-blowing phase in which gas with a low pressure level is supplied and a subsequent main blowing phase in which gas with a higher pressure level is supplied.
  • 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 blow molding station (38) with a form locking device, which avoids a gap formation in the area of the boundary surfaces of the mold halves (40, 41) by means of a pneumatic preload, despite the internal pressure acting during the main blowing phase .

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Abstract

Die Vorrichtung dient zur Aufnahme von Produkten und ist behälterartig ausgebildet. Der Behälter (13) weist einen von Wandungen (24, 25) bereichsweise umschlossenen Innenraum (27) sowie eine verschliessbare Zugangsöffnung (2) auf. Es liegt eine Ausbildung aus einem thermoplastischen Kunststoff vor, der beispielsweise durch ein Blasverfahren ausgehend von einem Vorformling (1) in eine Behälterkontur der Wandungen umgeformt ist. Mindestens bereichsweise entlang einer dem Behälterinnenraum (27) abgewandten äusseren Oberfläche (33) der Wandungen (24, 25) ist ein Material (35) angeordnet, das einem Eindringen mindestens eines Gases durch die Wandungen (24, 25) hindurch in den Behälterinnenraum (27) hinein entgegenwirkende Eigenschaften aufweist.

Description

Vorrichtung zur Aufnahme von Produkten sowie Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Produkten, die einen von Wandungen bereichsweise umschlossenen Innenraum sowie eine verschließbare Zugangsöffnung aufweist und die aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters, der einen von Wandungen mindestens bereichsweise umschlossenen Innenraum zur Aufnahme von Produkten aufweist .
Ein derartiges Verfahren wird im Hinblick auf eine Blasformung von Behältern beispielsweise in der DE-OS 43 40 291 beschrieben. Möglichkeiten zur Steuerung unterschiedlicher Blasdrücke werden in der DE-OS 41 13 874 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird in der DE-OS 42 12 583 beschrieben.
Bei derartigen Verfahren und mit Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens können in Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungsanforderungen beispielsweise unterschiedlich gestaltete Vorformlinge zu Behältern und insbesondere zu Flaschen umgeformt werden. Die Kon- turgebung der Behälter kann in sehr weiten Grenzen variiert werden.
Ein Vorformling mit einer stufenförmig veränderten Wanddicke ist 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 wesentlichen gleichmäßiger Wanddicke in Richtung seiner Längserstreckung 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 Verwendungen 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 beispielsweise so erfolgen, daß zunächst ein Vorformling aus Po- lyäthylenterephthalat (PET) im Spritzgußverfahren hergestellt wird, und daß nach einer Zwischenlagerung der Vorformling erhitzt sowie anschließend der Blasstation zugeführt wird. Es ist aber auch bekannt, Behälter nach dem Spritz-Blas-Verfahren herzustellen, bei dem ohne Zwischenschaltung einer Erwärmung der Vorformling unmittelbar nach seiner Produktion und nach Erreichen einer ausreichenden Stabilität der Blasstation zugeführt wird. Schließlich ist es auch bekannt, Vorformlinge aus Rohrabschnitten herzustellen, die im Bereich ihres einen Endes verschlossen und im Bereich ihres anderen Endes mit einem geeigneten Mündungsstück versehen werden.
Gemeinsam ist allen Verfahren, daß der Vorformling eine wesentlich kleinere Gestalt aufweist, als der herzustellende Behälter. Der Vorformling wird deshalb innerhalb 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 Formstabilität aufweist, die den Behälter für eine Vielzahl von Verwendungen geeignet macht .
Zur Durchführung des Blasvorganges sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Zum einen ist es möglich, einen einheitlichen Blasdruck zu verwenden, der in den aufzublasenden Vorformling eingeleitet und nach einer ausreichenden Ausformung aus dem fertiggestellten Behälter gegen einen Umgebungsdruck abgelassen wird. Es ist ebenfalls bereits bekannt, zunächst eine Voraufweitung des Vorformlings, die diesen bereits relativ weit an die Form des herzustellenden Behälters annähert, mit einem geringeren Druck durchzuführen, und erst die Ausprägung der feineren Kontur des Behälters mit einem höheren Druck vorzunehmen. Auch bei diesem Verfahren wird nach der Fertigung des Behälters die Blasluft gegen einen Umgebungsdruck entlüftet.
Bekannte Verfahren zur Verbesserung der Barriereeigenschaften verwenden beispielsweise mehrschichtige Vorformlinge, bei denen eine oder mehrere der Schichten spezielle Eigenschaften zur Verringerung der Gaspermeabilität aufweisen. Diese mehrschichtigen Vorformlinge sind jedoch zum einen teuer, zum anderen sind die Möglichkeiten für ein Recycling durch die Materialkombinationen stark vermindert. Ebenfalls ist es bekannt, Copolymere einzusetzen oder Blends, beispielsweise aus PET und PEN, zu verwenden.
