WO2008031447A1 - Preform sowie verfahren zur herstellung von kunststoffflaschen - Google Patents

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Robert Siegl
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Alpla-Werke Alwin Lehner Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a preform for a plastic bottle, in particular for PET bottles which can be produced in a stretch blow molding process.
  • the invention also relates to a method for producing a plastic bottle from a preform in a stretch blow molding process according to the preamble of the independent method claim ,
  • plastic containers The usual in the past containers made of white or stained, glass or ceramic are increasingly being replaced by plastic containers.
  • plastic containers are used for the packaging of pourable media, such as cleaning utensils, personal care products, cosmetics, automotive media, etc.
  • the low weight and the lower costs certainly play a significant role in this substitution.
  • the use of recyclable plastic materials and the overall more favorable overall energy balance in their production also contribute to the consumer's acceptance of plastic containers, in particular of plastic bottles.
  • the most commonly used plastic bottles are made of polyethylene terephthalate or PET or its slightly modified copolyesters and are usually produced in a so-called injection stretch blow molding process. These methods are a combination of injection molding and blow molding.
  • a preform is first produced in an injection molding process in an injection mold.
  • flow molding processes for the production of preforms have been proposed.
  • the preform has a substantially elongated, cylindrical body, at one longitudinal end of a bottom is formed.
  • a support ring separates the body from a neck portion with a pouring spout.
  • This neck section usually already has the later shape of the neck of the bottle.
  • threaded portions or the like are usually already formed for the determination of a closure part.
  • the preform is manufactured according to its was demolded from the injection mold in a plastic injection molding process, conditioned as required and introduced into a bias mold of a biasing machine in which it was inflated with overpressure to the desired shape and additionally stretched with a stretching mandrel.
  • An injection blow molding process is also already known in which the blowing process takes place directly after the injection of the preform.
  • the preform remains on the injection mandrel, and a part of the injection mold forms a portion of the blow mold.
  • the poorly stretched material in preform start-up often also has a lower temperature and tensile / pressure resistance. This can lead to skewed or stretched necks and the like problems, especially at elevated temperatures.
  • plastic bottles from the beverage industry which are under a nitrogen or carbon dioxide internal pressure.
  • plastic bottles used in the aerosol industry are also affected, as these plastic bottles are exposed to an internal pressure of nitrogen, carbon dioxide, propane, butane, CFCs, HFCs or mixtures of the gases mentioned.
  • the problems can occur especially in plastic bottles with a filling volume of about 50 ml to about 660 ml and an internal pressure of 0.5 bar to about 5 bar at temperatures of 15 ° C to about 35 ° C.
  • a preform for the production of plastic bottles, in particular PET bottles created, which has a rigid, substantially elongated body having at its one longitudinal end a bottom. At its opposite longitudinal end, the body of the preform adjoins a neck section provided with a pouring opening, which is separated from the body by a radially projecting, flange-like support ring and has a preform start-up below the support ring.
  • the preform has an outer diameter of 17.4 mm - 21. 4 mm measured at the transition from the body to the ground and a wall thickness of 3.4 mm to 4.4 mm.
  • Prefom has a wall thickness of 1.4 mm - 2.2 mm at the Preform start-up.
  • the outer diameter at Pref orm- start-up is dimensioned such that it has a distance to the Blasformwandung inserted in the blow mold preform, which is 1.2 mm - 3 mm.
  • the combination of features according to the invention allows an optimal longitudinal stretching of the preform start-up.
  • the preform start only comes into contact with the blow mold wall after it has been sufficiently stretched. As a result, unwanted accumulation of material in Preform startup can be avoided. If the preform start-up comes too early into contact with the blow-molding wall, it is cooled, the plastic solidifies and can not be further stretched in this area. Due to the optimal stretching of the preform in the preform approach, the plastic material has the required resistance to temperature and tensile / compressive loads.
  • the combination of features according to the invention permits global drawing ratios between 8 and 16, which gives the manufacturer great freedom in terms of the shape of the plastic bottles.
  • the preform is designed for a longitudinal stretch ratio of 2 - 5. In these longitudinal stretching ratios optimal properties of the plastics used can be achieved.
  • the preform advantageously has an outer diameter of 24.2 mm to 25.2 mm for the production of plastic fabric bottles used in the beverage industry at the preform start-up.
  • Preforms for use in the aerosol industry advantageously have an outside diameter of 27.7 mm - 28.7 mm at the preform start-up.
  • the preform touches the blow molding wall too early and the plastic can no longer be stretched sufficiently. If the outside diameter of the preform is too small, there is a risk that the preform can not be sufficiently inflated at this point. This can lead to problems with systems that are downstream of the stretch blow molding.
  • PET or its copolyesters in particular with isophthalic acid, prove to be very advantageous in terms of their mechanical, thermal and chemical properties.
