WO2008092546A1 - Verfahren zur bereichsweisen beschichtung von hohlkörpern - Google Patents

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WO2008092546A1
WO2008092546A1 PCT/EP2008/000092 EP2008000092W WO2008092546A1 WO 2008092546 A1 WO2008092546 A1 WO 2008092546A1 EP 2008000092 W EP2008000092 W EP 2008000092W WO 2008092546 A1 WO2008092546 A1 WO 2008092546A1
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preform
preforms
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Robert Siegl
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Alpla Werke Alwin Lehner Gmbh & Co. Kg
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    • B29K2995/0067—Permeability to gases non-permeable

Definitions

  • the invention relates to a process for the partial coating of hollow bodies according to the preamble of patent claim 1.
  • a so-called preform which usually has an elongated tube-like shape, at its one longitudinal end a bottom and at the other longitudinal end a neck portion with molded threaded portions or the like, inserted into a mold cavity of a blow mold and inflated by a medium blown with overpressure.
  • the preform is additionally stretched in the axial direction with a retracting mandrel inserted through the neck opening. After the stretching / blowing process, the finished plastic bottle is removed from the blow mold.
  • the single-layer or multi-layer preform is injection-molded in a separate plastic or in a plastic fleece press process before the stretch blow molding process.
  • the preforms can be produced immediately before the stretch blow molding process. In many cases, however, the preforms are produced spatially and temporally separately from the stretch blow molding process and temporarily stored for later use. In the later stretch blow molding process, the preforms are reheated and used to make the plastic bottles.
  • the plastics used for the production of plastic bottles mostly polyethylene terephthalate (PET) have relatively poor sliding properties.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the transport of the preforms manufactured in the injection molding process which usually takes place via conveyor belts and slide rails, is made more difficult.
  • the preforms are separated by conveyor belts and slide rails and transported to the blow molding stations. During transport and in particular during storage of the preforms they come to rest against each other. Due to the poor surface properties, the preforms almost adhere to each other. At the bottling in a transport and storage container, the available volume is used only very poorly because of the poor sliding properties of the preforms.
  • a method is also already known in which the preforms are provided with a coating shortly before or only after they have been deposited in the storage containers.
  • the coating is poured or sprayed from a coating device arranged above the transport plane of the preforms over the preforms. The drying of the coating then takes place within the storage container.
  • This form of coating leads to relatively uneven results. Shaded areas of the preforms are coated, for example, not at all or only inadequately.
  • the coating also reaches the area of the opening of the preforms and even into the interior of the preforms. This is particularly undesirable in bottles for food, since the coating can lead to a deterioration in the taste of the product.
  • the fact that the coating can also reach areas in which it can come into contact with the subsequent filling material severely limits the choice of coating materials in the known coating methods. In particular, it must be ensured that no adverse health effects can occur due to the coatings.
  • the coating of preforms is also proposed for increasing the storability of contents, for example of beer, which is filled in the plastic bottles produced from the preforms.
  • the preforms are provided on their outer side in relatively complicated spray coating processes or plasma coating processes with one or more layers, which are to serve in particular as a gas barrier. Even with these coating methods, it is problematic that the coating material can also deposit inside the preform.
  • the coating methods used always lead to contamination of the surroundings with coating material. Therefore, an increased effort for the retention of the coating material must be driven. This leads to a not inconsiderable increase in the cost of Preformher ein, which are not negligible in the preforms produced in very large quantities.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for coating hollow bodies, in which the surface of its rotationally symmetrical body can be provided with a coating, without polluting the environment with coating material. It should be ensured that no coating materials are deposited in areas of the hollow body, which may come into contact with contents, which are later filled in it.
  • the coating should be easy and inexpensive to apply. Elaborate retaining devices, suction, coating chambers and the like devices should be avoided.
  • the coating process should be suitable for preforms for the production of stretch blown plastic bottles, for example PET bottles, as well as for already finished plastic bottles rotationally symmetrical body.
  • the new method should make it possible to coat preforms such that a simple transport and a damage-free storage of the preforms is possible.
  • a variant of the method should also be created which makes it possible to produce bottle geometries whose edges and corners could hitherto either not be formed at all or only with insufficient wall thickness.
  • the invention proposes that the hollow body is transported after its production by a Walzenbeschichrungs observed in which the outer surface of its rotationally symmetrical body is provided with a coating. In this case, the neck portion and the interior of the hollow body are recessed by the coating.
  • the coating material is transferred directly from the rollers, which come into contact with the outer surface of the rotationally symmetrical body of the hollow body to be coated on the surface.
  • the coating material is applied only in the designated areas. Precipitation of coating material in other areas of the hollow body, in particular in areas which come into contact with the contents, is excluded.
  • the coating quantity is very easily adjustable so that dripping of the coating material during further transport of the hollow body is prevented. As a result, contamination of the transport path for the hollow bodies and other subsequent system components is avoided.
  • spray coating systems or plasma coating systems no expensive extraction systems are required for the spray of the coating material.
  • roller Layering systems very easy in the. Construction. They are very easy to integrate into existing production facilities for preforms or plastic bottles with rotationally symmetrical body and allow cost-effective coating of the hollow body with a variety of coating materials. The only condition for the coating materials is that they can be applied in a liquid state.
  • the hollow body is transported by a roller coating device which is equipped with at least two rotatable applicator rollers for the coating material.
  • the application rollers are arranged on both sides of a transport path of the hollow body and define a passage gap for the hollow body whose width is smaller than an outer diameter of the body in a subsequent to the container bottom section.
