DE2062283A1 - Biaxial orientierter Gegenstand und ein Verfahren und*eine Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents
Biaxial orientierter Gegenstand und ein Verfahren und*eine Vorrichtung zu seiner HerstellungInfo
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Description
E.I. du Pont de Nemours and Company
Wilmington, Delaware/USA
Biaxial orientierter Gegenstand und ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu seiner Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hohlen, biaxial
orientierten thermoplastischen Gegenstand, wie eine Flasche, der besonders geeignet ist zum Abfüllen von Flüssigkeiten unter
Druck, wie kohlensäurehaltigen Getränken oder Ärosolen usw., zusammen
mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zu seiner Herstellung.
■ ■ . ■■"..- . . Zum Abfüllen kohlensäurehaltiger Getränke geeignete thermoplastische
Flaschen, die beim Abfüllen unter einem gewissen autogenen Druck stehen, müssen die für eine derartige Verwendung erforderlichen
Eigenschaften aufweisen.- Diese Eigenschaften bestehen
in der erforderlichen Festigkeit, um das Getränk unter Druck zu halten, der 7,03 atü .betragen kann, ohne daß eine merkliehe
Veränderung oder ernsthafte Verformung innerhalb des ver-" wendeten Temperaturbereiches von etwa 0 - 5Ö°C eintritt. Darüber
hinaus muß die Flasche eine geringe Durchlässigkeit aufweisen, insbesondere im Hinblick auf Kohlendioxyd und Sauerstoff» Der
ständige Verlust von Kohlendioxyd aus kohlensäurehaltigen Getränken
oder das Eindringen von Sauerstoff in ein Getränk,wie Bier
109834/1023
BAD ORfGlHAL
F-2135/2135-R
verkürzt die Lebensdauer und verändert den Geschmack des Getränkes.
Es sind mehrere Methoden bekannt, hohle, thermoplastische Gegenstände
herzustellen. Eine Methode ist das Blasformen. Bei dem üblichen Blasformen wird zuerst ein Külbchen hergestellt, indem
ein durch Hitze erweichtes thermoplastisches Rohr stranggepreßt und der Boden abgekniffen wird, oder es wird eine blasbare geometrische
Form direkt spritzgegossen. Weiter wird das Külbchen oder die blasbare Form dann in einen Formhohlraum mit der volumetri'schen
Form des gewünschten thermoplastischen Gegenstandes gebracht und das Külbchen ausgedehnt, indem es mit Druckluft in
die Ränder des Formhohlraumes geblasen wird. Das Polymere wird stranggepreßt und bei erhöhter Temperatur geblasen, nämlich oberhalb
des biaxialen Orientierungsbereiches des Polymeren. Der hergestellte Formkörper ist nicht biaxial unorientiert. Dieses
Verfahren ist wirtschaftlich,aber relativ langsam und - was am wichtigsten ist, die hergestellten hohlen Gegenstände lassen die
notwendige Festigkeit vermissen, um zum Abfüllen von Getränken unter Druck verwendet v/erden zu können.
Andere bisher bekannte Verfahren bestehen in der Verwendung von
festen Kunststoffrohlingen, die unter Bildung eines hohlen Gegenstandes stranggepreßt werden. Wenn ein fester Rohling stranggepreßt
wird, so zeigt das Material, das ursprünglich an der äußeren Symmetrieachse des Rohlinges lag, an der Innenwand des hergestellten
Gegenstandes eine extreme Rauhheit und andere Oberflüchenbeschädigungen.
Die Anwendung höherer Temperaturen während der Herstellung des Gegenstandes führt zwar dazu, daß diese unerwünschten
Eigenschaften vermindert werden, die Anwendung höherer Temperaturen führt jedoch zur Selbstzerstörung, da die bei
der biaxialen Orientierung.möglicherweise gewonnene Festigkeit des plastischen Materials während der Flaschenherstellung durch
Hitzerelaxation wieder verlorengeht.
Es besteht daher ein Bedürfnis an einem wirtschaftlichen Verfahren,
an. einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststoffflasche mit Eigenschaften, die diese zum Abfüllen von Flüssigkeiten
unter Druck, wie kohlensäurehaltigen Getränken und A'rosolen, geeignet macht.
109834/1023
BAD
F-2135/2135-π *
Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren und einer
Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen, biaxial orientierten
thermoplastischen Gegenstandes mit verbesserten· Festigkeitseigenschaften. Der Gegenstand wird biaxial orientiert, indem er durchschnittlich
bis zu etwa 1J«-mal in Axialrichtung und etwa 2,5 bis
7-mal in Umfangsrichtung verstreckt wird. Der bevorzugt verwendete
thermoplastische Kunststoff ist Polyäthylenterephthalat mit
einer inhärenten Viskosität von mindestens 0,55· Der hergestellte Gegenstand weist nicht nur verbesserte Festigkeitseigenschaften
auf , sondern auch eine verminderte Durchlassigke'it gegenüber
Kohlendioxyd, Sauerstoff und Wasser. Infolgedessen ist das Verfahren
und die Vorrichtung besonders für die Herstellung von J
Flaschen aus thermoplastischem Kunststoff, die zum Abfüllen von Getränken unter Druck verwendet werden, wie von kohlensäurebaltigem
Sprudel und Bier. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Polyathylenterephthalatflaschen weisen eine Dichte von
etwa 1,331 bis 1,402 auf und der gerade Zylinderquerschnitt der
Flasche hat eine axiale Zugfestigkeit von etwa 351*54 bis
2119,24 kg/cm2, eine UmfangsZugfestigkeit von etvra 1406,2 bis
2
5824,8 kg/cm ; eine axiale Fließspannung von mindestens 281 kg
5824,8 kg/cm ; eine axiale Fließspannung von mindestens 281 kg
2 2
/cm und eine Umfangsfließspannung von mindestens 492,1 kg/cm .
Für diese Flaschen ist eine Plant el stärke von etwa 0,2539 bis 0,762 mm, ein Gewicht-zu-Volumen-Verhältnis (in g bzw. cm-) von
etwa 0,2 : 1 bis'0,005 : 1 und eine Deformationskonstante, die *
gleich der Kurve des Logarithmus (reziproker Wert der Dehnungsgesehwindigkeit)
gegen die Dehnung aufgetragen mit einem Wert von mindestens 0,65 ist, typisch. Das Verfahren wird zweckmäßigerweise
mit Hilfe einer verv/endeten Form ausgeführt, um gleichmäßige
und übereinstimmende Exemplare des Gegenstandes zu erhalten. Der hohle thermoplastische Rohling wird durch eine
ringförmige Durchtrittsöffnung in eine gleitende Form stranggepreßt,
wobei die Form am einen Ende eine wulstartige Aushebung aufweist, um das Strangpreßerzeugnis aufzunehmen; dann läßt" man
die Form durch die Strangpreßdurchtrittsöffnung gleiten, während ,
das Strangpreßen ständig fortgesetzt wird. Dabei wird das Strang- ',
preßerzeugnis verstreckt, während es gleitet. Gleichzeitig wird
das StranEpreßerzeugnis gegen die*Innenwände der Form gepreßt,
109834/^23 .bad "
F-2135/2135-R »j
indem eine Flüssigkeit unter Druck, in das Innere des geformten
Gegenstandes eingeführt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die für die Durchführung des
ßi-findungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, besteht im wesentlichen
aus: '
(a) einer gleitbaren Form mit einem Hohlraum, der eine Gestalt
hat, um den gewünschten Gegenstand zu erhalten;
(b) einer ringförmigen Strangpreßdurchtrittsöffnung, die im
Formhohlraum angeordnet ist;
(c) Mitteln zum Strangpreßen eines hohlen, thermoplastischen Rohlings durch die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung
i-n die Form;
(d) Mitteln in der Form» um das.Strangpreßerzeugnis aufzunehmen,
und einen ringförmigen Wulst des Strangpreßerzeugnisses am einen Ende des Formhohlraumes zu formen und zu halten;
(e) Mitteln zum Gleiten der Form aus einer ersten Stellung in
eine zweite Stellung relativ zur Strangpreßdurchtrittsöffnung, während der thermoplastische Rohling kontinuierlich
'stranggepreßt wird und in das Innere der Form gezogen wird unter Bildung eines hohlen Mantels aus dem Strangpreßerzeugnis;
(f) Mitteln zum Einführen einer Flüssigkeit gegen das Innere des hohlen Mantels, um das Strangpreßerzeugnis gegen die
inneren Begrenzungen der Form auszudehnen sowie im Bedarfsfall
(g) Mitteln zum Drängen der Hinterkanten des Strangpreßerzeugnisses
radial nach innen zur Mitte des Gegenstandes hin unter Bildung eines vollständigen Verschlußes.
Fig. 1 zeigt die Perspektive der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit Mitteln zum Antreiben der beweglichen Teile der Vorrichtung. Fig. 2 stellt eine schematicehe Darstellung der Hauptteile der
Vorrichtung der Fig. 1 dar und zeigt die Hydraulik, die Anlage für die Flüssigkeitsströmung und die elektrische Anlage zum Antreiben
und Regulieren der Vorrichtung.
Fdg. 3 ist ein Teilquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung
während des Anfangsstadiums der Formung eines hohlen Gegen-
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BAD ORiGINAL
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Standes und 'zeigt, speziell einen ringförmig geformten Wulst.
Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung
während des Zxtfischenstadiums der Herstellung eines hohlen Gegenstandes
und zeigt speziell das entscheidende Stadium des kombinierten
nicht-geschmolzenen· Strangpreßens und Ausdehriens unter Anwendung von inneren Kräften der Strömungsflüssigkeit.
Fig. 5 zeigt einen Teilquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einem Stadium, wo der hohle Gegenstand vollständig hergestellt
ist. '.'' - ■/'-■ Fig. 6 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt eines Teiles der
Vorrichtung in einer Lage, die in Fig. 5 gezeigt ist und die in klareren Einzelheiten das Gebiet um die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung
fast am Ende des kombinierten Strangpreß- und Ausdehnungsvorganges darstellt.
Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt ähnlich dem der Fig. 6, aber unter Sichtbarwerden des Bereiches um die ringförmige
Strangpreßdurchtrittsöffnung nach der beendeten Herstellung des hohlen Gegenstandes.'
Fig. 8 und 9 sind Teilquerschnitte der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die angepaßt ist, um Polymere mit geringer Einheitlichkeit mit der Form zu verarbeiten.
Fig. 10 ist eine in'der Vorrichtung der Fig. 9 hergestellte
'Flasche.
Fig. 11 ist ein Teilquerschnitt einer anderen Ausführungsform
die einen gleitenden Mittelstab mit einem Mittelstab in seiner '
völlig ausgedehnten Stellung enthält.
Fig. 12 ist ein Teilquerschnitt der anderen Ausführungsform,
die in Fig. 11 gezeigt ist, mit dem Mittelstab im Zwischenstadium
dos Zurückziehens entsprechend relativ zu der Zwischenstellung der gleitenden Form. ,.
Fig. 13 ist ein Teilquerschnitt der anderen Ausführungsform, die
in Fig. 11 gezeigt ist,'mit völlig zurückgezogenem Mittelstab entsprechend relativ zu der Endstellung der gleitenden Form.
pQlyüthyleJvterephthalatgegenstände gemäß der Erfindung besitzen,
im allgemeinen eine zylindrische Form, wie sie für die Form von
Sprudel- oder Bierflaschen typisch sind, sind biaxial orientiert, haben Dichten von etwa 1,331 bis 1,402 und können durchsichtig
109834/1023 bad original
P-2135/2135-R
und glänzend ohne Trübung hergestellt werden oder sie können gefärbt
werden, indem man dem Polymeren einen Farbstoff zusetzt. Darüber hinaus haben die Gegenstände physikalische Eigenschaften,
wie sie zum Halten von Flüssigkeiten unter Druck notwendig sind. Die physikalischen Eigenschaften bestehen in einer hohen Zugfestigkeit,
einer hohen Zugbeanspruchung, einer geringen Verformung bei einem niedrigen Gewicht-zu-Volumen-Verhältnis, einer hohen Schlagfestigkeit
und in guten Durchlässigkeitseigenschaften. Polyäthylenterephthalate, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen
thermoplastischen Gegenstände brauchbar sind, sind (a) Polymere, in denen mindestens etwa 97 % des Polymeren sich wiederholende
Äthylenterephthalateinheiten der Formel
■C-
sind und der Rest aus kleineren Mengen von Ester-bildenden Komponenten besteht
und·
und·
(b) Mischpolymerisate des Äthylenterephthalates, bei denen bis
zu etwa 10 Mol-# des Mischpolymerisates aus Monomereinheiten von Diäthylenglykol, Propan-l,3-diol, Butan-l,4-diol, Polytetramethylenglykol,
Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol, 1,4-Hydroxymethylcyclohexan
und dergleichen und aus Monomereinheiten von Isophthalsäure, Diphensäure, Naphthalin-1,4- oder 2,6-Dicarbonsäure,
Adipin-, Sebacin-, Decan-l,10-dicarbonsäure und dergl.
aufgebaut sind.
