DE69216727T2

DE69216727T2 - Verfahren zum formen eines vorformlings mit innenwänden und kunstharzbehälter mit innenwänden

Info

Publication number: DE69216727T2
Application number: DE69216727T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori - Nakamura
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 1991-02-09
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-02-11
Also published as: EP0531536B1; WO1992013702A1; EP0531536A1; EP0531536A4; US5232108A; DE69216727D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorformling gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum biaxialen Streckblasformen eines Kunststoffbehälters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Wenn ein Vorformling biaxial orientiert wird, ist es vom Stand der Technik her bekannt, einen Kunststoffbehälter vorzusehen, welcher als Teil des Vorformlings einen offenen Kopfbereich, einen zylindrischen Rumpfbereich, der unterhalb des Kopfbereichs geformt ist, und einen Innendurchmesser besitzt, der größer als jener des Kopfbereichs ist, einen Schulterbereich, der den Kopf- und Rumpfbereich miteinander verbindet, und einen Bodenbereich, welcher den Rumpfbereich an dem der offenen Kopfseite gegenüberliegenden Ende abschließt, aufweist. Im allgemeinen besitzen viele Kunststoffbehälter, die nach dem Stand der Technik geformt wurden, erhöhte Grade der Streckung in Richtung der Längsund Querachsen und kreisförmige Querschnitte ihrer Rumpfbereiche. In derartigen Kunststoffbehältern kann die innere Spannung vom Innendruck gleichförmig über den Rumpfbereich in Richtung seines Umfangs verteilt werden, da der Rumpfbereich einen kreisförmigen Querschnitt hat. Des weiteren kann jegliche Verformung des Rumpfbereichs infolge des Innendrucks, beispielsweise von Kohlendioxidgas, durch die mechanische Festigkeit des Rumpfbereichs, welche durch Kristallisation durch die biaxiale Ausrichtung erhöht wurde, gänzlich verhindert werden. Im Fall eines Kunststoffbehälters mit einem Rumpfbereich mit dreieckigem oder viereckigem oder ovalem Querschnitt wird sich jedoch der Innendruck nur auf einen Teil der Rumpf-Seitenwand konzentrieren, wodurch eine Verformung der Rumpf-Seitenwand entsteht, die eine geringere mechanische Festigkeit besitzt.
In einem weiteren Fall von Kunststoffbehältern des sogenannten weithalsigen Typs, bei welchen die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Kopfbereichs und des Rumpfbereichs in einem Kunststoffbehälter relativ klein ist, weisen derartige Kunststoffbehälter eine geringere mechanische Festigkeit auf, selbst wenn sie zur Kristallisierung biaxial orientiert sind, weil das Verhältnis der Querstrekkung klein ist. Selbst wenn ein weithalsiger Kunststoffbehälter einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist es wahrscheinlich unmöglich, die Verformung an dem Rumpfbereich derartiger Kunststoffbehälter infolge des Innendrucks von den darin befindlichen Inhalten zuverlässig zu verhindem.
Ein Vorschlag zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit eines weithalsigen Kunststoffbehälters ist in W090/05674 enthalten, welche eine Flasche mit einem Innenkreuz offenbart, welches sich quer durch das Innere der Flasche erstreckt und mit der Seitenwand der Flasche biaxial orientiert ist.
Im biaxialen Streckblasformverfahren für eine derartige Flasche wird der ruhige Ablauf ihres biaxialen Streckvorgangs zu einem Vorformling durch das Vorhandensein des Innenkreuzes gestört, anders als bei der biaxialen Orientierung nach dem Stand der Technik für zylindrische Vorformlinge. Da das Innenkreuz an einem Ende mit der Innenseitenwand des Vorformlings verbunden ist, widersteht dieser Bereich der inneren Seitenwand, der mit dem Innenkreuz verbunden ist, im wesentlichen dem Verfahrensschritt des biaxialen Streckens. Es wurde herausgefunden, daß dann, wenn der Vorformling zu einer Flasche geformt wurde, die äußere Seitenwand der Flasche dazu neigt, eine Vertiefung darin an dem Bereich der Flasche aufzuweisen, der mit dem Innenkreuz verbunden ist. Eine derartige Vertiefung wird das äußere Erscheinungsbild einer solchen Flasche sehr beeinträchtigen.