  • Kuriststoffflasch ⁇ n which are made of a erfindungsgernässen Pref orrn process in a stretch blow, also have no vulnerability at the transition from the bottle neck to the bottle body. Unwanted accumulations of material due to insufficient stretching are avoided.
  • the bottles also have sufficient thermal resistance and high tensile / pressure resistance at the transition. The problem of slanted or extended necks is eliminated.
  • a preform having a rigid, substantially elongated body which has a bottom at one longitudinal end and adjacent at its opposite longitudinal end to a provided with a pouring neck portion of a radially projecting , flange-like support ring is separated from the body, and below the support ring has a preform, inserted into a blow mold and stretched there with a stretching mandrel and inflated by overpressure according to the mold cavity of the blow mold and demolded the finished plastic bottle.
  • the preform is inserted into the blow mold in such a way that the preform start-up of the blow mold wall is at a distance of 1.2 to 3 mm.
  • the preform start-up is stretched by the stretching mandrel, without bringing the preform start-up into contact with the blow-molding wall. Only in a subsequent process step, the body of the preform is stretched in terms of its length and its diameter.
  • the process step of stretching the preform run is carried out at the usual stretching speeds within the first 200 ms of the stretch blow molding process.
  • the preform is deformed in the blow mold with a longitudinal draw ratio of 2 to 5.
  • a preform is inserted into the blow mold, which at the transition from the body to the bottom has an outer diameter of 17.4 mm - 21. 4 mm and a wall thickness of 3.4 mm to 4.4 mm and at the preform start a wall thickness of 1.4 mm - 2.2 mm ,
  • the tensile force of the preform body is proportional to the cross-section to be stretched, which is determined by the wall thickness and by the outer diameter of the preform body. With a smaller outer diameter, the tensile force drops below the required level. With a larger outer diameter, the tensile force increases. This can lead to an overstretching of preforming and to an undesirable color change, usually whitewashed.
  • the preform used in the blow mold advantageously has an outside diameter of 24.2 mm to 25.2 mm at the preform start.
  • preforms are used in the blow mold, whose Pref orm- start-up has an outer diameter of 27.7 to 28.7 mm. With a larger outer diameter, the preform touches the Blasformwandung too soon. The plastic material cools down and can no longer be stretched to the desired extent. If the outside diameter is too small, there is a risk that the preform will no longer be fully filled in the preform start-up area. is constantly inflated and there are problems with the dimensional accuracy of the ready-blown plastic stuffer bottle.
  • FIG. 2 shows an axially sectioned illustration of the preform used in a blow mold from FIG. 1.
  • the preform 1 usually consists of PET or its copolyesters, in particular with isophthalic acid.
  • the preform 1 has a rigid, substantially elongate body 2, which has a bottom 5 at its one longitudinal end. At its opposite longitudinal end, the body 2 of the preform 1 adjoins a neck portion 3 provided with a pouring opening 6, which is separated from the body 2 by a radially projecting, flange-like support ring 4.
  • the preform On the representation of threaded portions or the like, which are formed on the neck portion 3 of the preform 1, has been omitted for reasons of clarity. Below the support ring, the preform has a preform A start-up.
  • the preform approach A is located on the outside of the preform, 5 mm below the support ring 4 and extends annularly around the preform 1.
  • the preform 1 has a measured at the transition from the body 2 to the bottom 5 outside diameter s of 17.4 mm - 21. 4 mm. Its wall thickness t is 3.4 mm to 4.4 mm at the transition.
  • the preform has a wall thickness of 1.4 mm - 2.2 mm.
  • the outer diameter a at preform A for preforms 1 for the production of bottles for the beverage industry is 24.2 mm - 25.2 mm.
  • the outside diameter a of the preform 1 at the preform start A is 27.7 mm - 28.7 mm.
  • the preform 1 according to the invention permits global stretch ratios of 8 to 16.
  • the global draw ratio is defined as the product of the length stretch ratio and the diameter stretch ratio.
  • the length-stretch ratio results from the ratio of the length of the stretch-blown bottle to the length of the preform.
  • the length of the bottle is given by the unwound length from the support ring to the bottom of the bottle.
  • the length of the preform is defined as the mean unwound length from the support ring to the bottom of the preform due to its greater wall thickness.
  • the diameter-stretch ratio results from the ratio of the outside diameter of the bottle to the outside diameter of the preform. Due to the relatively large wall thickness of the preform, the outer diameter at the transition from the body 2 of the preform 1 to the base 5 of the preform 1 is considered to be the outer diameter of the preform. The outer diameter of the bottle is its maximum outer diameter.
  • the inventive preform 1 is designed to achieve length-stretch ratios of 2-5.
  • FIG. 2 shows the preform 1 inserted into a blow mold 10.
  • the blow mold 10 consists, for example, of two blow mold halves whose blow mold walls 12 define a mold cavity 11 in the closed state.