  • the order on rollers are provided with an elastic, spongy cover, which is suitable for receiving and dispensing the liquid coating material.
  • Two application rollers arranged along the transport path of the hollow body represent the simplest embodiment of a roller coating device.
  • the coating material is dripped onto the application rollers, in particular onto the sponge-like covers, or otherwise applied.
  • a doctor blade or the like may also be provided, with which excess coating material is stripped off the covers.
  • the stripped coating material is collected and returned to a reservoir.
  • a spin-off of the coating material during rotation of the application rollers is avoided.
  • An example on a transport rail hanging transported preform occurs in the passage gap between the on a roll and is also offset by the rotation in rotation. Because of the slightly larger outer diameter of the body of the preform, the sponge-like covers of the applicator rollers are pressed together.
  • the rotating applicator rollers are arranged offset in the transport direction of the hollow body, its rotational movement is assisted when feeding the hollow body, and the coating material can be applied very uniformly on the outer surface of the body of the hollow body.
  • the applicator rollers are driven at mutually different speeds. Due to the difference in speed of the applicator rollers of the hollow body can be particularly easily offset in rotation about its longitudinal axis.
  • the application rollers can be rotated in opposite directions or have the same direction of rotation.
  • a variant of the invention provides that the hollow body is a preform and is provided with a friction-reducing coating.
  • the friction-reducing coating reduces the risk of damage to the surface of the preforms.
  • the coating ensures that the preforms can slide well together. This has advantages in the singling of the preforms and in their transport on tapes or hanging in rail systems. Because of their improved sliding properties, the preforms in the storage containers settle in a more orderly condition than without coating. This prevents excessively large voids between the preforms and better utilizes the volume of the storage container.
  • the roll coating process simplifies and shortens the entire manufacturing process of the preforms.
  • a longer drying step of the preforms can be dispensed with in the erf indungsgefflessen method in general.
  • the neck portion of the preform is recessed in the coating.
  • no coating material can get into the interior of the preform. This will prevent areas of the preform from being coated later in the process Plastic bottle comes into contact with the contents.
  • the selection of usable coating materials increases, which can result in cost advantages. Due to the improved sliding properties of the preform, in the subsequent stretch blow molding process, the generated pre-bubble can better slide into the edges and corners of the blow mold, and also reaches areas that were difficult or impossible to access with the previous methods. As a result, more complex bottle geometries can now be produced.
  • the preform is provided with a coating which, even after cooling the preform to ambient temperature, has a liquid state of aggregation.
  • Liquid films as coatings have the advantage that they spread better on the surface and lead to a more homogeneous coating.
  • the coating material present in the liquid state on the outer surface of the body of the preform is automatically pressed against the inner wall of the blow mold during the stretch blow molding process. Part of the coating remains in the blow mold and forms there a lubricating film, which wets even those parts of the bottle, which were previously not optimally wetted on the preform.
  • the distribution process is a dynamic process that persists over time. This is especially advantageous for a longer storage of the preforms. The good sliding properties of the liquid films therefore remain over a longer period of time.
  • friction-reducing coating materials which retain their liquid state of aggregation, it is advantageous to use essentially material from the group comprising oils, esters, polyols, silicone oils and mixtures of these and their emulsions. sions are used. These materials are known for their high friction reduction and can be easily applied to the desired thickness on the surface of the preform.
  • the body of the hollow body which may be a preform or a plastic bottle
  • a barrier layer which prevents the passage of CO2 and O2. This is particularly advantageous in the case of hollow bodies in which carbonated products are filled or products which, for example, beer, can enter into the interior of the plastic bottle and are oxidized by oxygen, thereby losing quality.
  • the method according to the invention can be used for single-layer or multi-layer application of coating materials to the surface of the hollow body.
  • a Walzenbeschichrungs adopted for the multi-layer order has further applicator rollers, which are arranged in pairs on both sides of the transport path for the hollow body and each defining a passage gap whose width is smaller than the diameter of the body in a subsequent to the container bottom section.
  • the body of the hollow body can be coated with different coating materials.
  • one or more barrier layers are first applied.
  • a friction-reducing coating material can be applied as the outermost layer.
  • the coating of the hollow body is expediently carried out with a layer thickness of 2 microns to 100 microns.
  • FIG. 1 shows a preform 1, which is transported via a rail system 8, 9 to a wafer coating device 10.
  • the preform 1 has a substantially cylindrical shape, which is approximately equal to the shape of a test tube.
  • a circumferential flange 4 divides the preform 1 into a neck portion 5 and into a cylindrical body 2 with a closed bottom 3.
  • the neck portion 5 is usually provided with externally threaded portions, not shown, and has an opening 6 which leads into the interior of the preform 1 .
  • the preform 1 is produced, for example, in a plastic injection or flow molding process and can be constructed in one or more layers. It usually consists of polyethylene
  • Terephthalate PET or comparable plastics which can be used for the stretch blow molding process. It represents a preliminary stage for a so-called PET bottle, which is produced from the preform 1 in a subsequent stretch blow molding process.
  • the preform is transported via the rail system 8, 9 to the roll coating device 10 and transported through the coating device 10. He is supported with the underside of the circumferential flange 4 at the top of the two slide rails 8, 9 from.
  • the roller coating device 10 comprises two application rollers 11, 12, which are arranged on both sides of the transport path for the preform 1.
  • the application rollers 11, 12 are for example offset in the transport direction of the preform 1, which is indicated by the arrow P, and define a passage gap 17 for the preform 1.
  • the passage gap 17 has a width b which is smaller than an outer diameter d of Body 2 of the preform in a subsequent to the bottom 3 section.