Im Laufe der Untersuchungen der Erfinder wurde herausgefunden, daß es sehr schwierig ist, ein derartiges Innenkreuz an eine im wesentlichen gleichförmige Wandstärke zu formen, wenn eine Flasche geformt wird. Anders als bei dem herkömmlichen Verfahren zum biaxialen Strecken widerstehen nur die Seitenwand des Vorformlings, die Bereiche des Kreuzes, die sich in verschiedene Richtungen erstrecken, zueinander beim Strecken, so daß verhindert wird, daß der Vorformling mit einer gleichförmigen Wandstärke gestreckt wird. Außerdem wurde herausgefunden, daß dann, wenn der Vorformling mit einer Streckstange entlang der Längsachse und in Querrichtung mit Luft, die in jede der von dem Innenkreuz abgeteilten Flächen geblasen wird, gestreckt wird, das Innenkreuz mit einer bestimmten Orientierung schräg gestreckt wird.
Es war daher schwierig, daß eine tatsächlich verwendbare Flasche mit Innenkreuz ohne verschiedene Verbesserungen geformt werden kann.
Es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vorformling zu schaffen, welcher zum Formen eines Kunststoffbehälters mit einer inneren Trennwand optimal ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Formen eines Kunststoffbehälters mit einer inneren Trennwand ohne Beeinträchtigung seines äußeren Erscheinungsbildes anzugeben.
Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung einen Vorformling, der zu einem Kunststoffbehälter biaxial gestreckt und blasgeformt wird, wobei der Vorformling einen offenen Kopfbereich, einen zylindrischen Rumpfbereich, einen Bodenbereich, welcher den Rumpfbereich an dem der offenen Kopfseite gegenüberliegenden Ende abschließt, und eine innere Trennwand aufweist, welche in dem Rumpfbereich ausgebildet ist und sich von einer Seite zu der anderen Seite der Innenwand und vom Bodenbereich aus längs erstreckt, wobei der Vorformling dadurch gekennzeichnet ist, daß die innere Trennwand in Querrichtung relativ zu der Längsachse des Vorformlings, ein Dickenprofil aufweist, bei dem die Wanddicke an der Verbindung zwischen der inneren Trennwand und der Innenwand des Rumpfbereichs maximal ist, und daß die Wanddicke der inneren Trennwand sich allmählich zu der Längsmittenachse des Vorformlings hin verringert.
Der Bereich der inneren Trennwand, der angrenzend zur Innenwand des Rumpfbereichs die erhöhte Wanddicke besitzt, kann viel leichter gestreckt werden, weil er eine erhöhte Wärmekapazität besitzt. Nach dem biaxialen Strecken des Rumpfbereichs an der erhöhten Wanddicke der inneren Trennwand kann die innere Trennwand daher völlig gestreckt werden. Der mittlere Bereich der inneren Trennwand ist einer relativ schwachen Streckkraft unterworfen und infolgedessen weniger gestreckt. Wenn festgesetzt wird, daß die Wanddicke der inneren Trennwand an und in der Nähe des mittleren Bereichs davon relativ dünn ist und auch zum äußeren Bereich der inneren Trennwand hin allmählich zunimmt, welche die maximale Wanddicke hat, kann die innere Trennwand daher in Querrichtung glatt gestreckt werden, um nach dem Strekken eine im wesentlichen gleichmäßige Wanddicke zu haben. Die Wanddicke der inneren Trennwand an und nahe dem mittleren Bereich davon kann durch ein Strecken in Querrichtung im wesentlichen gleichmäßig sein.
Es ist vorzuziehen, daß die innere Trennwand in der Längsrichtung des Vorformlings auch ein Dickenprofil aufweist, bei welchem die Wanddicke an der Verbindung zwischen der inneren Trennwand und dem Bodenbereich maximal ist, und daß die Wanddicke der inneren Trennwand sich allmählich zu dem oberen Bereich der inneren Trennwand hin verringert. Dies ist dadurch vorteilhaft, daß der Verfahrensschritt der Temperaturregulierung des Vorformlings nicht unbedingt eine komplizierte Verteilung der Temperatur in der Richtung der Längsachse erfordert. Es kann sichergestellt werden, daß die innere Trennwand des Vorformlings auf eine gleichmäßige Wanddicke auch entlang der Längsachse gestreckt wird.