Die speziellen Grenzen hinsichtlich des Comonomeren werden durch
die Glasübergangstemperatur des. Polymeren bestimmt. Es wurde gefunden, daß - wenn die Glasübergangstemperatur sich unter etwa
500C erstreckt - ein Mischpolymerisat mit schlechten mechanischen
Eigenschaften entsteht. Dies entspricht demnach der Zugabe von nicht mehr als etwa 10 yiol-% eines Comonomeren. Eine Ausnahme
bildet hier beispielsweise die Zugabe von Diphensäure, bei der die Glasübergangstemperatur des Mischpolymerisates über 500C
bleibt und nicht mit der Zugabe von mehr als 10 Mol-'i fällt.
Weitere Beispiele sind für den Fachmann offensichtlich.
- 6 1 09834/1023
BAD ORfGINAU
,F-2335/2135-R- · .
Darüber hinaus kann das Polyäthylenterephthalatpqlymefisat verschiedene
Zusätze enthalten, die das Polymere bei seiner Verwendung nicht ungünstig beeinflußen. Derartige Zusatzstoffe sind
Stabilisatoren, wie Antioxidantien oder Mittel, die ultraviolettes
Licht abschirmen, Strangpreßhilfsmittel, Zusätze, die dazu bestimmt sind, das Polymerisat abbaubarer und verbrennbarer zu
machen, wie Oxydationskatalysatoren, sowie Farbstoffe oder Pigmente.
■ . ■ -..-'"
Das Polyäthylenterephthalat sollte eine inhärente Viskosität (1 Ji ige Polymerkonzentration in einer 37.*5 bzw. 62,5 Gew..-#igen
Lösung von Tetrachloräthan bzw. Phenol bei 300C) von mindestens
0, -55* auf weisen, um die gewünschten Endeigenschaften im geformten
Gegenstand zu erhalten, und vorzugsweise beträgt die inhärente Viskosität mindestens 0,7, um einen Gegenstand mit ausgezeichneten
Zähigkeitseigenschaf.ten, d.h. Schlagfestigkeit, zu erhalten.
Die Viskosität der Polymerlösung wird im Verhältnis zum Lösungsmittel allein gemessen und die inhärente Viskosität ist
gleich
' natürlicher LoEarithmus
wobei C die Konzentration bedeutet, ausgedrückt in g Polymeres
pro 100 ml Lösung.
Biaxial orientierte Gegenstände sind brauchbar, und führen zu *
einer Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, wie zu ■
einer verbesserten Zugfestigkeit und Fließspannung. Die biaxiale Orientierung x^ird durchgeführt, indem der thermoplastische
Kunststoff in axialer und Umfangsrichtung verstreckt r wird, v/ährend der Gegenstand hergestellt viird* Der erfindungsgemäße Gegenstand wird molekular verstreckt, indem er durchschnittlich
etwa bis zu 4-mal in Axialrichtung verstreckt und etwa 2,5"·" 7 mal in Umfangsriehtung verstreckt wird. Voraugswei-·
se wird eine derartige Verstreckung bei der Orientierungstemperatur
des thermoplastischen Kunststoffes ausgeführt,, d.h. über
der Glasübergangstemperatur und unter dem Kristallschmelzpunkt.
109834/1OM BA° °RiÖINAL
F-2135/2135-R *
Das Ausmaß der Molekularorientierung kann nach bekannten Methoden
bestimmt werden. Eine Methode zur Bestimmung der Molekularverstreckung
wird im Journal of Polymer Science, 47 (I960),
Seiten 289-306 und im Journal of Applied Polymer Science, 9
(1965), Seite 2661 beschrieben.
Eine biaxiale Verstreckung ist bei der Erreichung ausgezeichneter Festigkeitseigenschaften behilflich. Die erfindungsgemäß
hergestellten Gegenstände v/eisen nicht den gleichen Orientierungsgrad an jeder Stelle des Gegenstandes auf, jedoch besitzen
die Bereiche,die weniger orientiert sind, einen stärkeren Mantel
als die Bereiche, die mehr orientiert sind. Dadurch besitzt der Gegenstand eine relativ hohe Gesamtfestigkeit. Bei der Herstellung
einer Flasche liegt die dünnste Mantelstärke im geraden Zylinderquerschnitt vor, dieser Querschnitt ist jedoch am stärksten
orientiert. Im geraden Zylinderquerschnitt der durch Verstrecken hergestellten Flasche, weist die typische Zugfestigkeit
und Fließspannung folgende Werte auf:
Eine axiale Zugfestigkeit von etwa 351,5 - 2109,2 kg/cm , eine
Umfangszugfestigkeit von etwa 14O6,2 - 5824,8 kg/cm , eine axia-
2 Ie Fließspannung von mindestens 28l,2 kg/cm und eine Umfangs-
fließspannung von mindestens 492,1 kg/cm . Die Vierte der Zugfestigkeit
und der Fließspannung vrerden nach ASTM D 882, betitelt mit "Tensile Testing", bestimmt.
Die Dichte (in g pro era ) des Gegenstandes kann zwischen etwa
1,331 und 1,402 schwanken. Die Dichte wird nach ASTM 1505, betitelt
"Tensity Gradient Technique", bestimmt. Die Dichte ist ein Maß für die Kristallinität und dieser Dichtebereich schließt
einen Kristallinitätsbereich von etwa 0 - 60 % ein. Diese Kristallinität
in % wird nach der folgenden Gleichung berechnet:
Kristallinität in % - χ 100
wobei Ps = die Dichte der Versuchsprobe (in g/cm) Pa =1,333 (g/cm ), die Dichte eines amorphen Filmes mit
einer Kristallinität von 0 %. und
Pc = 1,455 (g/cnr)die aus den Zelleneinheitenparametern
berechnete Dichte ist,
- 8-109834/1023
BAD ORIGINAL
F-2135/2135-R ' ;....".
Die hergestellten Gegenstände selbst können verschiedene Kristallinität
en aufweisen entlang der .axialen Länge jedes Gegenstandes, In diesem· Fall kann im Bedarfsfall der Gegenstand - . hitzegehärtet
werden, um eine gleichmäßige Kristallinität in jedem Gegenstand zu erreichen.. Die Orientierung und Kriställinitat
trägt zu bestimmten Eigenschaften bei, jedoch unter gewissen Bedingungen konkurrieren sie miteinander. Beispielsweise
bedeutet eine steigende Orientierung eine erhöhte Zugfestigkeit., die thermische Stabilität des Gegenstandes wird aber gleichzeitig
erniedrigt. Um das letztere auszugleichen, kann die Flasche hitzegehärtet werden, um die Kristallinität der Flasche
zu erhöhen. . ·
.Die Kristallinität hat auch Bedeutung für die Abschirmungseigenschaf
ten, insbesondere für die Durchlässigkeitseigensehaffcen
des Gegenstandes. Beim Abfüllen von kohlensäurehaltigen Getränken unter Druck, wie Sprudel öder Bier,.ist es beispielsweise
wichtig, daß die Flaschen Abschirmungseigenschaften aufweisen,
die ausreichen, um die Kohlensäure und das Wasser in dem Getränk
zu halten» und die dennoch Verunreinigungen, wie Sauerstoff,
fernhalten.
Es wurde gefunden, daß eine Zunahme der Kristallinität das Vermögen
von Kohlendioxyd, Sauerstoff oder Wasserdampf erniedrigt, die Flasche zu durchdringen. Der Ausdruck "Durchdringen" und
die davon abgeleiteten Ausdrücke, die in dieser Anmeldung verwendet werden, bedeuten das Vermögen eines Mittels, wie Kohlendioxyd,
Sauerstoff oder Wasserdampf, den Mantel des erfindungsgemäßen Gegenstandes zu durchdringen bzw. durch ihn zu diffundieren»
:- .
Der Grad der auftretenden Durchdringung, der während der Verwendung
der Flasche auftritt,- ist abhängig von vielen Faktoren, wie
von der ßesamtOberfläche der Flasche, der tfmgebungstemperatur,
dom inneren Druck der Flasche und der Art und Menge der in der
flasche befindlichen Flüssigkeit» .
Mtmn. die Kristallinität der Flasche mindestens etwa 15 % (Dichte
etwa 1,3^8) beträgt und die Flasche auf konventionelle Weise zum
Abfüllen von Sprudel oder Bier verwendet wird bei Verwendung von
BADORfQfNAL
»135/21,5-,
üblichen Flaschengrößen des Verbrauches, d.h. von 186,6 g-,
248,8 β-, 311,0 G-, 373,2 g- oder 497,6 g-Flaschen, so ist der
Durchdringungswert in Bezug auf die verschiedenen betreffenden
DurchdrinGuncsmittel ausreichend, um den handelsüblichen Standard
zu entsprechen. Beispielsweise verlieren Flaschen, die bis zu etwa 497,6 g Sprudel oder Bier unter einem autogenen Druck
von etwa.5,27 atü bei Zimmertemperatur, d.h. bei etwa 25°C, enthalten,
deren Mantelstärke zwischen 0,2539 - Ο,7β2Ο mm liegt
und deren Gewicht-zu-Volumen-Verhältnis (in g bzw. cwr) etwa
Q,2 : 1 bis 0,005 : 1 beträgt, in 30 Tagen nicht mehr als 15 %
Kohlendioxyd, der Sauerstoff, der durch den Mantel in die Flüssigkeit
eindringt, beträgt nicht mehr als 5 Teile pro 1000 Teile in" 30 Tagen und die Wassermenge, die die Flüssigkeit verliert t
beträgt nicht mehr als 5 % in 90 Tagen.
Die Kohlendioxyddurchdringung wird bestimmt, indem eine Flasche unter einem Kohlendioxyddruck von 5,27 atü gesetzt wird und die
Flasche mit üblichen Verschlußmitteln verschlossen wird, die unter Druck stehende Flasche in eine Vakuumkammer gestellt wird,
in der das Vakuum 1 mm Quecksilbersäule beträgt, und die Möglichkeit gegeben wird, daß die Flasche in der Kammer im Gleichgewicht
gehalten wird, und anschließend der Druckanstieg in der Vakuumkammer als Funktion der Zeit gemessen wird. Alternativ
kann die gleiche unter Druck stehende Flasche in eine geschlossene Kammer mit einem Stickstoffstrom gebracht werden, der an der
Flasche vorbeistreicht. Nachdem der Gasstrom einer Natriumhydroxydbadwäsche
unterworfen worden war, zeigt die Titration des standardisierten llatriumhydroxyds die Menge an Kohlendioxyd an,
die beim Vorbeiströmen des Stickstoffstromes aufgenommen wurde.
Die Xohlendioxydmenge, bestimmt pro Zeiteinheit, gibt die Geschwindigkeit
der Kohlendioxyddurchdringung an. Die Sauerstoffdurchdrincung wird bestimmt, indem eine Flasche
mit gasfreiem Wasser gefüllt wird, die Flasche durch übliche Mittel verschlossen wird und die Flasche bei Zimmertemperatur
und Zimmerdruck gelagert und periodisch der Sauerstoffgehalt des Wassers in der Flasche durch bekannte Methoden bestimmt wird,
d.h. durch potentiometrische Titration mit der Silberelektrode.
-XO-
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BAD ORIGINAL
•F-2135-2135-R ..
AA
Die Wasserdurchdringung wird bestimmt, indem ein Exsiccatorfüllinit-tel
in das Innere der trockenen Flasche gebracht wird, die Flasche verschlossen wird, die FLasche bei 37,S°C in einer
Atmosphäre mit einer konstanten relativen Feuchtigkeit von 100 % gelagert und anschließend periodisch gevrogen wird, um die Wassermenge,
die von dem Exsiccatorfüllmittel aufgenommen worden ist,
su bestimmen. Alternativ kann die Flasche mit Wasser gefüllt werden, unter einen autogenen Druck von 5*27 atü gestellt werden
und verschlossen und anschließend in eine Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von etwa 15 % bei 25°C gebracht und periodisch
der Wasserverlust gewogen v/erden.