Je nach Anwendungsfall können bei der Vorgabe der Barriereeigenschaften unterschiedliche Ziele im Vordergrund stehen. Bei kohlesäurehaltigen Softdrinks besteht die Hauptanforderung darin, ein Entweichen von Kohlendioxyd durch die Behälterwandung hindurch nach außen zu vermeiden beziehungsweise herabzusetzen. Bei einer Bevorratung von Bieren besteht hingegen die Hauptanforderung darin, ein Eindringen von Sauerstoff durch die Behälterwandung hindurch in die bevorratete Flüssigkeit hinein zu vermeiden beziehungsweise zu reduzieren. Generell besteht das Problem, daß die für eine Verbesserung der Barriereeigenschaften geeigneten Substanzen toxisch wirken können und daß deshalb bei einer Abfüllung von Flüssigkeiten, die für den Verzehr vorgesehen sind, ein direkter Kontakt zwischen den Flüssigkeiten und den verwendeten Substanzen zur Verbesserung der Barriereeigenschaften vermieden werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß ohne wesentliche Kostensteigerung die Eigenschaften der hergestellten Behälter in Bezug auf die Lagerfähigkeit von abgefüllten Produkten verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens bereichsweise entlang einer dem Innenraum abgewandten äußeren Oberfläche der Wandungen ein Material angeordnet ist, das ein Eindringen mindestens eines Gases durch die Wandungen hindurch in den Innenraum hinein erschwerende Eigenschaften aufweist.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß die Herstellung von Behältern mit verbesserten Barriereeigenschaften bei preiswerter Fertigung und guten Recyclingeigenschaften unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter im Bereich einer äußeren Oberfläche der Wandungen mindestens bereichsweise mit einem Material beschichtet wird, daß einem Eindringen mindestens eines Gases aus einer Umgebung des Behälters durch die Wandungen hindurch in den Innenraum hinein entgegenwirkt.
Durch die Aufbringung des Materials zur Verbesserung der Barriereeigenschaften auf die äußere Oberfläche des Behälters ist es möglich, für die Behälterformung ver- gleichsweise preiswert herzustellende einschichtige Vorformlinge zu verwenden und trotzdem einen unmittelbaren Kontakt zwischen der abgefüllten Flüssigkeit und der Substanz zur Verbesserung der Barriereeigenschaften zu vermeiden. Bei einer späteren Wiederverwendung im Rahmen eines Recyclings ist es möglich, zunächst das Material zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von der äußeren Oberfläche des Behälters abzulösen und eine separate weitere Behandlung des eigentlichen Behältermaterials und des Materials zur Verbesserung der Barriereeigenschaften durchzuführen.
Die Behälter können unterschiedliche Produkte aufnehmen. Beispielsweise ist an Getränke, flüssige Lebensmittel, pastöse Substanzen oder Ketchup gedacht. Ebenfalls ist beispielsweise eine Bevorratung von pharmazeutischen oder kosmetischen Produkten möglich.
Eine mögliche Realisierung des Materials zur Verbesserung der Barriereeigenschaften als Opfersubstanz besteht darin, daß das Material das Gas physikalisch absorbierende Eigenschaften aufweist.
Eine andere verwendbare Stoffklasse wird dadurch charakterisiert, daß das Material das Gas chemisch anlagernde Eigenschaften aufweist.
Ebenfalls ist es grundsätzlich möglich, daß das Material das Gas durch die materialmäßige Molekularanordnung zurückhaltende Eigenschaften aufweist. Zur Vermeidung eines unmittelbaren Kontaktes eines Benutzers mit der Opfersubstanz wird vorgeschlagen, daß das Material von einer der Wandung abgewandt angeordne- ten hülsenförmigen äußeren Abdeckung umschlossen ist . Gemäß einer anderen Ausführungsform kann auch eine etikettartige Gestaltung gewährt werden.
Eine einfache fertigungstechnische Herstellung wird dadurch unterstützt, daß die hülsenförmige äußere Abdek- kung auf die Wandung aufgeschrumpft ist.
Eine fertigungstechnische Vereinfachung kann auch dadurch erzielt werden, daß das Material als Teil der aufschrumpfbaren hülsenförmigen äußeren Abdeckung ausgebildet ist.
Ein Materialrecycling wird dadurch unterstützt, daß die äußere Abdeckung mechanisch von der Wandung trennbar ist.