Um jegliche Verformung infolge des Innendrucks zu verhindem, kann das obere Ende der inneren Trennwand kurz vor dem offenen Kopfbereich des Vorformlings innerhalb des Rumpfbereichs geformt werden. Es ist vorzuziehen, daß der obere Endbereich der inneren Trennwand nahe der Längsmittenachse des Vorformlings niedriger als der obere Endbereich der inneren Trennwand nahe der Verbindung zwischen der inneren Trennwand und der Rumpf-Innenwand ist, weil nämlich eine derartige Anordnung das Strecken nahe der Mitte der inneren Trennwand erleichtern kann.
Die innere Trennwand kann sich bis zu dem offenen Kopfbereich des Vorformlings und vorzugsweise bis zu dem oberen Rand davon erstrecken. In solch einem Fall muß der Bereich der inneren Trennwand, der innerhalb des Kopfbereichs angeordnet ist, eine geringere Wanddicke als die minimale Wanddicke der inneren Trennwand innerhalb des Rumpfbereichs des Vorformlings aufweisen. Daher wird der Bereich der inneren Trennwand, der innerhalb des Kopfbereichs angeordnet ist, nicht leicht gestreckt, so daß die abdichtende Ausbildung des oberen Randes auch nachdem der Vorformling in einen gewünschten Behälter blasgeformt wurde, beibehalten werden kann. Wenn ein Deckel auf einen derartigen Behälter montiert wird, wirkt die innere Bodenfläche des Deckels mit der inneren Trennwand zusammen, so daß eine Mehrzahl von voneinander getrennten Abteilungen geschaffen werden.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zum biaxialen Streckblasformen eines Kunststoffbehälter mit den Verfahrensschritten: Spritzgießen eines Vorformlings mit einem offenen Kopfbereich, einem zylindrischen Rumpfbereich mit einem geschlossenen Boden und einer inneren Trennwand, welche so ausgebildet ist, daß diese sich von einer Seite der Innenwand des Rumpfbereichs zu der anderen Seite derselben und von der Innenseite des geschlossenen Bodens in Längsrichtung erstreckt, streckendes Verfahren des Bodenbereichs entlang der Längsachse des Vorformlings unter Verwendung mehrerer Streckstangen, von denen jede für eine entsprechende Abteilung angeordnet ist, welche durch die innere Trennwand des Vorformlings abgetrennt sind, während gleichzeitig der Vorformling in der Querrichtung durch Einleiten von Druckluft in die entsprechenden abgegtrennten Abteilungen gestreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende jeder Streckstange ein Spitzenelement aufweist, welches darin an einer Stelle angeordnet ist, welche aus der Mitte der zugehörigen Abteilung zu der Längsmittenachse des Vorformlings hin versetzt ist, wobei die innere Trennwand durch die Spitzenelemente geführt werden kann, wenn der Vorformling entlang seiner Längsachse gestreckt wird.
Erfindungsgemäß wird das Strecken mit der Streckstange und durch Einleiten von Luft in jede der Abteilungen des Vorformlings, welche durch die innere Trennwand abgetrennt sind, ausgeführt. Wenn eine Streckstange im wesentlichen in der Mitte einer jeden Abteilung angeordnet wird, besteht die Tendenz, daß eine Abweichung weg von der Längsmittenachse nahe der Längsmittenachse, welche die mittlere Verbindungsstelle der inneren Trennwand ist, infolge einer leichen Abweichung der Position der Stange, einer Differenz zwischen den Innendrücken der jeweiligen Abteilungen, einer Temperaturverteilung usw., erzeugt wird. Um ein derartiges Problem zu überwinden, wird jede der Spitzen innerhalb der jeweiligen einen der voneinander getrennten Abteilungen an einer Position angeordnet, die zu der Längsmittenachse des Vorformlings hin versetzt ist. Somit kann die innere Trennwand direkt entlang der Längsachse des Vorformlings gestreckt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene schematische Ansicht eines Kunststoffbehälters mit einer inneren Trennwand.
Fig. 2 ist eine Draufsicht des in Figur 1 gezeigten Behälters.
Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt eines Behälters mit dreieckigem Querschnitt mit einer inneren Trennwand.
Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt eines Behälters mit ovalem Querschnitt mit einer inneren Trennwand.
Fig. 5 ist ein schematischer Längsschnitt eines Behälters mit einer inneren Trennwand, deren oberer Rand flach ist.