Eine andere bedeutsame Eigenschaft, die wichtig ist, damit die
erfindungsgemäßen Gegenstände zum Abfüllen von unter Druck stehenden Flüssigkeiten verwendet werden können, besteht darin, daß
die Flasche eine relativ geringe Verformung zeigt, besonders bei
dünnwandigen Gegenständen mit niedrigem Gewicht. Die Verformung ist die Änderung der strukturellen Abmessungen des Gegenstandes,
wenn dieser einer Beanspruchung ausgesetzt wird.Sie ist abhängig von vielen Faktoren, wie vom Beanspruchungsgrad, von der
Art des Polymeren, von dem physikalischen Zustand des Polymerisates,
von der Umgebungstemperatur und von der Zeit, der die Flasche einer Beanspruchung ausgesetzt wird. Wenn man die Verformung
bei einer im allgemeinen zylinderförmigen Flasche betrachtet, so ist die Größe und Form der Flasche auch von Bedeutung. Nimmt
darüber hinaus der autogene Druck in der Flasche mit steigender Temperatur zu, so muß die Widerstandsfähigkeit gegenüber der Verformung
über einen vernünftigen Temperaturbereich und Verwendungsdruckbereich konstant bleiben. Bei typischen Verwendungen, wie
zum Abfüllen von Bier oder Sprudel, beträgt dieser Temperaturbereich etwa 0 - 500C und der Druckbereich etwa 0 - 7>O3 atü.
Der in einer verwendeten Flasche auftretende Beanspruchungsgrad zum Halten einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, wie eines
kohleneäurehaltigen Getränkes ist direkt proportional dem autogenen Druck in der Flasche, dem Flaschendurchmesser und umgekehrt
proportional der Wandstärke.
Die Beanspruchung kann in erster Hährung durch die Gleichungen:
Die Beanspruchung kann in erster Hährung durch die Gleichungen:
10983μ~Λ102 3 bad original
F-2135/2135-R
Umfang = Pr/t
A Axial = Pr/2t
ausgedrückt werden,· wobei
ausgedrückt werden,· wobei
y\ die Beanspruchung ist,
P der autogene Druck
r ' der Radius des geraden Zylinderquerschnittes und t die Mantelstärke ist.
Eine Flasche mit. einem Durchmesser von etwa 5>O8 cm mit einer
Wandstärke des geraden Zylinders von etwa 5,058 mm bei Zimmertemperatur und die unter einem Druck von etwa 5»27 atü steht
und die einer Umfangsbeanspruchung von etwa 0,228 atü widersteht, ist typisch. Dünnwandige Flaschen sind wünschenswert, da
das die Verwendung von weniger Polymerisat bedeutet und weil diese Flaschen billiger in der Herstellung sind. Jedoch werden '
dünne Wandungen stärker beansprucht und machen eine größere Ver*·
formungswiderstandsfähigkeit nötig. Biaxiale Orientierung eines Polymeren erhöht - wenn die anderen Faktoren gleichbleiben die
Fließspannung der Flasche und ist daher ein wichtiger Grund für die Orientierung.
Die Verformung wird im allgemeinen an Polymeren bestimmt, indem eine Probe unter einer feststehenden Belastung, d.h. Beanspruchung,
bei einer konstanten Temperatur ausgesetzt wird und die Verformung als Funktion der Zeit bestimmt wird. Die Kurven für thermoplastische
Kunststoffe haben eine charakteristische Form, bei denen die Verformungsgeschwindigkeit eine Funktion der Zeit ist.
Beim Auftragen des Logarithmus (reziproker Wert der Verformungsgeschwindigkeit) gegen die Verformung ergibt sich ein linearer
Verlauf der Kurve über einen wesentlichen Teil der Verformungskurve. Die Kurve des geradlinigen Segmentes, die hier als Verformungskonstante
bezeichnet wird, wird ausgedrückt als:
DC = d lop; (dt/df)
wobei DC die Verformungskonstante ist,
dt ='die Ableitung nach der Zeit und d£ = die Ableitung nach der Verformung.
- 12 ~
109834/1023
BAD OBtGINAt
F-2135/2135-R J'l
Die Verformungskonstante ist anwendbar auf die erwähnten thermoplastischen
Kunststoffe und kann verwendet werden, um das Verformungsverhalten
, zu vergleichen, indem die Kurvenwerte verglichen werden. Eine Deformationskonstante gleich 0 zeigt, daß
die untersuchte Probe sich mit seiner natürlichen Verformungsgeschwindigkeit ausdehnt oder daß für die festgestellte Belastung
die Deformationsgeschwindigkeit konstant bleibt. Eine unendliche Deformationskonstante zeigt, daß keine meßbare Deformation vorhanden
ist.
Für die erfindungsgemäß hergestellten Flaschen beträgt die Deformationskonstante
mindestens etwa O,65 9 das bedeutet eine Deformation
von weniger 'als 5 % in 100 Stunden bei 500C und einem
autogenen Druck .von 5,27 atü. Noch eine andere Eigenschaft der biaxial orientierten Polyäthylenterephthalatgegenstände der Erfindung ist die Zähigkeit oder Schlagfestigkeit. Diese hängt
jedoch besonders mit der inhärenten Viskosität des Polyäthylenterephthalates
zusammen. Im allgemeinen nimmt" mit steigender inhärenter Viskosität die Schlagfestigkeit der FLasche zu. Dies
wird an einem Falltest gezeigt, bei dem eine Flasche gefüllt und unter typischen Abfüllbedingungen unter einem autogenen Druck
von 4,21 atü verschlossen wird.
Man läßt die Flasche auf einen Betonboden fallen, so daß die Aufschlagstelle
an der Kante der Basis liegt. Beim Testen der Flaschen, die auf ähnliche Weise hergestellt sind, jedoch andere'
inhärente Viskositäten aufweisen, ist gefunden worden, daß beim Fallen bei 00C . '
(a) Flaschen mit einer inhärenten Viskosität von 0,85 durchschnittlich
einen Fall aus 1,33 m Höhe überstehen, aber versagen,
d.h. zerbrechen, bei einem Fall aus 2,44 m Höhe;
(b) Flaschen mit einer inhärenten Viskosität von 0,95 durchschnittlich
2 Fälle aus einer Höhe von 2,44 m überstehen, aber beim dritten Fall versagen und
(c) Flaschen mit einer inhärenten Viskosität von 1,1 fünf Fälle
aus einer Höhe von 2,44 m Überstehen.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gegenstände verwendete
Vorrichtung wird nunmehr anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3-5 wird ein unten
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beschriebener hohler, zylindrisch geformter thermoplastischer polymerer Rohling 1 zunächst in einer Strangpreßkammer 2 angeordnet,
die durch eine Bohrung eines Strangpreßzylinders 3 und die äußere zylindrische Fläche einer mittleren Stützstange k
gebildet wird. Ein Formhohlraum 5 einer Form 6 hat die der Form des gewünschten Gegenstandes entsprechende Innenausbildung und
ist in einer ersten Stellung angeordnet, in der er den Strangpreßzylinder 3 umschließt, wie es besonders in den Fig. 1 und 3
gezeigt ist. Der in Fig. 3 gezeigte Formhohlraum wird für die · Herstellung einer schmalhalsigen Flasche verwendet, wie sie zum
Abfüllen von kohlensäurehaltigen Getränken verwendet wird. Der Strangpreßzylinder 3 befindet sich in axialer Ausrichtung
auf einem Dorn 7 mit gleichmäßigem Außendurchmesser, der im wesentlichen der gleiche ist, wie der Innendurchmesser des Flaschenhalses
der herzustellenden Flasche. Ein Durchgang 8 für Flüssigkeiten ist in dem Dorn 7 enthalten und weist Flüssigkeitsauslaßöffnungen
an dem Ende des Dorns 7 auf, das sich in nächster Nähe des Strangpreßzylinders 3 befindet. Zwischen dem Ende des
Zylinders 3 und dem Ende des Dorns 7 befindet sich eine ringförmige Strangpreßaustrittsöffnung 11. Diese Austrittsöffnung
kann zweckmäßigerweise durch ein abgerundetes Ende 12 des Strangpreßzylinders 3 und ein ringförmiges konisches Teil 13 gebildet
werden, das an dem Körper des Dorns 7 befestigt ist. Die ringförmige Strangpreßaustrittsöffnung 11, die in den Fig. 6
und 7 in ihren Einzelheiten gezeigt ist, wird durch die einander gegenüberliegenden Endteile des Strangpreßzylinders 3 .und des
Dorns 7 gebildet. Im Querschnittsprofil sind beide Teile zu einer gekrümmten Form gearbeitet, um einen glatten übergang von
der ringförmigen Strangpreßkammer 2 nach außen und eine Begrenzung für die ringförmige Strangpreßaustrittsöffnung 11 zu
bilden, so daß die Querschnittsfläche dieser Austrittsöffnung immer konvergent ist. Die öffnung wird in Richtung des Ausflußes ·
zu der äußeren Begrenzung des Strangpreßringes allmählich kleiner4
der sich in Nähe des Umfanges des Dorns 7 befindet, von wo das Polymere aus der ringförmigen Strangpreßdurchtrittsöffnung 11
austritt, um in den Hohlraum 5 der Form 6 einzudringen. In Fig.6
\v/-^ ν-- - 14 -
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ist die axial Gemessene Abmessung der öffnung 11 mit T bezeichnet.
In dieser Fig. ist ebenso wie in Fig. 7 diese Abmessung
zum Zwecke der klareren Beschreibung vergrößert. Bei einem wirklichen
Gerät kann die Abmessung 11T" je nach den Eigenschaften
des zu formenden Polymeren und je nach dem Grad der dem Polymeren zu verleihenden Orientierung zwischen etwa 0,251J und 1,905 mm
liegen. Die Austrittsöffnung 11 dient als diejenige Stelle, an der dem Polymeren hohe Energie zugeführt wird, durch die die
Temperatur des Polymeren auf die Orientierungstemperatur des Polymeren erhöht wird, wodurch gute Orientierungseigenschaften
gewährleistet werden. Im allgemeinen erhöht sich der Orientierungsgrad des Strangpreßerzeugnisses in dem Maße, wie das
Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Durchmesser des Strangpreßerzeugnisses
und dem durchschnittlichen Durchmesser des Rohlings sich erhöht, wenn er aus der Durchtrittsöffnung 11 austritt.
·
Die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung 11 ist - im Querschnitt
gesehen - flächenkonvergent, um einen stabilen Fluß und einen begrenzten Druckabfall zwischen der Kammer "2 und dem
äußeren Teil der Austrittsöffnung 11 während des Strangpreßens und insbesondere zu dem Zeitpunkt zu gewährleisten, in dem die
Schließung des Endes des flaschenförmigen Gegenstandes eingeleitet wird; etwas anders ausgedrückt gewährleistet ein hoher Druck
in der Kammer 2 in dem Augenblick,in. .dem die Stange 4 zurückgezogen
wird, daß das Polymere aus der Kammer 2 nach innen fließt
(unter dem fortgesetzten Druck des Stempels 15), wodurch ein Verschluß bewirkt wird.
Der - Formhohlraum 5 weist in seiner Unifangsform eine Ringnut I^
auf, die anfangs in Nähe der Auslaßseite der ringförmigen Strangpreßdurchtrittsöffnung
11 angeordnet ist. Die Form 6 mit ihrem Formhohlraum 5 kann ferner von der in Fig. 3 gezeigten ersten
Stellung in eine in Fig. 5 gezeigte zweite Stellung bewegt werden.