  • the body 2 of the preform 1 projects into the blow mold cavity 11.
  • the preform 1 is supported via the support ring 4 on the upper side 13 of the blow mold 10.
  • the preform 1 is inserted into the blow mold 10 in such a way that the preform start A to the blow mold wall 12 has a spacing provided with the reference sign d, which is 1.2 mm - 3 mm.
  • the distance of the preform A to Blasformwandung 12 ensures in conjunction with the outer diameter s of the preform and the wall thicknesses b, t at the preform A and at the transition from the body 2 to the bottom 5 of the preform 1 optimal stretching of the preform at Preform Start A.
  • the preform start A is first drawn within the first approximately 200 ms, without this coming into contact with the blow mold wall 12.
  • the dimensioning of the preform 1 ensures a sufficiently large tensile force on the prestressing during the longitudinal stretching. Form-start A, so that enough material is removed from there.
  • the longitudinal stretching and the diameter extension of the body 2 of the preform 1 take place immediately after the longitudinal stretching of the preform A. Only in this subsequent process step in which the preform 1 is completely completed by the blowing pressure is inflated, the preform start-up A comes into abutment with the Blasformwandung 12, where it is cooled so far that the plastic material solidifies. The finished blown plastic bottle is finally removed from the mold.
  • the preform according to the invention and the process control according to the invention in the stretch blow-molding process allow optimum longitudinal stretching of the preform s.
  • the Pref orm start-up comes only in plant to Blasformwandung after he has been sufficiently stretched. As a result, unwanted accumulation of material in Preform startup can be avoided.
  • the plastic material Due to the optimal stretching of the preform in Pref orm- startup, the plastic material has the required resistance to temperature and tensile / compressive loads.
  • the combination of features or process control according to the invention permits global draw ratios of between 8 and 16, which gives the manufacturer great freedom in terms of shaping the plastic bottle.

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Abstract

Es ist ein Preform sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, beschrieben, der einen starren, im wesentlichen länglichen Körper (2) aufweist, der an seinem einen Längsende einen Boden (5) aufweist. An seinem gegenüberliegenden Längsende grenzt der Körper (2) des Preforms (1) an einen mit einer Ausgiessöffnung (6) versehenen Halsabschnitt (3), der durch einen radial abragenden, flanschartigen Supportring (4) vom Körper (2) getrennt ist, und unterhalb des Supportrings (4) einen Preform-Anlauf (A) aufweist. Der Preform (1) weist einen am Übergang vom Körper (2) zum Boden (5) gemessenen Aussendurchmesser von 17.4 mm - 21.4 mm und dort eine Wandstärke von 3.4 mm bis 4.4 mm auf. Weiters besitzt der Prefom (1) am Preform-Anlauf (A) eine Wandstärke von 1.4 mm - 2.2 mm. Der Aussendurchmesser am Preform-Anlauf (A) ist derart bemessen, dass er bei in die Blasform (10) eingesetztem Preform (1) einen Abstand (d) zur Blasformwandung (12) aufweist, der 1.2 mm - 3 mm beträgt.

Description

PREFORM SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KUNSTSTOFFFLASCHEN
Die Erfindung betrifft einen Pref orm für eine Kunststoffflasche, insbesondere für in einem Streckblasverfahren herstellbare PET-Flaschen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffflasche aus einem Pref orm in einem Streckblasprozess gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs.
Die in der Vergangenheit üblichen Behältnisse aus Weiss- oder Buntblech, aus Glas oder auch aus Keramik werden in zunehmendem Masse von Behältnissen aus Kunststoff abgelöst. Insbesondere für die Verpackung von schüttfähige Medien, beispielsweise von Reinigungsutensilien, Körperpflegemitteln, Kosmetika, Kfz-Medien, usw., kommen hauptsächlich Kunststoffbehältnisse zum Einsatz. Das geringe Gewicht und die geringeren Kosten spielen sicher eine nicht unerhebliche Rolle bei dieser Substitution. Die Verwendung rezyklierbarer Kunststoffmaterialien und die insgesamt günstigere Gesamtenergiebilanz bei ihrer Herstellung tragen auch dazu bei, die Akzeptanz von Kunststoffbehältnissen, insbesondere von Kunststoffflaschen, beim Konsumenten zu fördern.