Fig. 6 ist ein schematischer Längsschnitt eines Behälters mit einer inneren Trennwand, welche sich bis auf die gleiche Höhe wie der obere Rand des Kopfbereichs des Behälters erstreckt.
Fig. 7 ist ein schematischer Längsschnitt eines Behälters mit einer inneren Trennwand, die mit einer derartigen Höhe geformt ist, daß der Kopfbereich des Behälters luftdicht mit einer inneren Verschlußkappe verschlossen werden kann.
Fig. 8A ist ein schematischer Längsschnitt einer veränderten Ausbildung des oberen Bereichs der inneren Trennwand.
Fig. 8B ist eine Querschnittsansicht des Behälters entlang einer Linie A-A in Figur 8A.
Fig. 9A ist ein schematischer Längsschnitt eines Vorformlings, der zu dem in Figur 1 gezeigten Behälter geformt wird.
Fig. 9B ist eine Querschnittsansicht des Vorformlings entlang einer Linie B-B in Figur 9A.
Fig. 9C ist eine perspektivische Ansicht der in Figur 9A gezeigten inneren Trennwand.
Fig. 10 ist ein schematischer Längsschnitt einer Spritzgieß-Vorrichtung zum Spritzgießen eines Vorformlings.
Fig. 11 ist ein schematischer Längsschnitt einer Blasformvorrichtung zum biaxialen Strecken und Blasformen des Vorformlings zu einem Behälter.
Fig. 12 ist ein schematischer Querschnitt der in Fig. 11 gezeigten Blasformvorrichtung, in welcher die Flächenanordnung der Streckstangen und der Luftleitungen dargestellt ist.
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines Vorformlings, der zum Formen des in Figur 4 gezeigten Behälters verwendbar ist.
Fig. 14 ist eine Längsschnittansicht eines Vorformlings, der zum Formen des in Figur 6 gezeigten Behälters verwendbar ist.
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht eines veränderten Vorformlings, der zum Formen des in Fig. 1 gezeigten Behälters verwendbar ist.
Fig. 16 ist ein schematischer Längsschnitt einer in Fig.15 gezeigten Verteilung von Bereichen mit gleichmäßiger Wanddicke.
Fig. 17 ist ein schematischer Längsschnitt des in Fig. 16 gezeigten Vorformlings, der einen Verfahrensschritt der Temperaturregulierung des Vorformlings veranschaulicht.
Fig. 18 und 19 zeigen jeweils die Anordnungen der Streckstangen und Spitzenelemente, die zu der Längsmittenachse des Vorformlings hin versetzt sind.
Fig. 20 ist ein schematischer Längsschnitt eines Vorformlings, der zum Formen des in Fig. 8 gezeigten Behälters verwendbar ist.
Fig. 21 und 22 sind schematische Ansichten, in welchen jeweils die Anordnungen der Streckstangen und Spitzen dargestellt sind, die bei dem in Fig. 20 gezeigten Vorformling verwendbar sind.
Fig. 23 ist ein schematischer Längsschnitt eines Vorformlings, der unter Verwendung der in den Figuren 21 und 22 gezeigten Streckstangen biaxial gestreckt und blasgeformt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail hauptsächlich mit Bezug auf einige Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, welche beim Formen von Behältern angewendet werden, die rechteckige Querschnitte besitzen und aus Polyethylenterephthalat (welches einfach "PET" genannt wird) sind.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 weist ein Behälter 10 einen offenen Kopfbereich 12, welcher eine Öffnung mit einem Innendurchmesser (a) und einen mit Gewinde versehenen Bereich 12a, der rund um die äußere Umfangswand des offenen Kopfbereichs 12 ausgebildet ist, einen zylindrischen Rumpfbereich 14 mit rechteckigem Querschnitt mit einem Innendurchmesser (b), der größer als der Innendurchmesser (a) des offenen Kopfbereichs 12 ist, einen gewölbten Schulterbereich 16, der den offenen Kopf- und Rumpfbereich 12, 14 übergangslos verbindet, und einen Bodenbereich 18 auf, der den Rumpfbereich 14 an dem dem offenen Kopfbereich 12 gegenüberliegenden Ende abschließt.