- «i
Wie in .den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßen die Einrichtungen'zur
Bewegung der verschiedenen Teile der Vorrichtung im wesentlichen hydraulische Zylinder oder hydraulische Motoren, die auf einem
Rahmen 25 ^..wrdnet sind. Der Strangpreßzylinder 3 ist durch
- 15 -'
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einen Plansch auf einem waagerechten Rahmenteil 26 angebracht
und konzentrisch auf den hohlen Strangpreßstempel 15 ausgerichtet, der durch eine nicht gezeigte öffnung in dem Rahmenteil 26
wirkt. Unter dem Rahmenteil 26 ist der Stempel 15 auf eine ■hohle, rohrförmige Kolbenstange 28 eines übersetzungslosen oder
zweiseitig ausfahrbaren hydraulischen- Motores 29, der an dem
Rahmen 25 befestigt ist, ausgerichtet und mit dieser Kolbenstange verbunden. Im Inneren der Bohrung des Strangpreßstempels 15 befindet
sich die mittlere Stützstange 4, die. von der Oberseite
des Strangpreßzylinders 3 vollständig durch den Strangpreßstempel
15 und die rohrförmige Kolbenstange 28 verläuft. Unter dem unteren
Ende der Kolbenstange 28 ist die mittlere Stützstange 4 mit der Kolbenstange eines weiteren hydraulischen Motors 30 ver-^
bunden, der ebenfalls an dem Rahmen 25 befestigt ist. Am oberen Ende des Rahmens 25 befindet sich ein schwalbenschwanzförmiges
Gleitstück 31» dessen Körper an dem Rahmenteil 26 befestigt
ist, parallel zu der Achse des Zylinders 3 bewegt werden kann. Mit dem Gleitstück 31 ist ein Ausleger 33 verbunden, der
den Dorn 7 in axialer Ausrichtung auf und in Abstand von dem Strangpreßzylinder 3 trägt.. Von dem Rahmen 25 verläuft eine
starre Abstreifgabel J>k nach außen, deren Zinken rittlings auf
dem Dorn 7 unmittelbar unterhalb des Auslegers 33 sitzen. Der Dorn7 kann mittels des Motors 32 in senkrechter Richtung angehoben
werden, um1 das Abstreifen eines geformten Behälters, nicht
gezeigt, von dem Dorn zu bewirken. Ferner wird dadurch die Strang preßkammer 2 in dem Zylinder 3 freigelegt, um die Einführung
eines neuen Kunststoffrohlings zu ermöglichen. Den Dorn 7 und den Strangpreßzylinder 3 umgibt eine mehrteilige Form 6, die in
ihren oberen und unteren Enden öffnungen aufvreist, die in axialer
Richtung auf die beiden Teile 7 und 3 ausgerichtet sind und auf* diesen entlang gleiten können. Die Form 6 ist unter Verwendung
eines hydraulischen Motores 35» dessen Körper auf dem Rahmenteil 26 befestigt ist, in senkrechter Richtung bewegbar. In den Fig.
und 2 ist die Fo'rm in ihrer untersten Stellung gezeigt, in der sie sich am Beginn des Strangpreßzyklus befindet. Die Form 6 um-,
faßt zwei im wesentlichen symmetrische Hälften mit einer ebenen Trennfläche. Die Hälften sind durch Scharniere miteinander ver-
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■bunden, wie es in Pig:. 1 gezeigt ist, können jedoch auch auf.
Gleitvorrichtungen oder Gestängen angebracht sein, um das' öffnen
und Schließen der Form auf dem Strangpreßzylinder 3 und dem
Dorn 7 zu ermöglichen. Es sei bemerkt, daß eine bewegliche
Klemmeinrichtung, nicht gezeigt, vorgesehen sein muß, um die Hälften der Form aneinander zu befestigen, so daß die Form die
Innendrücke aushalten kann, die erhebliche Werte erreichen. Derartige Klemmeinrichtungen sind in der Technik bekannt und bestehen
im allgemeinen aus Riegeln, pneunia tischen oder hydraulischen
Motoren, Schraubklemmen oder dergleichen. Es sei ferner bemerkt, daß die Wände der Form mit Löchern versehen werden
können. Die Formteile können je nach der Art des Stoffes, aus dem der Rohling besteht, Ervrärmen" oder Kühlen erfordern, und
können mit einzelnen Mänteln oder Durchgängen, nicht gezeigt, für elektrisches oder strömungsmittelmäßiges Erwärmen oder Kühlen
versehen sein. Der Strangpreßzylinder 3 kann ebenfalls Erwärmen
oder Kühlen erfordern und es ist ein Mantel 36, gezeigt,
der den Teil des Strangpreßzylinders umschließt, der unterhalb
der Form 6 zugänglich ist. Im Bedarfsfall kann der Dorn 7 in
ähnlicher Weise ausgerüstet sein.
Die hydraulischen Motoren werden in zeitlicher Schrittfolge durch mit verschiedene magnetisch betätigte Ventile und eine
elektrische Steuerschaltung gesteuert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich,
schickt eine Zahnradpumpe 38 Flüssigkeit unter Druck aus einem Sumpf 39 in mehrere Leitungen 1JO. Der hydraulische Hauptmotor
ist der Motor 29, der den Stempel 15 nut einer Geschwin- '
digkeit antreibt, die durch das Profil einer Nockenvorrichtung
23 bestimmt wird» Die Nockenvorrichtung 23 wird auf einem Arm
durch die Stange 28 getragen und wird dazu verwendet, einen
Schiebewidierstand 51 zu ver.steilen, um eine der Stellung des
Stempels entsprechende Ausgangsspannung zu erzeugen. Diese Ausgangsspannung
wird einer Servosteuerung-44 zugeführt, die ihrerseits die ^Tätigkeit des Ventils H3 steuert, indem die Geschwindigkeit des, Flüssigkeitsstromes sum Motor 29 über das Ventil
proportional zu der Ausgangsspannung geändert.wird s wobei die
Spannung und der Strom der. Flüssigkeit höher wird,, wenn der hohe
' > 17.-. ·■..■■. : 109834/10-13 " : -
Teil 23b der Nockenvorrichtung; 23 erreicht wird. Das Ventil 41
ist ein selbstzentrierendes Vierwege-Magnetventil mit öffnungen,
die abgesperrt sind, wie dargestellt, wenn die Elektromagneten nicht erregt sind. VJenn der Elektromagnet 42 a erregt wird,
dreht sich das Ventil im Uhrzeigersinn und läßt die Flüssigkeit in die öffnung 29 a des Motors 29 ein, während gleichzeitig die
öffnung 29 b mit einer Ablaßleitung verbunden wird, so daß die Flüssigkeit in dem oberen Teil des Motors 29 über eine nicht
gezeigte Leitung in den Sumpf 39 zurückkehren kann. Die Zufuhr von Flüssigkeit in die öffnung 29a bewirkt die Aufwärtsbewegung
des Stempels 28. Wenn der entgegengesetzte Elektromagnet 42 b erregt wird, bewegt sich das Ventil 4l im Gegenuhrzeigersinn , wodurch der Stempel 28 wieder nach unten getrieben
wird. Der Arm 27 an der Kolbenstange 28 treibt ferner den beweglichen Teil eines Schiebewiderstandes 24 an, der eine Ausgangsspannung
erzeugt, die proportional der Stellung der Stange 28 und des Stempels 15 ist und sich in ihrer Größe ändert. Dieses
veränderliche Signal wird iazu verwendet, bestimmte zu beschreibende Vorgänge zu steuern. Die Anlage wird durch eine Antriebssteuerschaltung
45 aktiviert, die elektrische Energie von einer Stromquelle 46 direkt dem Elektromagneten 42 a an dem Ventil 41
zuführt und gleichzeitig einer Spannungsvergleichsschaltung 4?>
die ferner die Eingangsspannung von dem Schiebewiderstand 24 empfängt. Die Schaltung 4? ist in der Lage, 3 verschiedene Ausgangsspannungen in zeitlicher Schrittfolge je nach der Größe der
Ausgangsspannung des Schiebewiderstandes 24 zu erzeugen, die von
der Stellung der Stange 28 des Motors 29 abhängt. Wenn sich also die Stange 28 und der Stempel 15 bewegen, treten folgende Ereignisse
nacheinander auf:
1) Die Form 6 wird durch dqn Motor 35 über ein durch einen Elektromagneten
50 a betätigtes Ventil 49 mit konstanter Geschwindigkeit
nach oben in Bewegung gesetzt.
2) Kurz darauf wird unter Druck stehende Flüssigkeit über ein Magnetventil 52 und ein Nadelventil 53 dem Dorn 7, dem Durchgang
8 und den öffnungen 9 und 10 mit einer gesteuerten Strömungsgeschwindigkeit
zugeführt»
3) Nahe dem Ende des Hubes des Stempels 15 hält die Forn am Ende
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des Hubes des Zylinders 35 an und die.Tätigkeit der mittleren
Stütsstange wird durch ein Signal von der Schaltung 47 zu
einem Elektromagneten 54 a ausgelöst. Dadurch wird ein Ventil
55 veranlaßt, unter Druck.stehende Flüssigkeit in die obere öffnung 30 a des Motores 30 zu schicken, wodurch die
mittlere Stützstange 4 nach unten gezogen wird. Es sei be- ~ merkt, daß der Hub des Motors 30 sehr kurz ist und zwischen
2,5*1 mm und 5,08 mm beträgt. Dieser Motor und die Stange 4
erreichen also schnell das untere Ende in Abv/ärtsbewegung
und bleiben in dieser Stellung.
Wenn die Stange 4 sich nach unten bewegt» betätigt ein Ansatz an
der Stange einen Grenzschalter LS/1, wodurch ein Ventil 56 in
seine geöffnete Stellung betätigt wird* Dadurch wird das Nadel- ™
ventil 53 umgangen und die Flüssigkeit in den Dorn 7* und die öffnungen 9 und 10 mit einer größeren Geschwindigkeit als vorher
hineingelaseen. Als eine wahlweise Betriebsweise des Motors 30, wenn der Grenzschalter LS/1 geschlossen ist, kann der Elektromagnet 5^ b über den Schalter 57 erregt werden. Dadurch wird
das Ventil 55 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch Flüssigkeit aus der oberen Öffnung 30 a des Motors 30 abgelassen und unter Druck
stehendes Medium der unteren öffnung 30 b des Motors zugeführt
wird.Somit wird in einer sehr kurzen Zeitspanne die Stange 4
nach unten gezogen, der Schalter LS/1 betätigt und die Stange 4
wieder nach oben gedrückt." ·
Bei Beginn eines Zyklus oder zu Jedem Zeitpunkt nach Beendigung A
eines Zyklus kann die Form 6 geöffnet werden und der Dorn unter
Verwendung des Motors 32 nach oben zurückgezogen werden. Das Ventil 58 kann mit der Hand aus der gezeigten Ruhestellung in
eine Stellung gedreht werden, in der unter Druck stehende Flüssigkeit
der öffnung 32b zugeführt wird, Wodurch der.Motor 32 angetrieben
und der Dorn 7 nach oben bewegt wird, um einen Abstreifvorgang
zu bewirken. In diesem Stadium befinden sich die Form 6
und der Stempel 15 in ihren obersten Stellungen. Sie werden durch
Endregung der Stromsteuerschaltung 45 zurückgezogen. Dadurch
werden die Elektromagneten 50 b und kz b vorübergehend erregt,. ,
Wodurch die Ventile 49 und 41 sich Jeweils drehen, um unter Druck ,
- ig i. BAD OfttälttAL
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stehende Flüssigkeit den oberen Enden der Motoren 35 bzw. 29 zuzuführen
und sie nach unten zu treiben. Die Elektromagneten v/erden dann entregt, so daß die Ventile 49 und 41 in ihre zentrierten
Stellungen zurückkehren können, in denen alle öffnungen geschlossen
sind. Die Strangpreßkammer 2 in' dem Strangpreßzylinder
3 ist wieder bereit für die Aufnahme eines neuen Rohlings, worauf hin der Dorn 7 unter Verwendung des Motors 32 und des Ventils 58
abgesenkt werden kann.
Eine Präzisionssteuerung der beweglichen Teile der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird elektronisch durch die in
Fig. 2 gezeigten Steuereinrichtungen erzielt. Beispielsweise wird unmittelbar nach der Bildung des Wulstes in der ringförmigen
Nut 14 die Form 6 mit konstanter Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt,
wenn die Spannungsvergleichsschaltung 47 ein vorgewähltes Ausgangsspannungsniveau an dem Schiebewiderstand 24 fühlt, wenn
der Stempel 15 einen vorbestimmten Hub von etwa 12,7 - 30,48 mm durchlaufen hat. Bei dem ersten Teilstück der Formbewegung bewegt
sich der ringförmige Wulst an dem Ende des Dorn« 7 entlang und über den Dorn 7» wodurch das stranggepreßte Material die öffnungen
9 und 10 bedeckt. Bei der weiteren Bewegung des Doms fühlt die Spannungsvergleichsschaltung 47 ein anderes vorbestimmtes
Spannungsniveau von dem Schiebewiderstand 24, wodurch die Tätigkeit des Ventils 52 ausgelöst wird und Flüssigkeit in
einer vorbestimmten. Menge durch das Ventil 53 geschickt wird. Dadurch wird ein Teil des Ilalsteiles des Strangpreßlings nach
außen gegen die Formfläche in dem Ringraum 21 ausgedehnt. Bei weiterer Bewegung des Strangpreßstempels 15 und der Form 6
wird der Halsteil vollendet und der divergierende Teil des Formhohlraumes
5 beginnt über den Bereich hinaus zu verlaufen, in dem die öffnungen 9 und 10 .angeordnet sind, wodurch neu herausgepreßter
Kunststoff in größerem Maße ausgedehnt werden kann, als in dem Halsteil, wie es allgemein in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem
Stadium, wenn das Polymere den breitesten Teil der Form 6 erreicht oder zu erreichen beginnt, sind der Stempel 4 und die
Stange 28 zu dem Punkt vorgerückt, an dem der höhere Teil 23. b Nockenvorrichtung 23 den Schiebewiderstand 51 in eine andere
Stellung bewegt, wodurch das Ventil 43 in größerem Maß geöffnet
- 20 -
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if.
wird» Dadurch wird eine größere Strömungsmittelmenge zu dem
Motor 29 geschickt, der die Strangpreßgeschwindigkeit des-Polymeren durch die Austrittsöffnung Il erhöht und mehr polymeres
Material für die äußere Viand des in der Herstellung befindlichen
Gegenstandes liefert. .