Die am häufigsten eingesetzten Kunststoffflaschen bestehen aus Polyethylenterephtha- lat bzw. PET oder dessen leicht abgewandelten Copolyestern und werden meist in einem sogenannten Spritzstreckblasverfahren hergestellt. Bei diesen Verfahren handelt es sich um eine Kombination aus Spritzgiessen und Blasformen. Dabei wird zunächst in einem Spritzgiessprozess in einer Spritzform ein Pref orm hergestellt. Neuerdings sind auch Fliesspressverfahren zur Herstellung von Preforms vorgeschlagen worden. Der Preform weist einen im wesentlichen länglichen, zylindrischen Körper auf, an dessen einem Längsende ein Boden ausgebildet ist. Ein Supportring trennt den Körper von einem Halsabschnitt mit einer Ausgiessöffnung. Dieser Halsabschnitt weist übli- cherweise bereits die spätere Form des Flaschenhalses auf. An der Aussenseite dieses Halsabschnitts sind auch meist bereits Gewindeabschnitte oder dergleichen für die Festlegung eines Verschlussteils ausgebildet. Der Preform wird nach seiner Herstel- hing in einem Kunststoffspritzverfahren aus der Spritzform entformt, bei Bedarf konditioniert und in eine Biasform einer Biasmaschine eingebracht, in weicher er schiiess- lich mit Überdruck auf die gewünschte Form aufgeblasen und zusätzlich mit einem Reckdorn verstreckt wird. Es ist auch bereits ein Spritzblasverfahren bekannt, bei dem der Blasprozess direkt anschliessend an das Spritzen des Pref orms erfolgt. Der Preform verbleibt dabei auf dem Spritzdorn, und ein Teil der Spritzform bildet einen Abschnitt der Blasform.
Im Streckblasverfahren des reinen PET und dessen leicht abgewandelten Copolyestern, vor allem mit Isophthalsäure, haben sich gewisse Streckverhältnisse etabliert, wobei die Auslegung der Preforms (Rohlinge) üblicherweise durch ein Längs-Streckverhält- nis von 2 bis 4 und ein Durchmesser-Streckverhältnis von 2 - 5 festgelegt ist. Das globale Streckverhältnis, das als das Produkt der beiden Streckverhältnisse definiert ist, beträgt dabei in der Regel zwischen 6 und 14. Der Übergang zwischen dem nicht ver- reckten Hals und dem verstreckten Körper der Flasche stellt bekanntermassen einen Schwachpunkt dar, da das Material hier schlecht verstreckt wird. Vielfach kommt es in diesem Bereich, der auch als Preform- Anlauf bezeichnet wird, zu einer Materialverschwendung durch unnötige Materialanhäufungen, was mit Hinblick auf die Materialkosten äusserst unerwünscht ist. Das schlecht verstreckte Material im Preform- Anlauf weist oft auch eine geringere Temperatur- und Zug-/ Druckbeständigkeit auf. Dies kann insbesondere bei erhöhten Temperaturen zu schiefen oder aufgedehnten Hälsen und dergleichen Problemen führen. Besonders betroffen von der geschilderten Problematik sind Kunststoffflaschen aus der Getränkeindustrie, die unter einem Stickstoffoder Kohlendioxid-Innendruck stehen. Aber auch in der Aerosol-Industrie eingesetzte Kunststoffflaschen sind davon betroffen, werden diese Kunststoffflaschen im Einsatz doch einem Innendruck von Stickstoff, Kohlendioxid, Propan, Butan, FCKW, FKW oder Mischungen der genannten Gase ausgesetzt. Die Probleme können vor allem bei Kunststoffflaschen mit einem Füllvolumen von ca. 50 ml bis ca. 660 ml und einem Innendruck von 0,5 bar bis etwa 5 bar bei Temperaturen von 15°C bis ca. 35°C auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Preform für die Herstellung von Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, in einem Streckblasverfahren da- hingehend zu verbessern, dass den geschilderten Problemen abgeholfen wird. Materi- Sj.ver sei iwεnu ungen iruGige von lOKaiβn iviatericLaruiauiungcn souen angesiciits Knap- per Resourcen und gesteigerten Umweltbewusstseins vermieden werden. Schwachstellen im Bereich des Pref orm- Anlauf s sollen vermieden werden. Es soll ein Preform geschaffen werden, der in den bekannten Streckblasanlagen verarbeitbar ist. Die fertige streckgeblasen Kunststoffflasche soll auf konventionelle Art in den Abfüllanlagen eingesetzt werden können. Die geforderten mechanischen Festigkeiten und die thermische Stabilität der daraus gefertigten Kunststoffflasche müssen gewährleistet bleiben. Der Preform soll im Spritzgiessverfahren oder auch in einem Fliesspressverfahren massentechnisch herstellbar sein.
Die Lösung dieser teils widersprüchlichen Aufgaben besteht in einem Preform für in einem Streckblasverfahren herstellbare Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, welcher die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 aufgelisteten Merk- male aufweist. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffflasche aus einem Preform in einem Streckblasprozess gelöst, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des unabhängigen Verfahrensanspruchs aufgelisteten Verfahrensschritte aufweist.