Der Behälter 10 weist ferner eine darin geformte innere Trennwand 20 auf, welche sich von der Innenwand des Bodenbereichs 18 zum Kopfbereich 12 hin erstreckt. Die innere Trennwand 20 weist vier Abteilungsbereiche auf, welche jeweils mit den inneren Seitenwänden 14a - 14d des rechteckigen Rumpfbereichs 14 an den jeweiligen Verbindungen 22 verbunden sind und sich in der Mitte 24 der inneren Trennwand 20 kreuzen, um eine im Querschnitt kreuzförmige Konfiguration zu bilden.
In dieser Ausführungsform ist der obere Rand 20a der inneren Trennwand 20 an dem oberen Teil des Rumpfbereichs 14 knapp unterhalb des Kopfbereichs 12 angeordnet, nämlich an einer Stelle in der Nähe des unteren Teils des Schulterbereichs 16. Der obere Rand 20a der inneren Trennwand 20 hat die maximale Höhe an den Verbindungen 22 und die minimale Höhe in der Mitte 24 der inneren Trennwand 20. Die Bereiche maximaler und minimaler Höhe sind miteinander durch eine bogenförmige Konfiguration mit einer sich kontinuierlich verändernden Höhe verbunden.
Im Falle des Behälters 10 mit einem wie in Fig. 2 dargestellten quadratförmigen Querschnitt hat die innere Trennwand 20 eine Verbindung 22 an jeweils einer mittleren Stelle der vier Seitenwände 14a - 14d und vier Abteilungsbereiche, welche sich in der Mitte 24 der inneren Trennwand 20 kreuzen und sich direkt vom Innenboden-Verbindungsbereich 26 erstrecken. Auf diese Weise ist jede der Seitenwände 14a - 14d des Rumpfbereichs 14 und des Bodenbereichs 18 miteinander durch die kreuzförmige innere Trennwand 20 verbunden, so daß den Seitenwänden 14a - 14d und dem Bodenbereich 18 eine wesentlich verbesserte mechanische Festigkeit verliehen wird.
Das Vorsehen einer derartigen inneren Trennwand 20 kann nicht nur die mechanische Festigkeit der Seitenwände 14a -14d erhöhen, sondern auch den gesamten Innendruck, der auf jede der Seitenwände 14a - 14d wirkt, reduzieren. Mit anderen Worten kann der Innendruck, der auf die Seitenwände 14a - 14d wirkt, durch den Gesamtinnendruck, der auf die innere Trennwand 20 wirkt, reduziert werden, wodurch verhindert wird, daß der Rumpfbereich 14 durch den Innendruck im Behälter verformt wird.
Durch die Veränderung des oberen Randes der inneren Trennwand 20 von der maximalen Höhe an der Seitenverbindung 22 auf die minimale Höhe in der Mitte 24, wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Formgebung der inneren Trennwand besonders erleichtert.
Figur 3 zeigt einen Behälter 30 mit dreieckigem Querschnitt, auf welchen die vorliegende Erfindung angewendet wird. Der Behälter 30 weist eine darin geformte innere Trennwand 36 auf, welche drei Abteilungsbereiche besitzt, die sich in Längsrichtung von dem Bodenbereich 34 und radial von der Mitte 38b zu den jeweiligen Seitenwänden 32a -32c erstrecken, wobei jeder Abteilungsbereich mit der mittleren Stelle der entsprechenden einen der drei Seitenwände 32a - 32c an der Verbindung 38a verbunden ist. Die Winkelöffnung zwischen jedem Paar von benachbarten Seitenwänden ist gleich 120 Grad.
Figur 4 zeigt einen Behälter 40 mit ovalem Querschnitt, welcher eine innere Trennwand 46 aufweist, die sich in Längsrichtung von dem Bodenbereich 44 erstreckt und die gegenüberliegenden Seitenwände des Rumpfbereichs 42 in der Richtung der kurzen Achse Y verbindet. Es kann eine Vielzahl derartiger innerer Trennwände 46 parallel zur der kurzen Achse Y vorgesehen sein, um zuverlässiger zu verhindern, daß der Rumpfbereich 42 verformt wird.