Eine typische Anwendung besteht darin, daß das Material Sauerstoffzurückhaltende Eigenschaften aufweist.
Ein Kontakt der Blasformen mit der Opfersubstanz kann dadurch vermieden werden, daß das Material außenseitig auf den zuvor fertiggeblasenen Behälter aufgetragen wird.
Eine andere Realisierung des Produktionsverfahren besteht darin, daß das Material vor einer Blasverformung außenseitig auf den Vorformling aufgetragen wird. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Vorformling,
Fig. 2: einen Längsschnitt durch einen als Flasche ausgebildeten Behälter,
Fig. 3: eine vergrößerte teilweise Querschnittdarstellung durch eine Behälterwandung, auf die außenseitig ein Material zur Verbesserung der Barriereeigenschaften sowie eine zusätzliche Umhüllung aufgebracht ist,
Fig. 4: einen Querschnitt gemäß Fig. 3, bei dem das Material zur Verbesserung der Barriereeigenschaften in eine äußere Umhüllung des Behälters integriert ist,
Fig. 5: eine weitere Querschnittdarstellung entsprechend Fig. 3, bei dem das Material zur Verbesserung der Barriereeigenschaften zwischen zwei Lagen einer äußeren Umhüllung eingebettet ist,
Fig. 6: einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird
und
Fig. 7: eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaues einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern. Ein Vorformling (1) besteht entsprechend der Ausführungsform in Fig. 1 aus einem Mündungsabschnitt (2) , einem den Mündungsabschnitt (2) von einem Halsbereich (3) trennenden Stützring (4) , einem den Halsbereich (3) in einen Wandungsabschnitt (5) überleitenden Schulterbereich (6) sowie einem Boden (7) . Der Stützring (4) überkragt den Mündungsabschnitt (2) quer zu einer Längsachse (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 Wandungs- abschnitt (5) im wesentlichen die Seitenwandung des Behälters aus. Der Boden (7) ist gerundet ausgebildet.
Der Mündungsabschnitt (2) kann beispielsweise mit einem Außengewinde (12) versehen sein, das es ermöglicht, beim fertigen Behälter (13) einen Schraubverschluß aufzusetzen. Es ist aber ebenfalls möglich, den Mündungsabschnitt (2) mit einer Außenwulst zu versehen, um eine Angriffsfläche für einen Kronkorken zu schaffen. Darüber hinaus sind auch eine Vielzahl weiterer Gestaltungen 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 Vorformlingsinnenraum (11) .
Im Schulterbereich (6) kann sich die Dicke einer Vorformlingswandung (14) ausgehend 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 Längsachse (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 Halslänge (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 Dimensionierung des Vorformlings (1) erfolgt mit Hilfe eines Innendurchmessers (20) und eines Außendurchmessers (21) , die im annähernd zylinderisch verlaufenden Wandungsbereich (5) gemessen werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten flaschenförmigen Behälter (13) sind im wesentlichen unverändert der Mündungs- abschnitt (2) und der Stützring (4) anzutreffen. Der weitere Bereich des Behälters (13) ist durch die durchgeführte biaxiale Orientierung sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung relativ zum Vorformling (1) expandiert. Der Behälter (13) weist hierdurch eine Behälterlänge (22) und einen Behälterdurchmesser (23) auf, der in Anbetracht der zu berücksichtigenden Genauigkeiten im Folgenden nicht bezüglich des konkreten Innendurchmessers beziehungsweise Außendurchmessers unterschieden werden soll.
Fig. 2 zeigt unter anderem den Bodenbereich des blasgeformten Behälters (13) . Der Behälter (13) weist eine Seitenwandung (24) und einen Behälterboden (25) auf. Der Behälterboden (25) besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Standring (26) und einem in Richtung auf einen Behälterinnenraum (27) nach innen gewölbtem Dom (28) . Der Dom (28) ist aus einer Domschräge (29) und einem Zentrum (30) ausgebildet.
Der Behälter (13) weist eine Behältermündungslänge (31) und eine Behälterhalslänge (32) auf, wobei zumindest die Behältermündungslänge (31) in der Regel gleich der Mündungslänge (16) des Vorformlings (1) ist.