Durch die Erfindung wird ein Preform zur Herstellung von Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, geschaffen, der einen starren, im wesentlichen länglichen Körper besitzt, der an seinem einen Längsende einen Boden aufweist. An seinem gegenüberliegenden Längsende grenzt der Körper des Preforms an einen mit einer Aus- giessöffnung versehenen Halsabschnitt, der durch einen radial abragenden, flanschartigen Supportring vom Körper getrennt ist, und unterhalb des Supportrings einen Preform- Anlauf aufweist. Der Preform weist einen am Übergang vom Körper zum Boden gemessenen Aussendurchmesser von 17.4 mm - 21. 4 mm und eine Wandstärke von 3.4 mm bis 4.4 mm auf. Weiters besitzt der Prefom am Preform- Anlauf eine Wandstär- ke von 1.4 mm - 2.2 mm. Der Aussendurchmesser am Pref orm- Anlauf ist derart bemessen, dass er bei in die Blasform eingesetztem Preform einen Abstand zur Blasformwandung aufweist, der 1.2 mm - 3 mm beträgt. Die erfindungsgemässe Merkmalskombination erlaubt eine optimale Längs- Verstreckung des Pr eform- Anlaufs. Der Preform- Anlauf kommt erst in Anlage zur Blasformwandung, nachdem er ausreichend verstreckt worden ist. Dadurch können unerwünschte Materialanhäufungen im Preform- Anlauf vermieden werden. Kommt der Preform- Anlauf nämlich zu früh in Anlage zur Blasformwandung, wird dieser gekühlt, der Kunststoff erstarrt und kann in diesem Bereich nicht weiter verstreckt werden. Durch die optimale Verstreckung des Preforms im Preform- Anlauf weist das Kunststoffmaterial die erforderlichen Beständigkeiten hinsichtlich Temperatur und Zug-/ Druckbelastung auf. Die erfindungsgemässe Merkmalskombination erlaubt globale Verstreckungsverhältnisse zwischen 8 und 16, was dem Hersteller grosse Freiheiten hinsichtlich der Formgebung für die Kunststoffflaschen einträgt.
Mit Hinblick darauf, dass die eingesetzten Kunststoffe durch die Verstreckung ihre physikalischen Eigenschaften zum Teil sehr stark ändern, ist der Preform für ein Längs-Streckverhältnis von 2 - 5 ausgebildet. Bei diesen Längs-Streckverhältnissen sind optimale Eigenschaften der eingesetzten Kunststoffe erzielbar.
Der Preform weist für die Herstellung von in der Getränkeindustrie eingesetzte Kunst- Stoffflaschen am Preform- Anlauf mit Vorteil einen Aussendurchmesser von 24.2 mm bis 25.2 mm auf. Preforms für den Einsatz in der Aerosolindustrie weisen mit Vorteil am Preform- Anlauf einen Aussendurchmesser von 27.7 mm - 28.7 mm auf. Bei grosseren Aussendurchmessern oder kleineren Wandstärken im Preform- Anlauf berührt der Preform die Blasformwandung zu früh, und der Kunststoff kann nicht mehr ausrei- chend verstreckt werden. Bei zu kleinen Aussendurchmessern im Bereich des Preform Anlaufs besteht die Gefahr, dass der Preform an dieser Stelle nicht ausreichend aufgeblasen werden kann. Dies kann zu Problemen mit Systemen führen, die der Streckblasanlage nachgeschaltet sind.
Als Materialien für den Preform erweisen sich PET oder dessen Copolyestem, insbesondere mit Isophthalsäure, als sehr vorteilhaft hinsichtlich ihrer mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften. Kuriststoffflaschεn, die aus einem erfindungsgernässen Pref orrn in einem Streckblas- prozess hergestellt sind, weisen auch am Übergang vom Flaschenhals zum Flaschenkörper keine Schwachstelle auf. Unerwünschte Materialanhäufungen infolge unzurei- chender Verstreckung sind vermieden. Die Flaschen weist auch am Übergang eine ausreichende thermische Beständigkeit und eine hohe Zug-/ Druckbeständigkeit auf. Das Problem schiefer oder ausgedehnter Hälse ist beseitigt.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffflasche in einem Streckblasprozess wird ein Preform mit einem starren, im wesentlichen länglichen Körper, der an seinem einen Längsende einen Boden aufweist und an seinem gegenüberliegenden Längsende an einen mit einer Ausgiessöffnung versehenen Halsabschnitt angrenzt, der von einem radial abragenden, flanschartigen Supportring vom Körper getrennt ist, und unterhalb des Supportrings eine Preform- Anlauf aufweist, in eine Blasform eingesetzt und dort mit einem Reckdorn verstreckt und durch Überdruck gemäss der Formkavität der Blasform aufgeblasen und die fertige Kunststoffflasche entformt. Der Preform wird derart in die Blasform eingesetzt, dass der Pref orm- Anlauf von der Blasformwandung einen Abstand von 1.2 bis 3 mm aufweist. In einem ersten Verfahrensschritt wird der Preform- Anlauf durch den Reckdorn verstreckt, oh- ne dabei den Preform-Anlauf in Anlage zur Blasformwandung zur bringen. Erst in einem darauffolgenden Verfahrensschritt wird der Körper des Preforms hinsichtlich seiner Länge und seines Durchmessers verstreckt.