Figuren 5 und 6 zeigen Änderungen bezüglich der Höhe der in Figur 1 gezeigten inneren Trennwand 20. In Fig. 5 erstreckt sich der obere Rand 20a der inneren Trennwand 20 senkrecht zu deren Längsachse. Obwohl die oberen Ränder der in Fig. 1 und 5 gezeigten inneren Trennwände 20 an der Hälfte des Rumpfbereichs 14 enden, kann der obere Rand 20a der inneren Trennwand 20 sich bis zu der gleichen Höhe wie der obere Rand 12b des offenen Kopfbereichs 12 erstrecken, wie in Fig. 6 gezeigt ist. In einer derartigen Anordnung, wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird die Innenwand eines auf den Kopfbereich 12 aufgesetzten Deckels den oberen Rand 12b des Kopfbereichs 12 zu dem oberen Rand 20a der inneren Trennwand 20 abdichten. Somit können die Abteilungen, die durch die kreuzförmige innere Trennwand 20 abgeteilt sind, abdichtend voneinander getrennt werden, und verschiedene Arten von Inhalten, beispielsweise Tees, Gewürze und Süßigkeiten aufnehmen, ohne daß diese vermischt werden.
Figur 7 zeigt eine veränderte Ausführungsform, welche die gleiche Funktion wie jene der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform besitzt. In der Ausführungsform in Fig. 7 endet der obere Rand 20a der offenen inneren Trennwand 20 an der Mitte der Höhe des offenen Kopfbereichs 12 und erstreckt sich auch senkrecht zu der Längsachse der inneren Trennwand 20. Wenn eine äußere Verschlußkappe 50 mit einer inneren Verschlußkappe 52 aus Kunststoff auf den Kopfbereich 12 des Behälters aufgeschraubt wird, kann die Bodenfläche 52a der inneren Verschlußkappe 52 den oberen Rand 20a der inneren Trennwand 20 abdichten. Auf diese Weise kann ein Behälter geschaffen werden, der verschiedene Arten von Inhalten in die jeweiligen Abteilungen aufnehmen kann, wie in der Ausführungsform in Figur 6.
Die Figuren 8A und 8B zeigen weitere Veränderungen der in Fig. 1 gezeigten inneren Trennwand 20. Der Behälter 10 weist eine innere Trennwand 60 mit kreuzförmigem Querschnitt auf, welche einen mittleren Flügelbereich mit einer relativ geringen Höhe, die mit H1 bezeichnet ist, und vier Seitenflügelbereiche mit einer im wesentlichen großen Höhe, die mit H2 bezeichnet ist, aufweist. Die innere Trennwand 60 ist über einen Verbindungsbereich 67 mit der Innenwand des Bodenbereichs 18 und an einem Verbindungsbereich 64 mit den jeweiligen Seitenwänden 14a-14d verbunden.
Eine derartige innere Trennwand 60 kann dem Behälter 10 in der Nähe des Bodenbereichs 18 und an den vier Seitenwänden 14a-14d auf ähnliche Weise eine ausreichende mechanische Festigkeit verleihen. Auf diese Weise werden der Rumpf- und Bodenbereich 14, 18 des Behälters durch den Innendruck von den Inhalten darin nicht verformt. Insbesondere da die innere Trennwand 60 sehr niedrig um die Längsmittenachse des Behälters 10 ist, wie mit H1 gezeigt ist, wird der Fluß des Inhalts durch die innere Trennwand 60 weniger gestört, wenn der Behälter 10 zum Trinken oder Ausschütten schräggestellt wird.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Formung eines erfindungsgemäßen Behälters wird unter Bezugnahme auf Figur 9 beschrieben.
Figur 9A zeigt einen Vorformling 70, der zu einem Zwischenprodukt spritzgegossen wird, welches verwendbar ist, um den in Fig. 1 gezeigten Behälter 10 zu formen. Der Vorformling 70 weist einen offenen Kopfbereich 72, einen Rumpfbereich 74, der mit dem Kopfbereich 72 verbunden ist und einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, und einen Bodenbereich 76, der nahe dem Rumpfbereich 74 an dem dem Kopfbereich gegenüberliegenden Ende geformt ist, auf, wie vom Stand der Technik bekannt. Der vorformling 70 weist des weiteren eine innere Trennwand 78 mit kreuzförmigem Querschnitt auf, die jeweils Paare von gegenüberliegenden inneren Seitenwänden miteinander verbindet und sich von dem Bodenbereich 76 auf eine vorbestimmte Höhe in Richtung der Längsachse erstreckt. Der obere Rand 80 der inneren Trennwand 78 erstreckt sich senkrecht zu deren Längsachse. Es ist wünschenswert, daß die Wanddicke der inneren Trennwand 78 an verschiedenen Stellen davon auf solche wie in den Figuren 98 und 9C gezeigte Größen festgesetzt wird. Es wird angenommen, daß die Wanddicke der inneren Trennwand 78 al an der Längsmittenachse 82 an dem oberen Rand 80 ist; a2 an jedem seitenwandverbindendem Ende 84 an dem oberen Rand 80; a3 an der Längsmittenachse 82 an dem Bodenrand 86; und a4 an jedem seitenwandverbindendem Ende 84 an dem Bodenrand 86, wobei es wünschenswert ist, daß a1 < a2 < a3 < a4 ist.