Eine Beheizung des Vorformlings (1) vor dem Orientierungsvorgang ist in unterschiedlichen Variationen denkbar. Bei einer Verwendung einer tunnelartigen Heiz- strecke erfolgt die Temperierung lediglich in Abhängigkeit von der Verweildauer. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, Heizstrahler zu verwenden, die den Vorformling (1) mit Infrarot- oder HochfrequenzStrahlung beaufschlagen. 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 aus mehreren unabhängig voneinander ansteuerbaren Heizelementen ausgebildet, die in Richtung der Längsachse (8) übereinander angeordnet sind, so kann durch eine intensivere An- steuerung der Heizelemente im Bereich der in Richtung auf den Mündungsabschnitt (2) oberen Ausdehnung des Vorformlings (1) im verdickten Bereich des Wandungsabschnittes (5) eine höhere Wärmeenergie eingestrahlt werden, als in dem Bereich des Wandungsabschnittes (5) , der dem Boden (7) zugewandt ist. Bei lediglich gleichmäßig ansteuerbaren Heizstrahlern kann eine derartige Wärmeprofilierung auch durch eine Anordnung der Heizelemente mit in Richtung der Längsachse (8) unterschiedlichen Abständen realisiert werden.
Fig. 3 zeigt eine stark vergrößerte teilweise Darstellung eines Querschnittes durch eine Wandung (33) des Behälters (13) . Im Bereich einer dem Behälterinnenraum (27) abgewandten äußeren Oberfläche der Wandung (33) ist mindestens bereichsweise ein Material (35) zur Verbesserung der Barriereeigenschaften angeordnet. Insbesondere ist daran gedacht, das Material (35) aus einer Substanz auszubilden, die von außen einwirkende spezielle gasförmige Substanzen bindet oder anlagert. Das Material (35) besteht somit bei derartigen Ausführungs- formen aus einer Opfersubstanz, die die Barriereeigenschaften durch physikalische oder chemische Anlagerung beziehungsweise Reaktion mit einwirkenden Gasen verbessert. Zur Vermeidung eines unmittelbaren Kontaktes eines Benutzers mit dem Material (35) kann eine äußere Abdeckung (36) verwendet sein. Die äußere Abdeckung (36) kann beispielsweise hülsenförmig oder als ein Schrumpfschlauch ausgebildet sein, der nach der Formung des Behälters (13) über diesem gezogen und beispielsweise durch Erwärmung aufgeschrumpft wird.
In fertigungstechnischer Hinsicht ist es beispielsweise möglich, zunächst den Behälter (13) zu blasen, anschließend das Material (35) auf vorgesehene Bereiche der äußeren Oberfläche (34) aufzubringen und anschließend die äußere Abdeckung (36) zu positionieren. Ebenfalls ist es aber auch denkbar, das Material (35) gemeinsam mit der äußeren Abdeckung (36) auf die Wandung (33) aufzubringen. Fig. 4 zeigt eine Ausfuhrungsform, bei der das Material (35) in der äußeren Abdeckung (36) enthalten ist. Auch bei dieser Ausfuhrungsform kann die Kombination aus dem Material (35) und der äußeren Abdeckung (36) als ein Schrumpfschlauch realisiert sein.
Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 5 ist das Material (35) zwischen der äußeren Abdeckung (36) und einer Innenlage (37) angeordnet. Die jeweils konkret zu wählende Ausfuhrungsform hängt von den Anwendungsanforderungen der speziellen Verwendung ab.
Bei den in Fig. 3 bis Fig. 5 dargestellten Ausführungs- formen sind die Wanddicken des Materials (35) , der äußeren Abdeckung (36) und der Innenlage (37) zur Verdeutlichung des konstruktiven Aufbaues relativ zur Dik- ke der Wandung (33) vergrößert abgebildet. Bei einer tatsächlichen Realisierung sind die betreffenden Lagen eher filmartig oder folienartig ausgebildet .
Im Rahmen von Recyclingmaßnahmen ist es ohne weiteres möglich, das Material (35) und die äußere Abdeckung (36) , gegebenenfalls gemeinsam mit einer Innenlage (37) , von der Wandung (33) abzureißen und von dieser zu separieren. Eine Vermengung mit dem Material der Wandung (33) bei nachfolgenden Zerkleinerungsschritten kann hierdurch vermieden werden.
In der Regel ist es ausreichend, wenn durch die realisierten Barriereeigenschaften ein Gasdurchtritt durch die Wandung (33) nicht vollständig verhindert, sondern lediglich auf eine maximale Menge je Zeiteinheit redu- ziert wird. Diese Reduktion kann in der Regel bereits dadurch erreicht werden, daß das Material (35) lediglich im Bereich der Seitenwandung (24) des Behälters (13) aufgebracht wird. Der Schulterbereich und der Be- hälterboden (25) brauchen deshalb nicht unbedingt mit dem Material (35) beschichtet werden. Eine derartige Anordnung des Materials (35) erleichtert die Verwendung von Schrumpfschlauchen beziehungsweise Schrumpfetiket- ten als äußere Abdeckung (36) .