  • the application rollers 11, 12 are provided with elastic see, sponge-like covers 13, 14, which are elastically deformable during the passage of the preform 1 between the applicator rollers 1, 2.
  • the sponge-like covers are impregnated with coating material via feed devices 15, 16, which are arranged above the application rollers 11, 12.
  • feed devices 15, 16, which are arranged above the application rollers 11, 12.
  • stripping devices or the like not shown can be provided, which on the one hand uniformly distribute the coating material over the covers 13, 14 and, on the other hand, excess coating material from the covers 13, 14 strip.
  • the completed Striped coating material is collected and fed via a reservoir again the covers 13, 14 of the applicator rollers 11, 12.
  • the application rollers 11, 12 are offset by drives in rotation about their axes. In this case, the application rollers 11, 12 are rotated at mutually different speeds. The rotation of the application rollers 11, 12 may have the same direction of rotation or take place in the opposite direction of rotation.
  • the preform 1 When the preform 1 passes through the roll coating device 10, the preform is set in rotation about its longitudinal axis.
  • the larger diameter body 2 of the preform 1 presses the sponge-like covers 13, 14 of the applicator rollers 11, 12 together in the contact area on its outer surface 7.
  • the resulting pumping movement supports the impregnation of the covers 13, 14 with the coating material.
  • the outer surface 7 of the body 2 of the preform 1 resting against the covers 13, 14 of the applicator rollers is coated.
  • the neck portion 6 and the interior of the preform 1, however, remain free of coating material.
  • the preform 1 can be further transported to a stretch blow molding device, or it is deposited in a storage container for later use.
  • the roll coating device is equipped with further application rollers, which are arranged in pairs on both sides of the transport path of the preform and delimit a correspondingly de-everted passage gap.
  • the applicator rollers are each equipped with feeders for the coating material, via which the covers of the applicator rollers are impregnated with the coating material.
  • Each roller is provided with a drive means by which it can be set in rotation.
  • the roll coating device 10 is used for the application of barrier layers and / or friction-reducing coatings.
  • barrier layers materials are used, which prevent the escape of CO2 and / or the Prevent penetration of O2.
  • a friction-reducing coating are advantageously materials for use that have a liquid state even after cooling of the preform 1. Suitable materials are, for example, oils, esters, polyols, silicone oils, mixtures of these and their emulsions
  • the coating of the preforms is applied at a thickness of about 2 ⁇ m to about 100 ⁇ m.
  • the roll coating can also be carried out on already finished stretch-blown plastic bottles with a rotationally symmetrical body.
  • the plastic bottles can also be transported hanging by the roller coating device.
  • the plastic sheets which in contrast to the preforms have a relatively wide base, can also be transported standing on a conveyor belt through the roll coating device.
  • the neck portions of the plastic bottles may additionally be guided in a guide gap.

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Abstract

Es ist vorgeschlagen, einen Hohlkörper nach seiner Herstellung durch eine Walzenbeschichtungseinrichtung (10) zu transportieren, in der seine Aussenfläche (7) bereichsweise mit einer Beschichtung versehen wird. Dabei werden der Halsabschnitt (5) und das Innere des Hohlkörpers von der Beschichtung ausgespart. Der Hohlkörper kann eine Preform für eine streckgeblasen Kunststoffflasche oder eine fertig geblasen Kunststoffflasche sein.

Description

Verfahren zur bereichsweisen Beschichtung von Hohlkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bereichsweisen Beschichtung von Hohlkörpern gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein grosse Zahl der heutzutage eingesetzten Kunststoffflaschen und dergleichen Behälter wird in einem Streckblasverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein sogenannter Preform, der meist eine längliche röhrchenartige Gestalt besitzt, an seinem einen Längsende einen Boden und am anderen Längsende einen Halsbereich mit ausgeformten Gewindeabschnitten oder dergleichen aufweist, in eine Formkavität einer Blasform eingesetzt und durch ein mit Überdruck eingeblasenes Medium aufgeblasen. Dabei wird der Preform zusätzlich mit einem durch die Halsöffnung eingefahrenen Reckdorn in axiale Richtung gereckt. Nach dem Reck-/ Blasvorgang wird die fertige Kunststoffflasche aus der Blasform entformt.
Der ein oder mehrschichtige Preform wird vor dem Streckblasverfahren in einem separaten Kunststoff spritz- oder in einem Kunststofffliesspressverf ahren hergestellt. Die Herstellung der Preforms kann unmittelbar vor dem Streckblasverfahren erfolgen. Vielfach werden die Preforms jedoch räumlich und zeitlich getrennt vom Streckblasverfahren hergestellt und für die spätere Verwendung zwischengelagert. Beim späteren Streckblasverfahren werden die Preforms wieder erwärmt und daraus die Kunststoffflaschen hergestellt.