Wenn sich der Stempel 15 dem Ende seines Hubes nähert, kehrt der
Schiebewiderstand 51 noch einmal zu der niederen Niveaustellung
auf der Nockenvorrichtung 23 zurück, so daß die Strangpreßgeschwindigkeit
des Polymeren durch die Austrittsöffnung 11 verringert
wird; dies geschieht im wesentlichen in dem Augenblick, in dem die V/and des .Gegenstandes vollendet ist und der Boden gebildet werden soll, und führt zu einem dünneren Boden.
Eine ähnliche Präzisionssteuerung wird erzielt, unmittelbar bevor die Form anhält. Die Tätigkeit der mittleren Stützstange
wird ausgelöst,- wenn die Spannungsvergleichsschaltung 47 ein
bestimmtes Spannungsniveau von dem Schiebewiderstand 24 fühlt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektromagnet 54 a erregt und das
Ventil 55 bewirkt die Zufuhr von Strömungsflüssigkeit zu der
öffnung 30 a des Motors 30. Dieser beginnt, die Stange 4 von
ihrer Anlage an dem Ende des Dorns 7 abzuziehen und bewirkt die
Betätigung des Grenzschalters LS-/1. Dadurch wird die Tätigkeit
des Magnetventils 56 ausgelöst, wodurch das Ventil 53 umgangen
wird und unter Druck stehende Strömungsflüssigkeit in den Hohlraum l6 mit größerer Geschwindigkeit als bisher geschickt wird.
Dadurch wird die Ausdehnung der" stranggepreßten Form in kürzerer
Zeit beendet, als wenn das Ventil 53 weiterhin die Geschwindigkeit
der eintretenden Strömungsflüssigkeit gesteuert hätte.
Zusätzlich; kann im Bedarfsfall der Schalter 57 geschlossen worden sein, so daß eine Betätigung des Schalters LS/1 die zusätzliche
Wirkung der Umkehr des Ventils 55 haben würde K so daß
eine sehr kurze Zeit nach ihrer Zurückziehung die Stange 4 wieder
in Richtung auf den Dorn 7 gedrückt worden wäre. Der Raum, der zuvor Von dem oberen Ende der Stange 4 eingenommen war, ist dann
von Polymeren! besetzt, das bfi?§*diesem Vo#gang einer Stoßdrue*-
wirkung ia Coordinierung mit dem Druck des Stempels 15'unterworfen wird* Dieser Betriebsschritt wird bevorzugt, da die gleichzeitigen
Wirkungen zu einem soliden Verschluß von hoher Dichte
3ADC—L
führen.
Eine andere Betriebsweise ist besonders geeignet für Polymere,
die nach dem Ziehen oder Orientieren, eine schlechte Anpassungsfähigkeit an eine Form, insbesondere in den Endstadien der Bildung
eines Behälters, im vorliegenden Fall, der Formung des Bodens des Behälters haben. Diese Verfahrensweise umfaßt im wesentlichen
die oben beschriebene Verfahrensweise mit dem zusätzlichen Schritt der Umformung des Bodens des Behälters nach innen zur
Bildung einer konkaven Ausnehmung. Dies wird durch die in Fig. gezeigte Vorrichtung erzielt, bei der die Spannungsvergleichsschaltung 47a wahlweise durch einen Schalter 59 erregt wird; die
Schaltung 57a empfängt ferner die Ausgangsspannung von dem Schiebewiderstand 24 und dient dazu, die Abwärtsbewegung der Form β
über den Elektromagneten 55 b des Ventils 49 in nachstehend zu beschreibender Weise zu steuern.
Wie zuvor beschrieben, wird die Bewegung der Form 6 nach oben während der Formung eines Behälters durch die Spannungsvergleichsschaltung
47 gesteuert, die, wenn sie fühlt, daß die Ausgangsspannung
des Schiebeniierstandes einen vorbestimmten Wert
erreicht hat, den Elektromagneten 50a entregt und das Ventil 49
in seine zentrierte Stellung zurückbringt, wodurch der hydraulische Motor 35 angehalten wird. Für gewöhnlich würde die Form
die Stellung weiterhin einnehmen, an der sie angehalten hat; bei der gegenwärtig beschriebenen Betriebsweise bewirkt jedoch in
dem Augenblick, in dem der Elektromagnet 50a entregt wird, die Spannungsvergleichsschaltung 47a (Schalter 59)» die die gleiche
Spannung von dem Schiebewiderstand 24 empfängt, die Erregung des Elektromagneten 50b; dieser betätigt das Ventil 49, um Strömungsflüssigkeit der öffnung 35b des hydraulischen Motors 35 zuzuleiten,
wodurch die Form 6 wieder sofort nach unten bewegt wird* Die Spannungsvergleichsschaltung 47a entregt nach einer kurzen
Zeitverzögerung den Elektromagneten 50b, nachdem sich die Form über einen kurzen Hub (z.B. etwa 12,7 mm) bewegt hat. Wenn der
Elektromagnet 50b entregt wird, wird das Ventil 49 wiederum zentriert
und?die Form 6 wird angehalten.
Die abschließenden Schritte bei der Formung des Plastikbehälters gemäß dieser Verfahrensweise sind in den Fig. 8 und 9 gezeigt.
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In Pig. 8 ist der Behälter im wesentlichen fertig,.-wobei-sich
die Form 6 an der oberen Grenze ihrer Bewegung befindet, mit der
Ausnahme, daß die Plastikwand 60 sich noch nicht an den gesamten Bodenteil der Form angepaßt hat und ein freier Raum 6l zwischen
dem Kunststoff und der Form zurückbleibt. Der nächste, in Fig. gezeigte Schritt besteht darin, daß die Form ein kurzes Stück
nach unten bewegt wird (z.B. 12,7 mm), um den Kunststoff in eine
umgekehrte Biegung zu verformen und eine kegelstumpfförmige Ausnehmung
62 in dem Bodenteil auszubilden; während dieses Schrittes wird die im wesentlichen konische Viand 60' gestreckt, wodurch
der konischen Wand 60' eine zusätzliche Orientierung verliehen
wird. Es· ist offensichtlich, daß der nächste und abschließende
Schritt darin besteht, daß die öffnung, die von dem oberen Ende
der mittleren Stützstange 4 eingenommen wird, verschlossen wird.
Dieser Verfahrensschritt ist schon zuvor beschrieben worden. Die
axiale Tiefe der Ausnehmung 62 des Abwärtszuges der Form 6 ist
für gewöhnlich groß genug gemacht, daß die Plastikfläche 23, Fig. 10 entweder in der gleichen Ebene wie die Fläche 64 verläuft
oder geringfügig darüber, wodurch die Stabilität gewährleistet
wird, wenn die Behälterfläche 64 auf einer Stütze ruht. Die im
wesentlichen konische Ausnehmung 62 dient dem Zweck, die Festigkeit
des Behälterbodens zu erhöhen, seine Widerstandsfähigkeit gegen Innendrücke zu verbessern und dabei die für diesen Zweck
benötigte Kunststoffmenge so gering wie möglich zu halten. Bei Betrieb wird.die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der folgenden Weise angewendet: Ein thermoplastischer
polymerer Rohling 1 wird ..in-der Strangpreßkammer. 2 angeordnet.
Der Strangpreßstempel 15 wird betätigt, so daß er einen Teil
des nicht-geschmolzenen thermoplastischen polymeren Materiales
des Rohlings 1 durch die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung 11 und in die ringförmige Nut 14 am, Ende des FormhohlrauKis
5 drückt. Dieses erste Stadium des Strangpreßens eines
ringförmigen Wulstes von dem thermoplastischen Rohling 1 ist in
Fig. 5.gezeigt. Es ist ersichtlich, daß der erste Teil des Rohlings
1 der die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung verlassen soll und in die ringförmige Nut 14 eindringen soll, eine.
Brücke oder Membran um den gesamten oberen Teil des ringförmigen
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Raums 21 zwischen der Außenseite des Strangpreßzylinders 3 und
der Innenseite des Formhohlraums 5 bildet, wodurch er eine Abdichtung
bewirkt. Das Strangpreßen des Rohlings in die Mut 14 gestattet in darauffolgenden Schritten die Ausübung eines axialen
Zuges auf dem Strangpreßling durch Bewegung der Form, um den Strangpreßling zu strecken uder zu ziehen.
Unmittelbar nach Beendigung der Bildung des Wulstes in dem Formhohlraum
5 und in gleichzeitiger Folge mit der fortgesetzten Bewegung des Strangpreßstempels 15 wird die Form 6 mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit bewegt, und ein Strömungsmittel, wie z.B. Druckluft oder unter Druck stehende Flüssigkeit, in einer Verpackung
wird in den Strömungsmitteldurchgang 8 aus den Strömungsmittelauslaßöffnungen
9 und 10 und in den Hohlraum 1β ausgedrückt. Dieser Hohlraum wird durch die Außenfläche des Dorns 7» der
stranggepreßten Form 17 gebildet, die durch die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung 11 stranggepreßt worden ist und
durch die Druckluft aus dem Strömungsmittelauslaßöffnungen 9 und 10 ausgedehnt worden ist. Dies ist in Fig. 4 veranschaulicht.
Wenn sich also die Form 6 gegenüher der Strangpreßdurchtrittsöffnung
11 bewegt, verankert.der in der Ringnut 14 gebildete Wulst das neu geformte obere Flaschenende an der Form 6 und bewegt
in wirkungsvoller Weise den frischen Strangpreßling an der Druckluft vorbei, die aus den Auslaßöffnungen 9 und 10 strömt,
wodurch ein nahezu unmittelbares Andrücken dieses stranggepreßten Materials an die Wand des Formhohlraums 5 bewirkt wird, wenn er
aus der Öffnung 11 austritt.
Das gegenwärtig bevorzugte Verfahren befaßt sich hauptsächlich mit der Herstellung eines thermoplastischen Gegenstandes mit
einer ungleichmäßigen Mantelstärke infolge des Umstandes, daß die Strangpreßmenge und die Geschwindigkeit der Form konstant
gehalten werden, während die Form selbst eine veränderliche Form aufweist. Es ist jedoch bekannt, daß die Mantelstärke gesteuert
werden kann, indem das Gerät entsprechend programmiert wird, um entweder eine einheitliche oder eine uneinheitliche Stärke zu
erhalten. Bekannte Verfahren zur Programmierung der Mantelstärke umfassen die Schritte der Veränderung der Geschwindigkeit der
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gleitenden. Form oder der Veränderung der Strangpreßgeschwindigkeit
des Rohlings. - -
Das thermoplastische polymere Material des Rohlings 1, das durch
die ringförmige Strangpreßdurchtrittsoffnung 11 stranggepreßt
wird, wird durch den Strangpreßvorgang teilweise biaxial orientiert.
Der Rest der gewünschten biaxialen Orientierung der stranggepreßten Form 17 wird dadurch erzielt, daß der Strangpreßling
gezogen und gegen die Fläche des Formhohlraums 5 gedehnt wird, der in der Form.6 enthalten ist. Es ergibt sich nach dem Ziehen
und Dehnen des'Strangpreßlings eine -erhebliche Verringerung der
Wadstärke*, beispielsweise bis zu 50 % oder mehr.