Das Festsetzen der Größen der inneren Trennwand 78 an verschiedenen Stellen erfolgt unter dem Gesichtspunkt, eine innere Trennwand 20 mit einer gleichförmigen Wanddicke als Ganzes zu schaffen, wenn der Vorformling 70 zu einem solchen wie in Fig. 1 gezeigten Behälter 10 geformt wird. Dies wird später detaillierter beschrieben.
Figur 10 zeigt eine Spritzgießvorrichtung für den Vorformling 70 mit einer Kopfformgebungsform 90 zum Formen des offenen Kopfbereichs 72 des Vorformlings 70, einer Spritzgießhohlform 92 zur Definierung der äußeren Wände des Rumpf- und Bodenbereichs 74, 76 des Vorformlings 70, und mit einer Spritzgießkernform 94 zur Definierung der Innenwände des offenen Kopf-, Rumpf- und Bodenbereichs 72, 74, 76 und der inneren Trennwand 78. Die Spritzgießhohlform 92 weist einen darin am Boden geformten mittleren Einguß 96 auf. Geschmolzenes PET-Material wird in einen Bodenformgebungshohlraum 98, einen Rumpfformgebungshohlraum 100 und einen Kopfformgebungshohlraum 102 in der Spritzgießhohlform 92 durch den Einguß 96 gefüllt. Das geschmolzene PET-Material wird auch in den Trennwand-Formgebungshohlraum 104 der Spritzgießkernform 94 eingespritzt. Auf diese Weise wird der Vorformling 70 spritzgegossen. Die Spritzgießkernform 94 weist Kühlbereiche 106 auf, durch welche ein Kühlmedium zum Kühlen des Kunstharzmaterials geführt wird, wobei jeder der Kühlbereiche 106 an einer Stelle entsprechend der jeweiligen einen der vier Abteilungen, die durch die innere Trennwand 78 des Vorformlings 70 abgeteilt sind, angeordnet ist.
Nachdem der Vorformling 70 spritzgegossen wurde, wird die Spritzgießkernform 94 zuerst nach oben bewegt. Dann wird der Vorformling 70 aus der Spritzgießhohlform 92 entfernt, während die Kopfformgebungsform 90 den Vorformling 70 hält. Dann wird der Vorformling 70 zu einer Temperaturregulierungsstufe (nicht gezeigt) unter Verwendung der Kopfformgebungsform 90 verfahren. In der Temperaturregulierungsstufe wird der Vorformling 70 auf eine optimale Strecktemperatur erhitzt und dann zu einer biaxialen Streckblasformstufe, wie in Fig. 11 gezeigt, verfahren.
In der biaxialen Streckblasformstufe wird eine mehrteilige Blashohlform 110 mit einem Formhohlraum, der im wesentlichen den äußeren Wandungen des Rumpf-, Schulter- und Bodenbereichs (14, 16 und 18) des in Fig. 1 gezeigten Behälters 10 entspricht, verwendet. Die Blashohlform 110 weist eine damit an dem offenen Boden verbundene Bodenform 112 auf, und ist auch am offenen Kopf mit einer vertikal verfahrbaren Blaskernform 114 verbunden. Nachdem der Vorformling 70 mit der Kopfformgebungsform 90 zu der biaxialen Streckblasformgebungsstufe verfahren wurde, wird im Betrieb die Bodenform 112 zuerst vertikal nach oben bewegt, und dann wird die mehrteilige Blashohlform 110 geschlossen. Danach wird die Blaskernform 114 in den Kopfbereich 72 des Vorformlings 70 durch die Kopfformgebungsform 90 eingeführt.