Die für die Herstellung der Kunststoffflaschen eingesetzten Kunststoffe, meist Polye- thylenterephtalat (PET), weisen relativ schlechte Gleiteigenschaften auf. Dadurch ist der Transport der im Spritzgiessprozess gefertigten Preforms, der üblicherweise über Förderbänder und Gleitschienen erfolgt, erschwert. Auch in der eigentlichen Streckblasmaschine werden die Preforms über Förderbänder und Gleitschienen vereinzelt und zu den Blasstationen transportiert. Beim Transport und insbesondere bei der Lagerung der Preforms kommen diese aneinander zu liegen. Infolge der wenig günstigen Oberflächeneigenschaften haften die Preforms beinahe aneinander. Bei der Abfüllung in einen Transport- und Lagerbehälter wird wegen der schlechten Gleiteigenschaften der Pref orms das zur Verfügung stehende Volumen nur sehr schlecht genützt. Ausser- dem kann es beim Transport und bei der Ablage der Pref orms in die Behälter zu Beschädigungen, Kratzern, Haftstellen oder dergleichen in den Oberflächen der Preforms kommen, die dann auf den fertig streckgeblasenen Kunststoffflaschen sichtbar sind. Diese Oberflächendefekte beeinträchtigen zwar üblicherweise die mechanischen Eigenschaften der Flaschenwandungen nicht; sie sind jedoch vielfach optisch nicht akzeptabel. Die schlechten Gleiteigenschaften der Preforms können weiters dazu führen, dass beim Streckblasprozeß der Kunststoff nicht optimal über die Innenflächen der Blasf ormkavität gleitet, und schlecht zugängliche Ecken und Kanten entweder nicht ausgeformt werden können, bzw. die Wandstärke der ausgeformten Kunststoffflasche an diesen Stellen zu gering ist.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, die Preforms in einem Tauchbad mit einer reibungsmindernden Beschichtung zu versehen. Danach werden die Preforms abgestellt, um die Beschichtung zu trocknen. Nach dem Trocknen der Beschichtung werden die Preforms weiter transportiert und gelagert. Bei der Tauchbeschichtung wird relativ viel Beschichtungsmaterial auf die Preforms aufgebracht, und ein Teil der Beschichtung tropft wieder ab. Daher müssen die Preforms relativ lang in der Be- Schichtungsstation verbleiben, will man nicht riskieren, die Transportwege zu verunreinigen.
Es ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Preforms kurz vor oder erst nach dem Ablegen in die Lagerbehälter mit einer Beschichtung versehen werden. Dazu wird die Beschichtung aus einer oberhalb der Transportebene der Preforms angeordneten Beschichtungseinrichtung über die Preforms gegossen bzw. gesprüht. Die Trocknung der Beschichtung erfolgt dann innerhalb des Lagerbehälters. Diese Form der Beschichtung führt zu relativ ungleichmässigen Ergebnissen. Abgeschattete Bereiche der Preforms werden beispielsweise gar nicht oder nur unzulänglich beschichtet.
Bei den bekannten Verfahren kann es vorkommen, dass die Beschichtung auch in den Bereich der Öffnung der Preforms und sogar in das Innere der Preforms gelangt. Dies ist insbesondere bei Flaschen für Lebensmittel unerwünscht, da die Beschichtung zu einer Geschmacksbeeinträchtigung des Füllguts führen kann. Der Umstand, dass die Beschichtung auch in Bereiche gelangen kann, in denen sie mit dem späteren Füllgut in Berührung kommen kann, schränkt bei den bekannten Beschichtungsverfahren die Auswahl der Beschichtungsmaterialien stark ein. Insbesondere muss sicher gestellt sein, dass durch die Beschichtungen keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen auftreten können.
Die Beschichtung von Pref orms wird auch für die Erhöhung der Lagerfähigkeit von Füllgut, beispielsweise von Bier, das in den aus den Preforms hergestellten Kunststoffflaschen abgefüllt ist, vorgeschlagen. Dazu werden die Preforms an ihrer Aussenseite in relativ aufwendigen Sprühbeschichtungsverfahren oder Plasmabeschichtungsver- fahren mit einer oder mehreren Schichten versehen, die insbesondere als Gasbarriere dienen sollen. Auch bei diesen Beschichtungsverfahren ist es problematisch, dass das Beschichtungsmaterial sich auch im Inneren des Preforms ablagern kann. Die eingesetzten Beschichtungsverfahren führen zudem immer zu einer Verunreinigung der Umgebung mit Beschichtungsmaterial. Deshalb muss ein erhöhter Aufwand für die Zurückhaltung des Beschichtungsmaterials getrieben werden. Dies führt zu einer nicht unbeträchtlichen Erhöhung der Kosten der Preformherstellung, die bei den in sehr grossen Mengen hergestellten Preforms nicht vernachlässigbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Beschichtung von Hohlkörpern bereitzustellen, bei dem die Oberfläche seines rotationssymmetrisch ausgebildeten Körpers mit einer Beschichtung versehen werden kann, ohne dabei die Umgebung mit Beschichtungsmaterial zu verunreinigen. Dabei soll sicher gestellt sein, dass keine Beschichtungsmaterialien in Bereichen des Hohlkörpers abgeschieden werden, die mit Füllgut in Berührung kommen können, das später darin abgefüllt werden. Die Beschichtung soll einfach und kostengünstig aufbringbar sein. Aufwendige Rückhalteeinrichtungen, Absaugungen, Beschichtungskammern und dergleichen Vor- richtungen sollen vermieden werden können. Das Beschichtungsverfahren soll für Preforms für die Herstellung streckgeblasener Kunststoffflaschen, beispielsweise PET- Flaschen, ebenso geeignet sein wir für bereits fertig geblasene Kunststoffflaschen mit rotationssymmetrischem Körper. In einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung soll das neue Verfahren es ermöglichen, Preforms derart zu beschichten, dass ein einfacher Transport und eine beschädigungsfreie Lagerung der Preforms ermöglicht ist. Idealerweise soll auch eine Verfahrensvariante geschaffen werden, die die Herstel- hing von Flaschengeometrien ermöglichen, deren Kanten und Ecken bis jetzt entweder gar nicht oder nur mit zu geringer Wandstärke ausgeformt werden konnten.
Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einem Verfahren zur bereichsweisen Be- schichtung von Hohlkörpern, wie beispielsweise Preforms für streckgeblasene Kunst- stoffflaschen oder fertig geblasene Kunststoffflaschen mit rotationssymmetrischem
Körper, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Verfahrensschritte aufweist. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung schlägt vor, dass der Hohlkörper nach seiner Herstellung durch eine Walzenbeschichrungseinrichtung transportiert wird, in der die Aussenfläche seines rotationssymmetrischen Körpers mit einer Beschichtung versehen wird. Dabei werden der Halsabschnitt und das Innere des Hohlkörpers von der Beschichtung ausgespart.
Bei der Walzenbeschichtung wird das Beschichtungsmaterial direkt von den Walzen, die mit der zu beschichtenden Aussenfläche des rotationssymmetrischen Körpers des Hohlkörpers in Berührung kommen, auf die Oberfläche übertragen. Das Beschichtungsmaterial wird nur in den dafür vorgesehenen Bereichen aufgebracht. Ein Niederschlag von Beschichtungsmaterial in anderen Bereichen des Hohlkörpers, insbesondere in Bereichen, die mit dem Füllgut in Kontakt kommen, ist ausgeschlossen. Die Be- schichtungsmenge ist sehr einfach einstellbar, so dass ein Abtropfen des Beschich- tungsmaterials beim Weitertransport des Hohlkörpers verhindert ist. Dadurch wird eine Verschmutzung der Transportstrecke für die Hohlkörper und anderer anschlie- ssender Anlagenkomponenten vermieden. Im Gegensatz zu Sprühbeschichtungsanla- gen oder Plasmabeschichrungsanlagen sind keine aufwendigen Absauganlagen für den Sprühnebel des Beschichtungsmaterials erforderlich. Im Vergleich zu Tauch- oder Sprühbeschichtungsanlagen oder sogar Plasmabeschichrungsanlagen sind Walzenbe- Schichtungsanlagen sehr einfach im. Aufbau. Sie sind sehr einfach in bestehende Fertigungsanlagen für Pref orms oder Kunststoffflaschen mit rotationssymmetrischem Körper integrierbar und erlauben eine kostengünstige Beschichtung der Hohlkörper mit unterschiedlichsten Beschichtungsmaterialien. Einzige Bedingung für die Beschich- tungsmaterialien ist, dass sie in flüssigem Zustand auftragbar sind.
In einer Variante des Verfahrens wird der Hohlkörper durch eine Walzenbeschich- tungseinrichrung transportiert, die mit wenigstens zwei rotierbaren Auftragwalzen für das Beschichtungsmaterial ausgestattet ist. Die Auftragwalzen sind beidseits einer Transportbahn des Hohlkörpers angeordnet und begrenzen einen Durchtrittspalt für den Hohlkörper, dessen Breite kleiner ist als ein Aussendurchmesser des Körpers in einem an den Behälterboden anschliessenden Abschnitt. Die Auf tragwalzen sind mit einem elastischen, schwammartigen Bezug versehen, der zur Aufnahme und Abgabe des flüssigen Beschichtungsmaterials geeignet ist.
Zwei entlang der Transportbahn des Hohlkörpers angeordnete Auftragwalzen stellen die einfachste Ausführungsform einer Walzenbeschichtungseinrichtung dar. Das Beschichtungsmaterial wird auf die Auftragwalzen, insbesondere auf die schwammartigen Bezüge aufgetropft oder anderweitig aufgebracht. An der von der Transportbahn abgewandten Seite jeder Auftragwalze kann auch noch eine Rakel oder dergleichen vorgesehen sein, mit der überschüssiges Beschichtungsmaterial von den Bezügen abgestreift wird. Das abgestreifte Beschichtungsmaterial wird gesammelt und wieder einem Vorratsbehälter zugeführt. Dadurch wird ein Abschleudern des Beschichtungsmaterial bei der Rotation der Auftragwalzen vermieden. Ein beispielsweise an einer Transportschiene hängender herantransportierter Preform tritt in den Durchtrittspalt zwischen den Auf tragwalzen ein und wird durch deren Rotation ebenfalls in Drehbewegung versetzt. Wegen des etwas grosseren Aussendurchmesser des Körpers des Preforms werden die schwammartigen Bezüge der Auftragwalzen zusammengepresst. Dadurch liegen sie im zu beschichtenden Körperabschnitt satt an der Aussenfläche des Preforms an, und das Beschichtungsmaterial wird gut an die Aussenfläche des Preforms abgegeben. Die schwammartigen Bezüge der Auftragwalzen werden beim Be- schichtungsvorgang komprimiert und wieder entlastet. Die daraus resultierende Pumpbewegung unterstützt die Aufnahme des von aussen zugeführten Beschich- tungsmaterials. Analoges gilt für eine im hängenden oder auch im stehenden Zustand durch die Beschichtungseinrichtung transportierte Kunststoffflasche.