Der Rohling 1 wird weiter durch die ringförmige Strangpreßdurchtritt
soff nung 11 von dem Strangpreßstempel 15 gepreßt, während
die Form 6 sich in Richtung auf die zweite Stellung über dem
Dorn 7 bewegt. Die kombinierte Wirkung des Strangpreßens des Rohlings 1 und seiner Ausdehnung 16 führen zu der gewünschten
Form des in Fig. 5 gezeigten flaschenförmigen Gegenstandes 18,
der Jedoch einen ünabgedichteten Bodenteil aufweist, wie es am deutlichsten in Fig. β ersichtlich ist. Der Bodenteil des flaschenförmigen
Gegenstandes 18 wird dadurch.abgedichtet, daß die
Mittelstützstange U zurückgezogen wird, während die Form 6 anhält
und der Strangpreßstempel 15 weiterhin eine Kraft auf das verbleibende
polymere Material in der Strangpreßkammer 2 ausübt. Dies ist in Fig. 5 mit dem vollständig .geformten flaschenförmigen Gegenstand 19 gezeigt, der in einem in hohem Maße biaxial
orientiertem Zustand ist. -
Die Fig. 6 und 7 zeigen ausführlicher den bevorzugten Verfahrensschritt
zur Abdichtung des Bodens, bei dem die teilweise
Zurückziehung der mittleren Stützstange H dem polymeren Material
des Rohlings unter dem fortgesetzten Druck des Strangpreßstempels 15 ermöglicht, nach innen zu fließen, um einen Verschluß
zu bewirken. ·
Andererseits kann der Boden auch nach einem Verfahren abgedichtet
werden, daß in der US-Patentanmeldung 57 679 offenbart ist,
und.bei dem eine reibungsgeschweißte Bodenabdichtung an einer
thermöplastisch'en Flaeche dadurch erzeugt wird, daß der Boden
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der thermoplastischen Flasche in dem Bereich unmittelbar in Hähe der Bodenöffnung mit einem sich drehenden Reibungsdichtungskopf
in Berührung gebracht wird, um die Temperatur des thermoplastischen
Stoffes etvja. auf seine Schmelztemperatur zu erhöhenj
und dann das heiße thermoplastische Material in die Bodenöffnung gearbeitet und die Bodenöffnung abgedichtet wird und
danach die abgedichtete öffnung abgeschreckt wird. Dieses Verfahren
kann durchgeführt werden, solange sich die Flasche noch in der Form befindet, oder in einem getrennten Arbeitsgang, nachdem
die Flasche aus der Form herausgenommen worden ist. Fig. 7 zeigt die Stellung der Einzelteile der Vorrichtung bei Beendigung
des Verfahrens zur Bildung eines hohlen Gegenstandes aus einem hohlen Rohling. In Fig. 7 ist die mittlere Stützstange
4 zurückgezogen worden, während der Strangpreßstempel 15 den verbleibenden Teil des thermoplastischen Rohlings in den
Raum drückt, der von der zurückgezogenen Mittelstützstange H
freigegeben wird. In einer abgewandelten Ausführungsform ist die
Vorrichtung dahingehend abgewandelt, daß eine sich bewegende mittlere Stützstange ansteile der stationären mittleren Stange
durch den Rohling vorgesehen ist. Dies ermöglicht, die Verwendung eines hohlen thermoplastischen Rohlings mit geschlossenem
Ende, bei dem das geschlossene Ende zu dem Boden des geformten Gegenstandes wird, wodurch die Notwendigkeit eines getrennten
Verfahrensschrittes zur Verschließung des Bodens wegfällt. Ferner bewegen sich die Mittelstange und der Rohling während des Strange
preßens des Rohlings mit der gleichen Geschwindigkeit, wodurch eine relative Bewegung zwischen dem Rohling und der Mittelstange
wegfällt und die Notwendigkeit der Schmierung zwischen der Mittelstange und dem Rohling auf ein Mindestmaß verringert wird und
gleichzeitig der Verschleiß· der Mittelstange herabgesetzt wird.
Diese abgewandelte Ausführungsform ist in den Fig. 11 - 13 bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Wie in Fig.
11 gezeigt,] ist ein hohler zylindrischer Rohling la mit einem geschlossenen Ende 65 in der Strangpreßkammer 2 angeordnet. Die
Form 6 ist in "einer ersten Stellung angeordnet, in der der Porm-
- 26 -109834/1023
hohlraum-5 die Strangpreßkammer 2 umgibt. Die mittlere Stange 1Ja
ist im "Inneren "des-'Rohlings'la angeordnet und verläuft in die
Strömungsflüssigkeitsdurchlaßkammer'8 in dem Dorn 7· Im Bedarfsfall kann die mittlere Stange durch bekannte, nicht gezeigte
Mittel beheizt werden, wodurch der thermoplastische Rohling erwärmt
wird. Der Strangpreßstempel 15a ist zu einem massiven runden
Stab abgewandelt, der sich in der Strangpreßkammer 2 befindet
und an dem Rohling la anstößt, der die Mittelstange 4a enthält.
Die mittlere Stange ist gegen den Strangpreßstempel durch bekannte, nicht gezeigte Mittel vorgespannt und übt eine Sollkraft
gegen dem Strangpreßstempel aus, die ausreicht, den Strangpreßstempel
daran zu hindern, den Rohling zu knicken und eine
gleichmäßige Bewegung während des Strangpreßens zu gewährleisten. Bei einer typischen Ausführungsform beträgt der Druck des Str'angpreßetempels
etwa 914 atü, und der Vorspanndruck der mittleren Stange beträgt etwa 3»51 atü. Bei Betrieb zwingt der Strangpreßstempel 15a den Rohling la aus der Strangpreßkammer 2 durch die
Strangpreßdurchtrittsöffnung 11 und um den Dorn 7· Fig. 12 zeigt einen teilweise geformten Gegenstand," bei dem der Strangpreßstempel
15a den Rohling in die Gleitforia gepreßt hat, während
sich gleichzeitig die mittlere Stange mit dem Rohling bewegt hat, so daß keine relative Bewegung zwischen dem Rohling ,und der
Mittelstange erfolgt. Ein Strömungsmittel wird durch den Strömungsmittelkanal 8 um die mittlere Stange 4a eingeführt und gelangt
durch die öffnung 10 in die inneren Teile des stranggepreßten Mantels 17» und drückt ihn an den Forirfhohlraum an, wodurch
der Gegenstand geformt wird. ■ Fig. 13 zeigt einen vollständig geformten Gegenstand im Inneren
des Formhohlraums 6. Es ist ersichtlich, daß der Boden des Rohlings 65 jetzt der Mittelteil des Bodens des Gegenstandes ist.
Ferner ist derjenige Teil der mittleren Stange 4a, der sich ursprünglich
in dem Rohling befand, während dieser in der Strangpreßkammer war, nunmehr in dem Strömungsmittelkanal 8 bewegt
worden. \
llachdem der thermoplastische Gegenstand geformt ist, kann er
durch bekannte Verfahren wärmebehandelt werden, um das Kristalldnitätsniveau
zu erhöhen, wodurch die Fähigkeit von Gasen zur
- 27 τ
10 9834/1023 bad obkünal
Durchdringung des Mantels verringert und die Abmessuncsstabilität verbessert wird, was von Bedeutung ist, wenn der Gegenstand zur
Abfüllung von heißen Getränken verwendet oder bei einem Pasteurisierungsverfahren
hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt werden soll.
Die Wärmebehandlung wird bei Temperaturen von etwa 1*10 - 2200C
ausgeführt, und die Behandlungszeit ist verhältnismäßig kurz. Es ist jedoch im allgemeinen wünschenswert, die Wärmebehandlung
für eine Zeit durchzuführen, die ausreicht, einen Kristallisationsgrad
in dem fertigen Produkt zu erzeugen, der vorzugsweise mindestens zwischen 30 und 50 % oder mehr beträgt, wobei die
höchstmögliche erreichbare Kristallisation für Polyäthylenterephthalat etwa 60 % beträgt. Im allgemeinen sind besonders gute
Ergebnisse beobachtet worden, wenn dieser Wärmebehandlungsschritt über eine Zeitspanne von 0,1 - 600 Sekunden durchgeführt wurde.
Die obere Grenze dieser Behandlung ist nicht von besonders entscheidender Bedeutung, außer in wirtschaftlicher Hinsicht, Eine
Wärmebehandlungsdauer bis zu 100 Hinuten ist möglich.
Der erfindungsgemäß verwendete thermoplastische Rohling ist
hohl, aber unter dem Ausdruck "hohl" ist,, wenn nichts anderes gesagt wird, ein rohrartiger Rohling mit offenen Enden oder
ein rohrartiger Rohling mit einem offenen und einem geschlossenen Ende, d.h. ein blinder Rohling, zu verstehen. Der Rohling
ist in dem Strangpreßzylinder so angeordnet, daß das geschlossene Ende den Boden der Flasche bildet. Der rohrartige Rohling mit
offenen Enden kann bei der Vorrichtung verwendet werden, die einen stationären Mittelstab oder einen beweglichen Mittelstab
enthält; jedoch kann ein sogenannter blinder Rohling nur bei einer Vorrichtung verwendet werden, die einen beweglichen Mittelstab
enthält» ·
Der Rohling wird vorzugsweise durch konventionelle Strangpreßoder Spritzgußverfahren aus thermoplastischem Material hergestellt,
das gegenüber zunehmender Festigkeit oder Verstärkung empfindlich ist, wenn es biaxial orientiert ist. Der Rohling
selbst kann vor der Verwendung biaxial orientiert sein oder nicht orientiert sein.
• - 28 1098 3 4/1023
BAD O8K3INAL
P-2135/2135-R · ' Λ . '
Palls -ein 'orientierter Rohling verwendet wird, erfolgt ein wei
teresZiehen- and Ausdehnen beim Strangpreßen des stranggepreßten
'Rohlings, Darüber "hinaus sollte' der Rohling praktisch; aus-,.amorphem
Material bestehen mit einer Kristallin! t.ät von etwa 5 % und sollte im Aussehen klar sein. Man erhält dann eine klare, geformte.
Flasche» Falls jedoch eine gefärbte"Flasche hergestellt:werden
soll, kann das Färbemittel, wie ein Farbstoff, dem den Rohling
' bildenden Polymeren zugesetzt werden. Man erhält dann natürlich
einen gefärbten-Rohling. ·
Die Abmessungen des zu verwendenden Rohlings werden durch viele Faktoren bestimmt,-;"wie von der gewünschten Stärke und von dem
gewünschten Orientierungsgrad. Der typische Rohling ist hohl
und seine radialen Abmessungen sind, etwa gleich denen des Halses
der zu formenden Flasche. Die axiale Länge des Rohlings ist
etwas kürzer als die Abmessung zwischen der Spitze und der Mitte
des Bodens, wenn an der Außenseite der zu- formenden Flasche gemessen
wird. Um die Stabilität der Abmessungen der Flasche zu
verbessern, insbesondere die radialen Abmessungen des Flaschen-,
halses, wird der Rohling mit größeren radialen Abmessungen ge- formt,
auf eine Temperatur unter dem Kristallisationsschmelzpunkt
des Polymeren gekühlt und anschließend durch eine, reduzierende
Düse auf etwa die beabsichtigten radialen Abmessungen des Flaschenhalses gebracht. Um noch eine weitere Verbesserung
der Stabilität der Abmessungen zu erreichen, kann der Rohling
in einer Kammer mit etwa dem gleichen Außendurchmesser wie der Flaschenhals zusammengedrückt werden mit Hilfe eines konischen
Doms in der Mitte der Kompressionskammer. Auf .diese Weise erhält
man einen sehr kurzen Rohling mit einem Außendurchmesser
von etwa der Größe des. Außendurchmessers des,Flaschenhalses und ·
mit einem Innendurchmesser von praktisch 0. Man erhält auf diese
Weise einen sehr schmalen Hohlraum etwa von der Größe eines Nadelloches, eier durch die Mitte des Rohlings verläuft. Die zusammengedrÜGkten
Rohlinge werden in der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet, bei der der Mittelstab nicht vorhanden ist . .,.
oder· bei der der Mittelstab völlig zxirückgezogen ist. ;,
Das Verfahren und die Vorrichtung dieser Erfindung können^^er- .:.-wendet
werden um Gegenstände verschiedener Form und Größe aus
- 29 - '
109834/1023
109834/1023
BAD ORfGINAL
verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen herzustellen. Das bevorzugte thermoplastische Material ist Polyäthylenterephthalat.
und deren Mischpolymerisatgeinische, wie sie oben beschrieben, worden si'nd.
Ein Grund dafür, daß Polyäthylenterephthalat vorgezogen- wird,
liegt darin, daß es - wenn es orientiert ist - eine ausgezeichnete Festigkeit, Verformungswiderstandsfestigkeit und einen
niedrigen Durchdringungsfaktor, insbesondere im Hinblick auf Kohlendioxyd, Sauerstoff und Viass er dampf, aufweist. Es ist daher
außerordentlich geeignet für die Herstellung von Behältern für Flüssigkeiten/die
.unter Druck abgefüllt werden, wie Sprudel, Bier oder Ärosole. Bei der Formung von Polyäthylenterephthalat
beginnt man vorteilhaft mit im wesentlichen amorphem Material, d.h. mit einem Material mit einer Xristallinität von nicht mehr
als 5 %i um eine klare Flasche zu erhalten. .
Brauchbare Polyäthylenterephthalatpolymere haben eine inhärente Viskosität (1 /5ige Polymerkonzentration in einer 37,5 bzw.
62,5 % igen Lösung Tetrachloräthan bzw. Phenol bei 300C) von
mindestens 0,55· -:·
Vorzugsweise beträgt die inhärente Viskosität mindestens 0,73
weil diese zu einer Flasche mit bedeutend verbesserten Zähigkeitseigenschaften, wie besserer Schlagzähigkeit, führt.