Durch die erfindungsgemässe Verfahrensführung wird der Preform-Anlauf optimal verstreckt, so dass Materialansammlungen vermieden werden. Ebenso werden
Schwachstellen der fertig streckgeblasenen Flasche am Übergang vom Hals zum Flaschenkörper vermieden. Indem der Preform-Anlauf zunächst verstreckt wird, ohne dass dabei durch den Vorblasdruck der Preform-Anlauf in Anlage zur Blasformwandung gelangt, behält der Preform seine volle Verformbarkeit. Ein partielles Erstarren des Materials des Preforms im Anlagebereich zur kälteren Blasformwandung wird verhindert. Die optimale Verstreckung des Preform-Anlauf s ist dabei durch den Ab- stand desselben von der Blasformwandung und durch die mechanischen Dimensionierungen des Preforms gewährleistet.
Der Verfahrensschritt des VerStreckens des Pref ormanlauf s erfolgt bei den üblichen Reckgeschwindigkeiten innerhalb der ersten 200 ms des Streckblasverfahrens.
Zur Erzielung der gewünschten globalen Verstreckung und damit der gewünschten Eigenschaften des eingesetzten Kunststoffmaterials wird der Pref orm in der Blasform mit einem Längs-Streckverhältnis von 2 - 5 verformt.
Mit Vorteil wird ein Preform in die Blasform eingesetzt, der am Übergang vom Körper zum Boden einen Aussendurchmesser von 17.4 mm - 21. 4 mm und eine Wandstärke von 3.4 mm bis 4.4 mm und am Preform- Anlauf eine Wandstärke von 1.4 mm - 2.2 mm aufweist. Bei einer grosseren oder auch kleineren Wandstärke des Körpers des Pre- forms entwickelt der Preformkörper bei der Längsverstreckung durch den Reckdorn nicht genügend Zugkraft, um genügend Material aus dem Preform- Anlauf zu ziehen. Die Zugkraft des Preformkörpers ist dabei proportional zu dem zu verstreckenden Querschnitt, der durch die Wandstärke und durch den Aussendurchmesser des Preformkörpers bestimmt ist. Bei einem kleineren Aussendurchmesser sinkt die Zugkraft unter das erforderliche Mass. Bei einem grosseren Aussendurchmesser steigt die Zugkraft. Dies kann zu einer Überstreckung des Pref orm- Anlauf s und zu einer unerwünschten Farbveränderung, meist ins Weissliche, führen.
Für die Herstellung von Kunststoffflaschen für den Einsatz in der Getränkeindustrie weist der in die Blasform eingesetzte Preform weist am Preform- Anlauf mit Vorteil einen Aussendurchmesser von 24.2 mm bis 25.2 mm auf. Für die Herstellung von Kunststoffflaschen, die in der Aerosolindustrie eingesetzt werden, werden Preforms in die Blasform eingesetzt, deren Pref orm- Anlauf einen Aussendurchmesser von 27.7 bis 28.7 mm aufweist. Bei einem grosseren Aussendurchmesser berührt der Preform die Blasformwandung zu früh. Das Kunststoffmaterial kühlt ab und kann nicht mehr im gewünschten Umfang verstreckt werden. Ist der Aussendurchmesser zu klein, besteht die Gefahr, dass der Preform im Bereich des Preform- Anlaufs nicht mehr voll- ständig aufgeblasen wird und es Probleme mit der Masshaltigkeit der fertig streckge- bläseneii Kunststυffflasche gibt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ei- nes Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Pref orms; und
Fig. 2 ein axial geschnittene Darstellung des in eine Blasform eingesetzten Preforms aus Fig. 1.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Preforms ist in Fig. 1 gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Der Preform 1 besteht üblicherweise aus PET oder dessen Copolyestern, insbesondere mit Isophthalsäure. Der Preform 1 besitzt einen starren, im wesentlichen länglichen Körper 2, der an seinem einen Längsende einen Boden 5 aufweist. An seinem gegenüberliegenden Längsende grenzt der Körper 2 des Preforms 1 an einen mit einer Ausgiessöffnung 6 versehenen Halsabschnitt 3, der durch einen radial abragenden, flanschartigen Supportring 4 vom Körper 2 getrennt ist. Auf die Darstellung von Gewindeabschnitten oder dergleichen, die am Halsabschnitt 3 des Preforms 1 ausgebildet sind, wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Unterhalb des Supportrings weist der Preform einen Preform- Anlauf A auf. Die Preform- Anlauf A befindet sich an der Aussenseite des Preforms, 5 mm unterhalb des Supportrings 4 und verläuft ringförmig um den Preform 1. Der Preform 1 weist einen am Übergang vom Körper 2 zum Boden 5 gemessenen Aussendurchmesser s von 17.4 mm - 21. 