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung des Vorformlings (1) in den Behälter (13) ist in Fig. 5 dargestellt.
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (13) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (38) , die mit einer Blasform (39) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyäthylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (39) und zur Ermöglichung eines Heraus- nehmens des fertigen Behälters besteht die Blasform (39) aus Formhälften (40,41) und einem Bodenteil (42), das von einer Hubvorrichtung positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (38) von einem Transportdorn (43) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (39) einzusetzen. Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (39) ein nicht abgebildeter Anschlußkolben angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (43) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt mit Hilfe einer Reckstange (44) , die von einem Zylinder positioniert wird. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, eine mechanische Positionierung der Reckstange (44) über Kurvensegmente durchzuführen, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (38) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind. Eine Verwendung von Zylindern ist zweckmäßig, wenn ortsfest angeordnete Blasstationen (38) vorgesehen sind.
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen des Mündungs- abschnittes (2) ist gemäß Fig. 6 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (45) im Bereich der Blasform (39) vorgesehen.
Fig. 7 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einem rotierenden Heizrad (52) sowie einem rotierenden Blasrad (53) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingsausgabe (54) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern (55,56) in den Bereich des Heizrades (52) transportiert. Entlang des Heizrades (52) sind Heizstrahler (57) sowie Gebläse (58) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Heizrad (52) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (38) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (13) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (59) zugeführt.
Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (13) umformen zu können, daß der Behälter (13) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (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 Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch DruckluftZuführung. Die Druckluftzuführung ist 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 während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt. Zur Gewährleistung einer exakten Kontur des Behälters (13) ist vorgesehen, die Blasstation (38) mit einer Formzuhaltung zu versehen, die durch eine pneumatische Vorspannung trotz des wirkenden Innendruckes während der Hauptblasphase eine Spaltbildung im Bereich der Begrenzungsflächen der Formhälften (40,41) vermeidet.
Außer dem bereits erläuterten Blasverfahren können auch andere formgebende Verfahren zur Behälterformung verwendet werden. Beispielsweise ist die Herstellung auch durch Thermoformen, Spritzgießen oder Extrusionsblasen möglich.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Aufnahme von Produkten, die einen von Wandungen bereichsweise umschlossenen Innenraum sowie eine verschließbare Zugangsöffnung aufweist und die aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bereichsweise entlang einer dem Behälterinnenraum (27) abgewandten äußeren Oberfläche (34) der Wandungen (33) ein Material (35) angeordnet ist, das ein Eindringen mindestens eines Gases durch die Wandungen hindurch in den Behälterinnenraum (27) hinein erschwerende Eigenschaften aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) das Gas physikalisch absorbierende Eigenschaften aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) das Gas chemisch anlagernde Eigenschaften aufweist .
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) das Gas durch die materialmäßige Molekularanordnung zurückhaltende Eigenschaften aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) von einer der Wandung (33) abgewandt angeordneten hulsenformigen äußeren Abdeckung (36) umschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige äußere Abdeckung (36) auf die Wandung (33) aufgeschrumpft ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) als Teil der aufschrumpfbaren hulsenformigen äußeren Abdeckung (36) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff durch ein Blasverfahren ausgehend von einem Vorformling zu einer Behälterkontur der Wandungen umgeformt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) etikettartig aufgebracht ist .
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Abdeckung (36) mechanisch von der Wandung (33) trennbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) Sauerstoffzurückhaltende Eigenschaften aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Behälters, der einen von Wandungen mindestens bereichsweise umschlossenen Innenraum zur Aufnahme von Produkten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (13) im Bereich einer äußeren Oberfläche (34) der
Wandungen (33) mindestens bereichsweise mit einem Material (35) beschichtet wird, das einem Eindringen mindestens eines Gases aus einer Umgebung des Behälters (13) durch die Wandungen (33) hindurch in den Behälterinnenraum (27) hinein entgegenwirkt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vom Material (35) absorbiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vom Material (35) chemisch angelagert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit dem Material (35) chemisch reagiert .
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) einem Eindringen des Gases durch eine ausreichend dichte molekulare Anordnung entgegenwirkt .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ausgehend von einem Vorformling aus einem thermoplastischen Kunststoff blasgeformt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) außenseitig auf den zuvor fertiggeblasenen Behälter (13) aufgetragen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) außenseitig mindestens bereichsweise von einer Hülle umschlossen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle thermisch aufgeschrumpft wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) mindestens bereichsweise innerhalb der Hülle angeordnet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) vor einer Blasverformung außenseitig auf den Vorformling (1) aufgetragen wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (35) einem Eindringen von Sauerstoff entgegenwirkt.
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