Indem die rotierenden Auftragwalzen in Transportrichtung des Hohlkörpers versetzt angeordnet sind, wird beim Zuführen des Hohlkörpers seine Drehbewegung unterstützt, und kann das Beschichtungsmaterial sehr gleichmässig auf die Aussenfläche des Körpers des Hohlkörpers aufgebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung, die insbesondere auch in Verbindung mit versetzt angeordneten Auftragwalzen zum Einsatz kommt, werden die Auftragwalzen mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben. Durch den Geschwindigkeitsunterschied der Auftragwalzen kann der Hohlkörper besonders einfach in Rotation um seine Längsachse versetzt werden. Die Auftragwalzen können dabei gegenläufig rotiert werden oder die gleiche Drehrichtung aufweisen.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass der Hohlkörper eine Preform ist und mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen wird. Durch die reibungsmindernde Beschichtung wird das Risiko der Beschädigung der Oberfläche der Pref orms verklei- nert. Die Beschichtung sorgt dafür, dass die Preforms gut aneinander abgleiten können. Dies hat Vorteile bei der Vereinzelung der Preforms und bei deren Transport auf Bändern oder in Schienensystemen hängend. Wegen ihrer verbesserten Gleiteigenschaften schlichten sich die Preforms in den Lagerbehältern in einem geordneteren Zustand als ohne Beschichtung. Dadurch werden übergrosse Hohlräume zwischen den Preforms verhindert, und das Volumen des Lagerbehälters wird besser ausgenutzt.
Durch das Walzenbeschichtungsverf ahren wird der gesamte Herstellungsprozess der Preforms vereinfacht und zeitlich verkürzt. Auf einen längeren Trocknungsschritt der Preforms kann bei dem erf indungsgemässen Verfahren im allgemeinen verzichtet werden. Der Halsabschnitt des Preforms wird bei der Beschichtung ausgespart. Es kann auch kein Beschichtungsmaterial in das Innere des Preforms gelangen. Dadurch wird verhindert, dass Bereiche des Preforms beschichtet werden, die später bei der hergestellten Kunststoffflasche in Kontakt mit dem Füllgut kommt. Die Auswahl der verwendbaren Beschichtungsmaterialen vergrössert sich dadurch, woraus sich Kostenvorteile ergeben können. Durch die verbesserten Gleiteigenschaften des Preforms kann beim nachfolgenden Streckblasverfahren die erzeugte Vorblase besser in die Kanten und Ecken der Blasform gleiten, und erreicht auch Bereiche, die mit den bisherigen Verfahren nur schwer oder gar nicht erreichbar waren. Dadurch können nunmehr auch komplexere Flaschengeometrien hergestellt werden.
Die mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren auf die Preforms auf ge- brachte Beschichtung nimmt im Lauf der Zeit einen festen Aggregatzustand ein. Meist bedingt dies einen separaten Trocknungsschritt. In einer Ausführungsvariante des er- findungsgemässen Verfahrens wird der Preform mit einer Beschichtung versehen, welche auch nach dem Abkühlen des Preforms auf Umgebungstemperatur einen flüssigen Aggregatzustand aufweist. Flüssigfilme als Beschichtungen weisen den Vorteil auf, dass sie sich besser auf der Oberfläche verteilen und zu einer homogeneren Beschichtung führen. Das im flüssigen Zustand auf der Aussenfläche des Körpers des Preforms vorliegende Beschichtungsmaterial wird beim Streckblasprozeß automatisch gegen die Innenwandung der Blasform gedrückt. Ein Teil der Beschichtung bleibt in der Blasform zurück und bildet dort einen Gleitfilm, der auch jene Stellen der Flasche benetzt, die zuvor am Preform nicht optimal benetzt waren.
Wegen des flüssigen Aggregatzustands der Beschichtung kann diese auch noch zu einem späteren Zeitpunkt in weniger gut beschichtete Bereiche oder in Bereiche nach- fliessen, die einer kurzfristigen grosseren mechanischen Beanspruchung unterlegen sind. Der Verteilvorgang ist ein dynamischer Vorgang, der über die Zeit erhalten bleibt. Dies ist vor allem bei einer längeren Lagerung der Preforms von Vorteil. Die guten Gleiteigenschaften der Flüssigfilme bleiben daher auch über einen längeren Zeitraum erhalten.
Als reibungsmindernde Beschichtungsmaterialien, die ihren flüssigen Aggregatzustand beibehalten, kommen mit Vorteil im wesentlichen Material aus der Gruppe umfassend Öle, Ester, Polyole, Siliconöle sowie Mischungen aus diesen und deren Emul- sionen zum Einsatz. Die genannten Materialien sind für ihre hohe Reibungsminderung bekannt und können sehr einfach in der gewünschten Dicke auf die Oberfläche des Preforms aufgetragen werden.
Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass der Körper des Hohlkörpers, der ein Pref orm oder eine Kunststoffflasche sein kann, mit einer Barriereschicht versehen wird, die den Durchtritt von CO2 und O2 verhindert. Dies ist insbesondere bei Hohlkörpern von Vorteil, in denen kohlensäurehältige Produkte abgefüllt werden bzw. Produkte die, wie beispielsweise Bier, durch Sauerstoff eintritt in das Innere der Kunst- stoffflasche oxidiert werden können und dadurch an Qualität verlieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann für den ein- oder mehrschichtigen Auftrag von Beschichtungsmaterialien auf die Oberfläche des Hohlkörpers eingesetzt werden. Eine Walzenbeschichrungseinrichtung für den mehrschichtigen Auftrag weist weitere Auftragwalzen auf, die jeweils paarweise zu beiden Seiten des Transportwegs für die Hohlkörper angeordnet sind und jeweils einen Durchtrittspalt begrenzen, dessen Breite kleiner ist als der Durchmesser des Körpers in einem an den Behälterboden an- schliessenden Abschnitt.
Bei der mehrschichtigen Walzenbeschichtung kann der Körper des Hohlkörpers mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien beschichtet werden. Beispielsweise werden zunächst eine oder mehrere Barriereschichten aufgebracht. Im Anschluss daran kann als äusserste Schicht ein reibungsminderndes Beschichtungsmaterial aufgetragen werden.