4 mm. Seine Wandstärke t beträgt am Übergang 3.4 mm bis 4.4 mm. Am Preform- Anlauf A weist der Preform eine Wandstärke von 1.4 mm - 2.2 mm. Der Aussendurchmesser a am Preform- Anlauf A beträgt bei Preforms 1 für die Herstellung von Flaschen für in der Getränkeindustrie 24.2 mm - 25.2 mm. Für die Herstellung in der Aerosolindustrie eingesetzten Kunststoffflaschen beträgt der Aussendurchmesser a des Preforms 1 am Preform-Anlauf A 27.7 mm - 28.7 mm. Der erfindungsgemässe Preform 1 erlaubt globale Streckverhältnisse von 8 bis 16. Das globale Streckverhältnis ist dabei definiert als das Produkt des Längen-Streckverhältnisses und des Durchmesser-Streckverhältnisses. Das Längen-Streckverhältnis ergibt sich definitionsgemäss aus dem Verhältnis der Länge der streckgeblasenen Flasche zur Länge des Preforms. Die Längen der Flasche ist durch die abgewickelte Länge vom Supportring bis über den Flaschenboden gegeben. Die Länge des Preforms ist wegen seiner grosseren Wandstärke als die mittlere abgewickelte Länge vom Supportring bis über den Boden des Preforms definiert. Das Durchmesser-Streckverhältrüs ergibt sich aus dem Verhältnis des Aussendurchmessers der Flasche zum Aussendurchmesser des Preforms. Als Aussendurchmesser des Preforms gilt dabei wegen der relativ grossen Wandstärke des Preforms der mittlere Aussendurchmesser am Übergang vom Körper 2 des Preforms 1 zum Boden 5 des Preforms 1. Als Aussendurchmesser der Flasche gilt deren maximaler Aussendurchmesser. Der erfindungsgemässe Preform 1 ist für die Erzielung von Längen-Streckverhältnissen von 2 - 5 ausgebildet.
Fig. 2 zeigt den in eine Blasform 10 eingesetzten Preform 1. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente des Preforms 1. Die Blasform 10 besteht beispielsweise aus zwei Blasformhälften, deren Blasformwandungen 12 im geschlossenen Zustand eine Formkavität 11 begrenzen. Der Körper 2 des Preforms 1 ragt in die Blasformkavi- tat 11. Dabei stützt sich der Preform 1 über den Supportring 4 an der Oberseite 13 der Blasform 10 ab. Der Preform 1 wird derart in die Blasform 10 eingesetzt, dass der Preform- Anlauf A zur Blasformwandung 12 einen mit dem Bezugszeichen d versehenen Abstand aufweist, der 1.2 mm - 3 mm beträgt.
Der Abstand der Preform- Anlaufs A zur Blasformwandung 12 gewährleistet in Verbindung mit dem Aussendurchmesser s des Preforms und den Wandstärken b, t am Preform- Anlauf A und am Übergang vom Körper 2 zum Boden 5 des Preforms 1 eine optimale Verstreckung des Preforms am Preform- Anlauf A. Dabei wird beim Streckblasen bei den üblichen Vorschubgeschwindigkeiten des Reckdorns innerhalb der er- sten etwa 200 ms zunächst der Preform- Anlauf A verstreckt, ohne dass dieser dabei in Anlage zur Blasformwandung 12 kommt. Die Dimensionierung des Preforms 1 gewährleistet bei der Längsverstreckung eine ausreichend grosse Zugkraft auf den Pre- form- Anlauf A, damit genügend Material von dort abgezogen wird. Wegen der erfin- dungsgemässen Dirnensiυnierung des Preforms 1 erfolgen die Längsverstreckung und die Durchmesserstreckung des Körpers 2 des Preforms 1 unmittelbar im Anschluss an die Längsverstreckung des Preform- Anlaufs A. Erst in diesem nachfolgenden Verfah- rensschritt, in dem der Preform 1 durch den Blasdruck vollständig aufgeblasen wird, gelangt der Preform- Anlauf A in Anlage zur Blasformwandung 12, wo er so weit abgekühlt wird, dass das Kunststoffmaterial erstarrt. Die fertig geblasenene Kunststoffflasche wird schliesslich entformt.