Die Schlagfestigkeit wird gemessen, indem man einen Rohling aus verschiedenen Höhen auf einen Betonboden fallen läßt. Bei einem
Falltest, der mit einem 15,24 cm langen, amorphen Polyäthylenterephthalat
mit einer inhärenten Viskosität von etwa 1,1 durchgeführt wird unter Verblendung von 3 Rohlingen beim Testen mit
einer Wandstärke von etwa,3,50, 2,28 bzw. 2,36 mm mit einem Gewicht
von 27,8, 21,2 bzw. 21,6 g vrird jeder Rohling 2mal aus
einer Höhe von 0,305 m, 0,609 m bzw. 1,52 m fallen gelassen. Die Rohlinge überstehen den Fall ohne Beschädigung.-Darüber hinaus
erhält jeder Rohling den Schlag eines 2,27 kg-Gewichtes,das
2mal auf den Rohling aus einer Höhe von 0,305 m fallen gelassen wird. j
Andere brauchbare thermoplastische Materialien sind Mischpolymerisate
aus Acrylnitril/Styrol/Acrylat; Acrylnitril/Methacrylat;
Methacrylnitrilmisehpolymerisate; Polycarbonate, Polybis(pa-
-30 109834/1023
BAD
ra-aminocyelohexyl)do.decanamid und andere Polyamide; Polyformaldehyd;
Hochdruckpolyäthylen und Polypropylen, andere Polyester und Polyvinylchlorid. Laminierte Flaschenwandungen oder dergl.
können^nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden,
indem hohle zylinderformige Rohlinge mit laminierten Wandungen
verwendet v/erden. Rohlinge mit laminierten Wandungen werden
durch coaxiale Laminierung von 2 oder mehr Rohlingen der gleichen
oder verschiedener thermoplastischer -Gemische erhalten. Prak- *
tische Beispiele für Kombinationen sind Polyäthylenterephthalat auf der Innenseite coaxial laminiert mit Polyyinylidenchloridmischpolymerisat
oder hydrolysierten Äthylenvinylacetatmischpolymerisaten auf der Außenseite. .
Rohlinge aus multi-Polymerisatgemischen können sich auf zwei
oder mehr Schichten verteilen, d.h. vorzugsweise auf drei Schichten
mit dem zusätzlichen Polymerisat sandwichartig zwischen dem Grundpolymeren oder den flaschenbildenden Schichten des Polymeren.
Durch die Vervrendung eines.derartigen Rohlinges ist es
möglich, Flaschen aus Basisharzen mit einem gewählten Laminat
herzustellen, das als 1) Gasabschirmung, 2) färbende Schicht
oder 3) als abbauender Katalysator dient.
Der stranggepreßte Rohling muß eine Temperatur innerhalb des
Bereiches der biaxialen Orientierung haben, d.h. die Temperatur des zu verwendenden Polymerisates muß in dem Bereich liegen,
bei dem die Orientierung ohne geradliniges Ziehen bewirkt wird. Die während des Strangpreßens erzeugte Hitze ist im allgemeinen
für diese Zwecke ausreichend, so daß der Rohling bei Zimmertemperatur
stranggepreßt werden kann. Der Orientierungstemperaturbereich
schwankt jedoch von Polymerisat zu Polymerisat und ist abhängig von Paktoren, wie von der Kristallinität und von der
Glasübergangstemperatur des Polymeren. Falls der Orientierungsbereich des Polymeren so hoch ist, daß die Hitze des Strangpreßens
nicht ausreicht, um die Polymertemperatur auf seinen
Orientierungsbereich zu steigern, so kann in diesem Falle der Rohling vor dem Strangpreßen vorerhitzt werden« ·
Der geformte thermoplastische Gegenstand wird biaxial orientiert
und hat physikalische Eigenschaften, die mit dem Typ des verwendeten
Rohlinges Übereinstimmen. . . ■
·;■■-:■ Λ-31-- . . ■ ." ■■ ■.'■
109834/1023
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung;· Alle Teile,
Prozente und Verhältnisse sind Gewichtsteile, Gewichtsprozente und Gewichtsverhältnisse, wenn nichts anderes angegeben ist.
Polyäthylenterephthalatpolymerisat mit einer inhärenten Viskosität
von etwa 0,96 wird in einen hohlen zylinderförmigen,
amorphen geformten Rohling von 11,43 cm Länge, einem Außendurchmesser (O.D.) von 17,27 mm und einem Innendurchmesser (I.D.) von
9,52 mm und einem Gewicht von etwa 22,6 g überführt. Der Rohling
wird auf etwa 920C vorerhitzt 'und durch die "T"-Öffnung von
etwa 0,838 mm bei einer Zylindertemperatur von etwa 850C in der
oben beschriebenen Vorrichtung stranggepreßt. Die Geschwindigkeit des Stempels 15 beträgt etwa 9,14 cm/Sekunde und die Geschwindigkeit
der Form 6 beträgt etwa 12,95 cm/Sekunde. Luft von etwa 17,878 atü Druck wird durch die1 öffnungen 9 und 10 eingeleitet.
Der innere Formdurchmesser beträgt etwa 6,35 cm.
Eine Flasche wird geformt mit einer Wandstärke von etwa 0,2895 mm;
ο die axiale Zugfestigkeit beträgt etwall6O,O8 kg/cm und die Um-
2 fangszugspannung beträgt etwa 1877»24 kg/cm .
| Beispiel 1 wird wiederholt mit | - | folgenden Abänderungen: | 1,0 |
| inhärente Viskosität | 109834/ | 16,51 cm | |
| Rohlinglänge | 1,727 cm | ||
| Außendurchmesser des Rohlings | 1,211 cm | ||
| Innendurchmesser d-es Rohlings | 23,5 g | ||
| Gewicht des Rohlings | 1000C | ||
| Vorerhitztemperatur | 90 - 1000C | ||
| Zylindertemperatur | 0,889 cm | ||
| öffnung | 12,7 cm/Sek. | ||
| Kolbengeschwindigkeit | 14,73 cm/Sek. | ||
| Formgeschwindigkeit | 24,61 kg/cm2 | ||
| Luftdruck \ | 562,46 kg/cm2 | ||
| axiale Zugfestigkeit | 2029,23 kg/cm2 | ||
| UmfangsZugfestigkeit | 0,4267 mm | ||
| Wandstärke | |||
| 32 - | |||
| M023 |
F-2135/2135-R
33
Eine Flasche aus thermoplastischem Kunststoff wird nach dem Verfahren
des Beispieles 1 hergestellt, nämlich durch Strangpreßen und Blasformen' eines hohlen, zylinderförmigen Rohlings von 11,43
cm Länge mit einem Außendurchmesser von 17,27 cm und einem Innendurchmesser
von 0,9515 cm und"einem Gewicht von etwa 22,6 g. Der
Rohling wird aus Polyathylenterephthalat hergestellt,- das eine
inhärente Viskosität von 0,91 aufweist. Der Rohling hat eine Dichte an der Außenfläche von 1,332 und an der Innenfläche von
1,334 und eine Kristallinität von etwa 5 %·
Die Flasche zeigt die folgenden Eigenschaften: I. Dichte und Kristallinität des PoIy-.
meren- an verschiedenen Stellen der Flasche
Hals
Oberes Ende des größeren Zylinderabschnittes ' Mittlerer Teil des größeren Zylinderabschnittes
Unteres Ende des größeren Zylinderabschnittes
Boden der Flasche
Boden der Flasche
ZugfestiEkeit&eigenschaften
Zugfestigkeit (kg/cm )
Dehnung (in %)
Zugmodul (kg/cm )
Fließspannung (kg/cm )
Biaxiale Orientierung
Röntgenstrahlenorientierungswinkel, • der den Gegenständen auf die oben
beschriebene Weise einverleibt wurde: 20 Peak Richtung der Drehung Orientierung
Dehnung (in %)
Zugmodul (kg/cm )
Fließspannung (kg/cm )
Biaxiale Orientierung
Röntgenstrahlenorientierungswinkel, • der den Gegenständen auf die oben
beschriebene Weise einverleibt wurde: 20 Peak Richtung der Drehung Orientierung
X (chi) f(phi) Winkel 17,0"j Ebene senkrecht zur Achse 83 (Axial)
Ebene parallel zur Achse Abtastung 90 52 (Umfang)
0 Abtastung 46 (Umfang)
| Kristalli | |
| Dichte | nität |
| 1,332 | 0. |
| 1,345 | 6 |
| 1,356 · | 17 |
| 1,361 | 22 |
| 1,332 | 0 |
| Axial- - | Umfang |
| 0,548 . | 1,667 |
| 59 | • 17 |
| 17,29 | 48,019 |
| 0,464 | 0,703 |
Peak max. 00X
0° Χ1
0° X
- 33-109834/1023
BAD ORiQiNAL
| P-2135/2135-R | zur | 3V | — | fM» W W £~* £„. V | 5° | X |
| 27,0 Ebene senkrecht | Achse | 87° | X | |||
| Abtastung O | zur | 32 | ||||
| Ebene parallel | Achse | 40 | ||||
| Abtastung 90 | (Umfang) | |||||
| 0 Abtastung | (Umfang) | |||||
Bei Betrachtung der Röntgenstrahlenorientierungswinkel und der
obigen Zugeigenschaften, ergibt sich für die Flasche ein effektives Verstreckungsverhältnis von etwa 3,5 x in Umfangsrichtung
und etwa 1,25 x in Axialrichtung.
IV. Durchlässigkeit
Mantelstärke ' 0,4572 mm
Wasserverlust · 0,6 mg/Std.
Flasche gefüllt mit V/asser, gelagert bei 17,5 % relativer Feuchtigkeit
bei 25°C 13 Tage " ■
Kohlendioxydverlust 1,5 cnr/Tag
Unter einem Druck von 2,8l8 atü bei
bei 25°C stehende Flasche. Die Fla- (St andar dt einsehe
zeigt keine bleibende Verfor- peratur und
Standarddruck)
mung
V. Verformung
Umfangsrohrstreifen vom geraden Zylinderquerschnitt einer
geopferten Flasche bei 500C halten einer Urnfangs ζ ugbeanspruchung
von 351,5^ kg/cm nach 100 minütiger Verformung
bei einem Wert von weniger als 2 % und bei einer Langdauerverformung
von 60 Tagen bei einem Wert von weniger als 5 % 'stand. Das entspricht einer Deformationskonstante von etwa
1,5.
- 34 -109834/1023 bad original
Claims (6)
1. Hohler biaxial orientierter Gegenstand aus Polyäthylenterephthalat
mit einer inhärenten Viskosität von mindestens 0,55» dadurch gekennzeichnet, daß das Polyathylenterephthalat des Gegenstandes
eine Dichte von etwaI3 331 ~ 1,402 aufweist.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er
die Form einer im allgemeinen zylinderförmigen Flasche aufweist;
.-.'"-'
3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
gerade Zylinderquerschnitt der Flasche eine axiale Zugfestigkeit von etwa 351»^ ~ 2109,2 kg/cia , eine UmfangsZugfestigkeit
von etwa 1^06,2 - 5824,8 kg/cm und eine Umfangsfließspannung
von mindestens 492,1 kg/cm aufweist.
4. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flasche durchschnittlich bis zu etwa 4mal in Axialrichtung und
durchschnittlich bis zu etwa 2,5- bis 7-mal in Umfängsrichtung verstreckt wird. ■
5. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flasche eine Verformung aufweist 3 die gleich der Kurve des Logarithmus
(reziproker Wert der Dehnungsgeschwindigkeit) gegen die Dehnung mit einem Wert von mindestens etwa 0,65 istv
6. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
inhärgnte Viskosität des PoIyäthylenterephthalats mindestens
etwa 0,7 beträgt.
7» Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flasche im geraden Zylinderquersehnitt eine Kristallinität von
109 83A/1023
BAD ORiSINAL
F-2135/2135-R
3d»
mindestens etwa 15 % aufweist.
8. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche aus einem mit einem Pigment vermischten Polyäthylenterephthalat
hergestellt ist.
9. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet", daß die
Flasche eine gerade Zylindermantelstärke von etwa 0,2539 bis
Ο,7β2Ο mm und ein Gewicht-zu-Volumen-Verhältnis (in g bzw. cnr)
von .etwa 0,2 : 1 bis 0,005 > 1 aufweist.
10. Gegenstand nach ANspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Polyäthylenterephthalat der Flasche eine Kristallinität von mindestens etwa 15 % und die Kohlendioxyd-Durchdringung nicht mehr
als etwa 15 % in 30 Tagen beträgt, wenn die Flasche bei Zimmertemperatur gehalten wird und etwa unter einem Druck von 5,27 atü
steht. :
11. Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylenterephthalat der Flasche eine Kristallinität von mindestens
etwa 15 % aufweist und daß die Sauerstoffeindringung aus der Atmosphäre in die mit einer Flüssigkeit gefüllte und
unter einem autogenen Druck von 5327 atü stehende Flasche bei
Zimmertemperatur in 30 Tagen nicht mehr als 5 Teile pro 1000 Teile
Flüssigkeit beträgt.
12. Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylenterephthalat der Flasche mindestens eine Kristallinität
von etwa 15 % und daß die Viasserdurchdringung aus der Wasser enthaltenden und unter einem autogenen Druck von etwa
5,27 atü stehenden Flasche bei Zimmertemperatur in 90 Tagen nicht mehr als 5 % beträgt.
13. Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche aus Polyäthylenterephthalat mit einer inhärenten Viskosität
von mindestens etwa 0,7 hergestellt wird, daß der gerade Zylinderquerschnitt der Flasche eine Kristallinität von minde-
. - 36 - ■
10983A/1023
stens etwa 15 % und eine Mantelstärke von etwa 0,2539 - 0,7620 mm
aufweist, daß die Flasche ein Gewicht-zu-Volumen-Verhältnis ■■'
(in g bzw. cm') von etwa 0,2 ; 1 bis 0,005 : 1 aufweist, daß die
Deformationskonstante gleich der Kurve des Logarithmus (rezi- proker Wert- der Dehnungsgeschv/iridigkeit) gegen die Dehnung einen
Wert von mindestens etwa 0,65 aufweist und daßr-dde Flasche -Büreh-.dringungseigenschaften
aufweist, nach denen die Kohlendioxyddurchdringung in 30 Tagen nicht mehr als 15 % beträgt,· wenn die
Flasche bei Zimmertemperatur aufbewahrt -und unter einem autogenen
Druck von etwa 5,27 atü gehalten wird, nach'denen· die Sauerstoff eindringung aus der Atmosphäre in die mit einer Flüssigkeit
gefüllten und unter einem autogenen Druck von 5,27 atü stehende
Flasche bei Zimmertemperatur in 30 Tagen nicht mehr als 5 Teile
pro 1000 Teile Flüssigkeit beträgt und nach denen die Wasser- . durchdringung aus der Wasser enthaltenden und unter einem autogenen
Druck von etwa 5,27 atü stehenden.Flasche bei Zimmertemperatur
in 90 Tagen nicht mehr als 5 % beträgt. ■ · :
14. Gegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flasche aus mit einem Pigment "gemischten Polyäthylenterephthalat
hergestellt wird. " " ·· - - -
(15J Verfahren zur Herstellung eines hohlen, biaxial orientierten
thermoplastischen Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß
es im wesentlichen aus folgenden Stufen besteht:
(A) Strangpreßen eines blinden, hohlen zylinderförmigen thermoplastischen
Rohlings mit dem offenen Ende zunächst durch eine ringförmige Durchtrittsöffnung bei einer Temperatur innerhalb
des biaxialen Orientierungsbereiches, um eine relativ,größere
Form des Rohlings zu bilden, als die Originalform des Roh- ·
lings ist, sowie gleichzeitiges
(B) Ziehen und Ausdehnen des Strangpreßerzeugnisses, indem eine
Flüssigkeit gegen die inneren Teile gepreßt wird, bis das
Strangpreßerzeugnis sich zur Form des Gegenstandes ausdehnt.
1.6. Verfahren nach Anspruch ,15, dadurch gekennzeichnet, daß der
hohle, thermoplastische Rohling durch die ringförmige Durchtritts-
- 37 —
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F-2135/2135-R . αβ : ■ r
öffnung in eine gleitende Form stranggepreßt wird, wobei die
Form eine ringförmige, wulstartige Ausnehmung an einem Ende der Form aufweist, um ein Ende des Strangpreßerzeugnisses aufzunehmen und zu halten, während das Strangpreßerzeugnis in Strangpreßrichtung gezogen Und ausgedehnt wird, um sich an die Form anzupassen, indem die Form während das Strangpreßen ständig erfolgt über die Strangpreßdurchtrittsöffnung hinausgleitet, während das Strangpreßerzeugnis gleichzeitig ausgedehnt wird, indem es gegen die Innenwände der Form mit Hilfe einer Flüssigkeit gepreßt wird, die in das Innere des zu formenden Gegenstandes eingeführt wird.
Form eine ringförmige, wulstartige Ausnehmung an einem Ende der Form aufweist, um ein Ende des Strangpreßerzeugnisses aufzunehmen und zu halten, während das Strangpreßerzeugnis in Strangpreßrichtung gezogen Und ausgedehnt wird, um sich an die Form anzupassen, indem die Form während das Strangpreßen ständig erfolgt über die Strangpreßdurchtrittsöffnung hinausgleitet, während das Strangpreßerzeugnis gleichzeitig ausgedehnt wird, indem es gegen die Innenwände der Form mit Hilfe einer Flüssigkeit gepreßt wird, die in das Innere des zu formenden Gegenstandes eingeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bewegungsrichtung des Formhohlraumes umgekehrt wird, nachdem das Ziehen und Ausdehnen des Strangpreßerzeugnisses beendet ist und
eine Ausnehmung im Boden des Gegenstandes gebildet ist.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle zylinderförmige thermoplastische stranggepreßte Rohling
an beiden Enden offen ist und das Verfahren die zusätzlichen
Stadien des Drängens der Hinterkanten des stranggepreßten Rohlinges radial nach innen gegen die Mitte des Gegenstandes zu
unter Bildung eines völligen Verschlußes einschließt.
an beiden Enden offen ist und das Verfahren die zusätzlichen
Stadien des Drängens der Hinterkanten des stranggepreßten Rohlinges radial nach innen gegen die Mitte des Gegenstandes zu
unter Bildung eines völligen Verschlußes einschließt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Richtung der gleitenden Form umgekehrt wird, nachdem das Ziehen und Ausdehnen des Strangpreßerzeugnisses beendet ist und die
Ausnehmung im Boden des Gegenstandes gebildet ist.
Ausnehmung im Boden des Gegenstandes gebildet ist.
20. Vorrichtung zur Herstellung eines thermoplastischen Gegenstandes
aus einem blinden, hohlen zylinderförmigen thermoplastischen Rohling, die im wesentlichen aus folgenden Einrichtungen
besteht:
(A) einer gleitbaren Form mit einem Hohlraum, der so geformt
ist, daß er den gewünschten Gegenstand herzustellen vermag;
ist, daß er den gewünschten Gegenstand herzustellen vermag;
(B) eine ringförmige Durchtrittsöffnung, die in dem Formhohlraum angeordnet ist;
(C) Mitteln zum Strangpreßen des offenen Endes des Rohlings
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BAD
JJ
zunächst durch die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung
.in die Form; und
(D) Mitteln in der Form, um den stranggepreßten Rohling aufzunehmen
sowie zum Formen und Halten eines ringförmigen, wulstartigen Strangpreßerzeugnisses am einen Ende des Formhohlraumes;
(E) Mitteln zum Gleiten der Form aus einer Stellung in eine zweite
Stellung relativ zur Strangpreßdurchtrittsöffnung, während
der Rohling kontinuierlich stranggepreßt wird,- zum Ziehen des
stranggepreßten Rohlings in das Innere der Form unter Bildung eines hohlen zylinderförmigen Mantels aus dem Strangpreßerzeugnis; "
(F) Mitteln zum Einführen einer Flüssigkeit gegen das Innere des
hohlen Mantels, während der Rohling gleichzeitig stranggepreßt
wird, um den hohlen Mantel gegen die inneren Begrenzungen
der Form auszudehnen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20 zur Herstellung eines thermoplastischen
Gegenstandes aus einem hohlen zylinderförmigen thermoplastischen Rohling mit offenen Enden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum Strangpreßen des hohlen thermoplastischen Rohlings folgende sind:
(A) ein Strangpreßzylinder mit einer inneren Bohrung zur Aufnahme
des hohlen Rohlings mit deir» Strangpreßende des Zylinders,
der an die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung angrenzt
und axial mit ihr ausgerichtet ist;
(B) eine stationäre Mittelstange in axialer Ausrichtung, mit dem Strangpreßzylinder, und in ihm enthalten, der einen eng angepaßten
Hohlraum bildet, so daß der hohle Rohling in den Strangpreßhohiraummit
der Mittelstange, die in den hohlen Rohling eindringt und die Innenfläche des blinden Endes des Rohlings
berührt,, um die Wandungen des Rohlings während des Strangpreßens
zu unterstützen, gebracht werden kann; und
(G) ein hohler thermoplastischer Stempel an der Innenseite des
Strangpreßhohlraumes, um den Rohling zu berühren und den Rohling um' die Mittelstange durch die Strangpreßdurchtrittsöffnung
ohne Bewegung der Mittelstange zu preßen
mit Zusatzmitteln, um die Hinterkanten des Strangpreßerzeugnisses radial nach innen auf die Mitte des Gegenstandes zu unter BiI-
BAD
P-2135/2135-R ι. ·
dung eines völligen Verschlußes zu drängen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einführen einer Flüssigkeit in das Innere des hohlen
Mantels ein Dorn von gleichmäßigem Außendurchmesser ist, der in der Form axial mit dem Strangpreßzylinder ausgerichtet ist und
mit einem inneren Flüssigkeitsdurchgang- versehen ist, der in' einer Ableitungsöffnung mündet, die sich am Ende des Dornes
nächst der angrenzenden ringförmigen Durchtrittsöffnung befindet.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß . die Form einen geformten Hohlraum aufweist, um eine im allgemeinen
zylinderförmige Flasche herzustellen.
2k, Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zum Strangpreßen des hohlen thermoplastischen Rohlinges
folgende sind:
(A) ein Strangpreßzylinder,mit einer inneren Bohrung zur Aufnahme
des hohlen Rohlings mit dem Strangpreßende des Zylinders, der an die ringförmige Strangpreßdurchtrittsöffnung angrenzt
und axial mit ihr ausgerichtet ist;
(B) eine bewegbare Mittelstange in axialer Ausrichtung mit dem Strangpreßzylinder und in ihm enthalten, der einen eng angepaßten
Hohlraum bildet, so daß der hohle Rohling in den Strang-
A ' preßh6h]r'aummit■ der Mittelstange, die in den hohlen Rohling
eindringt und die Innenfläche des blinden Endes des Rohlings berührt, um die Wandungen des Rohlings während des Strangpreßens
zu unterstützen, gebracht werden kann; und
(C) ein Strangpreßstempel an der Innenseite des Strangpreßhohlraumes,
der die Außenfläche des blinden Endes des Rohlings berührt und den Rohling durch die Strangpreßdurchtrittsöf
fnung preßt, während gleichzeitig der Mittelstab an der Innenseite des Rohlings in Strangpreßrichtung bewegt wird.
25. Vorrichtung nach Anspruch 2k zur Herstellung eines thermoplastischen
Gegenstandes aus einem hohlen zylinderförmigen ther-
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H4
moplastischen Rohling mit offenen Enden und mit Zusatzmitteln,
. um die Hinterkanten des Strangpreßerzeugnisses radial nach innen
gegen die Mitte des Gegenstandes unter Bildung eines völligen Verschlußes zu drängen.
26. Hohler thermoplastischer Rohling, dadurch gekennzeichnet,
daß er aus Polyäthylenterephthaiat mit .einer inhärenten Viskosität
von mindestens etwa 0,55 hergestellt wird.
27· Biaxial orientierter Rohling nach Anspruch 26.
28. Rohling nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden offen sind, ...
29. Rohling nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Ende geschlossen ist. ■
30. Rohling nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß er
aus einem Polyäthylenterephthaiat mit einer inhärenten Viskosität von mindestens 0,7 hergestellt wird. . .
31. Rohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus
amorphem Material besteht.
32. Rohling nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß er
coaxial mit einem anderen thermoplastischen Rohling laminiert
33. Rohling nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der
Polyäthylenterephthaiatrohling coaxial an seiner Außenfläche ·
mit einem Rohling aus Polyvinylidenchlorid laminiert ist.
3*1. Rohling nach ANsprüch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der
Polyäthylenterephthalatrohling an seiner Außenfläche mit einem Rohling aus hydrplysiertem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat
laminiert ist. ·
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Hi
35· Rohling nach Anspruch 26,mit radialen Abmessungen von etwa .
der Größe des zu formenden Flaschenhalses und einer etwas kürzeren axialen Länge als die Abmessung zwischen der Spitze und
der Mitte des Bodens, wenn entlang der Außenseite der zu formenden Flasche gemessen wird.
36. Auf eine bestimmte Größe zusammengepreßter Rohling nach Anspruch
3^> dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des
Rohlinges etwa die Abmessung des Außendurchmessers der zu formenden Flasche aufweist und der Innendurchmesser praktisch 0 ist.
- 42 109834/1023
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