Die Beschichtung des Hohlkörpers erfolgt zweckmässigerweise mit einer Schichtdicke von 2 μm bis 100 μm.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsvariante der Erfindung unter Bezugnahme auf die einzige schematische Zeichnung, die in nicht massstabsgetreuer Darstellung einen Pref orm in einer Walzenbeschichrungseinrichtung zeigt. Die einzige Figur zeigt einen Preform 1, der über ein Schienensystem 8, 9 zu einer WaI- zenbeschichtungseinrichtung 10 herantransportiert wird. Der Preform 1 weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf, die etwa der Form eines Reagenzglases gleicht. Ein umlaufender Flansch 4 teilt den Preform 1 in einen Halsabschnitt 5 und in einen zylindrischen Körper 2 mit einem geschlossenen Boden 3. Der Halsabschnitt 5 ist üblicherweise mit nicht näher dargestellten Aussengewindeabschnitten versehen und weist eine Öffnung 6 auf, die in das Innere des Preforms 1 führt. Der Preform 1 ist beispielsweise in einem Kunststoff spritz- oder Fliesspressverf ahren hergestellt und kann ein oder mehrschichtig aufgebaut sein. Üblicherweise besteht er aus Polyethylen-
Terephthalat PET oder vergleichbaren für das Streckblasverfahren einsetzbaren Kunststoffen. Er stellt eine Vorstufe für eine sogenannte PET-Flasche dar, die in einem an- schliessenden Streckblasverfahren aus dem Preform 1 hergestellt wird.
Der Preform wird über das Schienensystem 8, 9 zu der Walzenbeschichtungseinrich- tung 10 heran- und durch die Beschichrungseinrichtung 10 hindurch transportiert. Dabei stützt er sich mit der Unterseite des umlaufenden Flansches 4 an der Oberseite der beiden Gleitschienen 8, 9 ab. Die Walzenbeschichtungseinrichtung 10 umfasst zwei Auftragwalzen 11, 12, die zu beiden Seiten des Transportwegs für den Preform 1 ange- ordnet sind. Die Auftragwalzen 11, 12 sind beispielsweise in Transportrichtung des Preforms 1, die durch den Pfeil P angedeutet ist, versetzt angeordnet und begrenzen einen Durchtrittspalt 17 für den Preform 1. Der Durchtrittsspalt 17 weist eine Breite b auf, die kleiner ist als ein Aussendurchmesser d des Körpers 2 des Preforms in einem an den Boden 3 anschliessenden Abschnitt. Die Auftragwalzen 11, 12 sind mit elasti- sehen, schwammartigen Bezügen 13, 14 versehen, die beim Durchtritt des Preforms 1 zwischen den Auftragwalzen 1, 2elastisch verformbar sind. Die schwammartigen Bezüge werden über Zuführvorrichtungen 15, 16, die oberhalb der Auftragwalzen 11, 12 angeordnet sind, mit Beschichtungsmaterial getränkt. An den von der Transportbahn 8, 9 abgewandten Seiten der Auftragwalzen 11, 12 können nicht näher dargestellte Ra- kel oder dergleichen Abstreichvorrichtungen vorgesehen sein, welche einerseits das Beschichtungsmaterial gleichmässig über die Bezüge 13, 14 verteilen und andererseits überschüssiges Beschichtungsmaterial von den Bezügen 13, 14 abstreifen. Das abge- streifte Beschichtungsmaterial wird gesammelt und über einen Vorratsbehälter erneut den Bezügen 13, 14 der Auftragwalzen 11, 12 zugeführt.
Die Auftragwalzen 11, 12 werden über Antriebe in Drehung um ihre Achsen versetzt. Dabei werden die Auftragwalzen 11, 12 mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten rotiert. Die Rotation der Auftragwalzen 11, 12 kann den gleichen Drehsinn aufweisen oder mit entgegengesetztem Drehsinn erfolgen.
Beim Durchtritt des Preforms 1 durch die Walzenbeschichtungseinrichtung 10 wird der Preform in Drehung um seine Längsachse versetzt. Der durchmessergrössere Körper 2 des Preforms 1 presst die schwammartigen Bezüge 13, 14 der Auftragwalzen 11, 12 jeweils im Anlagebereich an seine Aussenfläche 7 zusammen. Die übrigen Bereiche der Bezüge 13, 14, kehren jeweils wieder in ihren Ausgangszustand zurück. Die daraus entstehende Pumpbewegung unterstützt die Tränkung der Bezüge 13, 14 mit dem Be- Schichtungsmaterial. Beim Durchtritt durch die Walzenbeschichtungseinrichtung 10 wird die an den Bezügen 13, 14 der Auftragwalzen anliegende Aussenfläche 7 des Körpers 2 des Preforms 1 beschichtet. Der Halsabschnitt 6 und das Innere des Preforms 1 bleiben hingegen frei von Beschichtungsmaterial. Nach der erfolgten Beschichtung kann der Preform 1 zu einer Streckblasvorrichtung weiter transportiert werden, oder er wird für die spätere Verwendung in einen Lagerbehälter abgelegt.
Für das Auftragen von mehreren Beschichtungslagen ist die Walzenbeschichtungseinrichtung mit weiteren Auftragwalzen ausgestattet, die jeweils paarweise zu beiden Seiten des Transportwegs des Preforms angeordnet sind und einen entsprechend de- missionierten Durchtrittsspalt begrenzen. Die Auftragwalzen sind jeweils mit Zuführeinrichtungen für das Beschichtungsmaterial ausgestattet, über welche die Bezüge der Auftragwalzen mit dem Beschichtungsmaterial getränkt werden. Jede Walze ist mit einer Antriebseinrichtung versehen, über die sie in Rotation versetzt werden kann.