Der erfindungsgemässe Preform und die erfindungsgemässe Verfahrensführung beim Streckblasprozess erlauben eine optimale Längs- Verstreckung des Pref orm- Anlauf s. Der Pref orm- Anlauf kommt erst in Anlage zur Blasformwandung, nachdem er ausreichend verstreckt worden ist. Dadurch können unerwünschte Materialanhäufungen im Preform- Anlauf vermieden werden. Durch die optimale Verstreckung des Preforms im Pref orm- Anlauf weist das Kunststoff material die erforderlichen Beständigkeiten hinsichtlich Temperatur und Zug-/ Druckbelastung auf. Die erfindungsgemässe Merkmalskombination bzw. Verfahrensführung erlaubt globale Verstreckungsverhältnisse zwischen 8 und 16, was dem Hersteller grosse Freiheiten hinsichtlich der Formgebung für die Kunststoffflasche gibt.

Claims

Pa ten tan Sprüche
1. Preform zur Herstellung von Kunststoff flaschen, insbesondere PET-Flaschen, in einem Streckblasverfahren, mit einem starren, im wesentlichen länglichen
Körper (2), der an seinem einen Längsende einen Boden (5) aufweist und an seinem gegenüberliegenden Längsende an einen mit einer Ausgiessöffnung (6) versehenen Halsabschnitt (3) angrenzt, der von einem radial abragenden, flanschartigen Supportring (4) vom Körper (2) getrennt ist, und unterhalb des Sup- portrings (4) einen Preform- Anlauf (A) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) einen am Übergang vom Körper (2) zum Boden (5) gemessenen Aussendurchmesser (s) von 17.4 mm - 21. 4 mm und dort eine Wandstärke (t) von 3.4 mm bis 4.4 mm aufweist und der Preform (1) am Preform- Anlauf (A) eine Wandstärke (b) von 1.4 mm - 2.2 mm aufweist und der Aussen- durchmesser (a) am Preform- Anlauf (A) derart bemessen ist, dass er bei in die
Blasform (10) eingesetztem Preform (1) einen Abstand (d) zur Blasformwandung (12) aufweist, der 1.2 mm - 3 mm beträgt.
2. Preform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) für ein Längs-Streckverhältnis von 2 - 5 ausgebildet ist.
3. Preform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) am Preform- Anlauf (A) einen Aussendurchmesser (a) von 24.2 mm bis 25.2 mm aufweist.
4. Preform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) am Preform- Anlauf (A) einen Aussendurchmesser (a) von 27.7 mm - 28.7 mm aufweist.
5. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus PET oder dessen Copolyestern, insbesondere mit Isophthalsäure, besteht.
6. Kunststoffflasche hergestellt aus einem Preform (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche in einem Streckblasverfahren.
7. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffflasche in einem Streckblasprozess, bei dem ein Preform (1) mit einem starren, im wesentlichen länglichen Körper (2), der an seinem einen Längsende einen Boden (5) aufweist und an seinem gegenüberliegenden Längsende an einen mit einer Ausgiessöffnung (6) versehe- nen Halsabschnitt (3) angrenzt, der von einem radial abragenden, flanschartigen Supportring (4) vom Körper (2) getrennt ist, und unterhalb des Supportrings (4) einen Preform- Anlauf (A) aufweist, in eine Blasform (10) eingesetzt und dort mit einem Reckdorn verstreckt und durch Überdruck gemäss der Formkavität (11) der Blasform (10) aufgeblasen wird, und die fertige Kunststoff- flasche entformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) derart in die Blasform (10) eingesetzt wird, dass der Preform- Anlauf (A) von der Blasformwandung (12) einen Abstand von 1.2 bis 3 mm aufweist und der Preform- Anlauf (A) in einem ersten Verfahrensschritt durch den Reckdorn verstreckt wird, ohne dabei den Preform- Anlauf (A) in Anlage zur Blasformwandung (12) zur bringen, und erst in einem darauffolgenden Verfahrensschritt der Körper
(2) des Preforms (1) hinsichtlich seiner Länge und seines Durchmessers verstreckt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrens- schritt des VerStreckens des Preform- Anlaufs (A) innerhalb der ersten 200 ms des Streckblasverfahrens erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Preform (A) in der Blasform (10) mit einem Längs-Streckverhältnis von 2 - 5 gereckt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preform (1) in die Blasform (10) eingesetzt wird, der am Übergang vom Körper (2) zum Boden (5) einen Aussendurchmesser (s) von 17.4 mm - 21. 4 mm und eine Wandstärke (t) von 3.4 mm bis 4.4 mm und am Preform- Anlauf (A) eine
Wandstärke (b) von 1.4 mm - 2.2 mm aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preform (1) in die Blasform (10) eingesetzt wird, dessen Preform- Anlauf (A) einen Aussen- durchmesser (a) von 24.2 mm bis 25.2 mm beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preform (1) in die Blasform (10) eingesetzt wird, dessen Preform- Anlauf (A) einen Aussendurchmesser (a) von 27.7 bis 28.7 mm aufweist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preform (1) in die Blasform (10) eingesetzt wird, der aus PET oder dessen Co- polyestern, insbesondere mit Isophthalsäure, besteht.
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