Die Walzenbeschichtungseinrichtung 10 wird für den Auftrag von Barriereschichten und/ oder von reibungsmindernden Beschichtungen eingesetzt. Als Barriereschichten werden Materialien eingesetzt, welche den Austritt von CO2 verhindern und/ oder das Eindringen von O2 unterbinden. Als reibungsmindernde Beschichtung kommen mit Vorteil Materialien zur Verwendung, die auch nach dem Abkühlen des Pref orms 1 einen flüssigen Aggregatzustand aufweisen. Geeignete Materialien sind beispielsweise Öle, Ester, Polyole, Siliconöle, Mischungen aus diesen und deren Emulsionen
Die Beschichtung der Preforms wird mit einer Dicke von etwa 2 μm bis etwa 100 μm aufgetragen.
Die Erfindung ist am Beispiel einer Walzenbeschichtung für Preforms für streckgebla- sene Kunststoffflaschen erläutert worden. Mit nur geringfügigen Modifikationen der Walzenbeschichtungseinrichtung ist die Walzenbeschichtung auch an bereits fertig streckgeblasenen Kunststoffflaschen mit rotationssymmetrischem Körper durchführbar. Dabei können die Kunststoffflaschen gleichfalls hängend durch die Walzenbeschichtungseinrichtung transportiert werden. Alternativ können die Kunststofffla- sehen, die im Gegensatz zu den Preforms eine relativ breite Standfläche aufweisen, auch auf einem Transportband stehend durch die Walzenbeschichtungseinrichtung transportiert werden. Dabei können die Halsabschnitte der Kunststoffflaschen zusätzlich in einem Führungsspalt geführt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beschichtung eines Hohlkörpers, der einen länglich ausgebildeten rotationssymmetrischen Körper (2) besitzt, an seinem einen Längsende einen Boden (3) und an seinem anderen Längsende einen mit einer Aυsgiessöff- nung (6) versehenen Halsabschnitt (5) mit an seiner Aussenfläche (7) ausgeformten Gewindeabschnitten oder dergleichen aufweist, bei dem der Hohlkör- per nach seiner Herstellung an seiner Aussenfläche (7) wenigstens bereichsweise mit einer Beschichtung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper durch eine Walzenbeschichtungseinrichtung (10) transportiert wird, in der die Aussenfläche (7) seines Körpers (2) mit einer Beschichtung versehen wird und der Halsabschnitt (5) und das Innere des Hohlkörpers von der Beschichtung ausgespart werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper durch eine Walzenbeschichtungseinrichtung (10) transportiert wird, welche wenigstens zwei rotierbare Auftragwalzen (11, 12) für das Beschichtungsmaterial aufweist, die mit einem elastischen, schwammartigen
Bezug (13, 14) versehen sind und beidseits einer Transportbahn (8, 9) des Hohlkörpers angeordnet sind, und einen Durchtrittspalt (17) für den Hohlkörper begrenzen, dessen Breite (b) kleiner ist als ein Aussendurchmesser (d) des Körpers (2) des Hohlkörpers (1) in einem an den Boden (3) anschliessenden Ab- schnitt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragwalzen (11, 12) in Transportrichtung (P) des Hohlkörpers versetzt angeordnet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragwalzen (11, 12) mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragwalzen (11, 12) gegenläufig rotiert werden.
6. Verfahren nach einen der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragwalzen (11, 12) die gleiche Drehrichtung aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein in einem Kunststoffspritz- oder Fliesspressverfah- ren hergestellter Preform (1) zur Herstellung einer Kunststoffflasche in einem
Streckblasvorgang ist, der einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Körper (2) und einen an einen umlaufenden Flansch (4) anschliessenden Halsabschnitt (5), der mit einer Ausgiessöffnung (6) versehen ist, aufweist, und dass die Aussenfläche (7) des Körpers (2) des Preforms (1) mit einer reibungsmin- dernden Beschichtung versehen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) mit einer Beschichtung versehen wird, welche nach dem Abkühlen des Preforms (1) auf Umgebungstemperatur einen flüssigen Aggregatzustand beibehält.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Preform (1) mit einem Beschichtungsmaterial aus der Gruppe umfassend Öle, Ester, Polyole, Siliconöle, Mischungen aus diesen und deren Emulsionen beschichtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper mit einer Barriereschicht versehen wird, die den Durchtritt von CO2 und O2 verhindert.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Preform (1) für die Herstellung streckgeblasener Kunststoffflaschen oder eine Kunststoffflasche ist.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper durch eine Walzenbeschichtungseinrichtung (10) transportiert wird, in der die Aussenfläche (7) seines Körpers (2) sukzessive mit mehreren Schichten beschichtet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche (7) des Hohlkörpers sukzessive mit unterschiedlichen Beschichtungsmateriali- en beschichtet wird.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des Hohlkörpers mit einer Schichtdicke von 2 μm bis 100 μm erfolgt.
15. Preform zur Herstellung von Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, mit eine einseitig geschlossenen, im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten
Körper (2) und einem an einen umlaufenden Flansch (4) anschliessenden Halsabschnitt (5), der mit einer Ausgiessöffnung (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der sich unterhalb des Flansches (4) erstreckende Körper (2) des Preforms (1) mit einer in einem Walzenbeschichtungsverfahren aufgebrachten Beschichtung versehen ist.
16. Kunststoffflasche, insbesondere PET-Flasche, hergestellt in einem Streckblasverfahren aus einem Preform (1) gemäss Anspruch 15.
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