Die Blaskernform 114 ist in dieser Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß diese vier Streckstangen 120 aufweist, die jeweils an einer Stelle entsprechend der jeweiligen einen der vier mit der inneren Trennwand 78 des Vorformlings 70 abgeteilten vier Abteilungen angeordnet sind, und vier Druckluftleitungen 122, die jeweils ähnlich an einer Stelle entsprechend der vorangehend erwähnten jeweiligen Abteilung angeordnet sind. Die Anordnung dieser Streckstangen und Luftleitungen in einer Ebene ist, wie in Fig. 12 gezeigt. Wie aus Fig. 12 deutlich wird, weist diese Ausführungsform vier Streckstangen 120 auf, wobei jede davon innerhalb der jeweiligen Abteilung im wesentlichen mittig angeordnet ist. Jede der vier Druckluftleitungen 122 weist eine Luftaustrittsöffnung 124 auf, welche in der gleichen Abteilung von der Streckstange 120 versetzt ist.
Nachdem die Formen wie vorstehend beschrieben, angeordnet wurden, werden die vier Streckstangen 120 nach unten verfahren, um den Vorformling 70 entlang dessen Längsachse zu strecken. Gleichzeitig wird die Druckluft in die jeweiligen Abteilungen des Vorformlings 70 durch die Luftaustrittsöffnungen 124 der Luftleitungen 122 eingeleitet, um den Vorformling 70 in Querrichtung zu strecken. Wenn die vier Streckstangen 120 mit dem gleichen Antrieb angetrieben werden, kann der Vorformling 70 mit der gleichen Geschwindigkeit in bezug auf die jeweiligen mit der inneren Trennwand 78 abgeteilten Abteilungen in Längsrichtung gestreckt werden. Ferner kann der Behälter 10 ohne Verformungen und ohne ungleichmäßige Wanddicke an der inneren Trennwand 20 blasgeformt werden, wenn die Druckluft im wesentlichen mit dem gleichen Druck in die vier Abteilungen eingeleitet wird.
Die vorstehend genannten Werte a1 - a4 der Wanddicke an der inneren Trennwand 78 des Vorformling 70 werden aus folgenden Gründen festgelegt.
Die Erfinder haben durch Versuche herausgefunden, daß dann, wenn der Rumpf- und Bodenbereich 74, 76 des Vorformlings 70 in Längs- und Querrichtung streckblasgeformt werden, die seitenwandverbindenden Ränder 84 an der inneren Trennwand 78 viel leichter als der mittlere Bereich 82 davon gestreckt werden und daß auch der bodenverbindende Rand 86 der inneren Trennnwand 78 viel leichter als der obere Rand 80 davon gestreckt wird. Es wird angenommen, daß die seitenverbindenden Ränder 84 der inneren Trennwand 78 einer höheren Streckkraft als der mittlere Bereich 82 unterworfen sind, da die seitenwandverbindenden Ränder 84 dem Rumpfbereich 74 folgen, der gestreckt wird. Wenn der mittlere Bereich und die Seitenbereiche 82, 84 der inneren Trennwand 78 des Vorformlings 70 am oberen Rand 80 die gleiche Wanddicke (a1 = a2) haben, wird der Behälter 10 mit dem mittleren Bereich 24 der inneren Trennwand 20 mit einer Wanddicke größer als jene jeder der Seitenbereiche 22 biaxial streckblasgeformt werden. Dies ist offensichtlich unerwünscht, da der Behälter 10 keine durchgehend gleichmäßige Wanddicke hat. Wenn der Behälter 10 aus einem durchsichtigen Kunstharzmaterial, beispielsweise PET, geformt ist, wird eine derartige ungleichmäßige Wanddicke das äußere Erscheinungsbild des Behälters 10 sehr beeinträchtigen.
Wenn außerdem die innere Trennwand 78 des Vorformlings 70 eine gleichmäßige Wanddicke in der Querrichtung aufweist, wird es schwierig sein, daß die Seitenbereiche 84 der inneren Trennwand 78 der Rumpfseitenwand folgen, die gestreckt ist, da der mittlere Bereich 82 der inneren Trennwand 78 stark gestreckt ist. Dies führt zur Bildung einer unerwünschten Vertiefung in der Seitenwand der geformten Flasche.
Um derartige Probleme zu überwinden, werden die Werte e der Wanddicke des Vorformlings 70 in der Querrichtung auf a1 < a2 und a3 < a4 festgesetzt. Dies ermöglicht der inneren Trennwand 78 der Seitenwand zu folgen, die gestreckt ist, da der seitenwandverbindende Bereich 84 eine größere Wanddicke hat und eine höhere Temperatur behält. Da andererseits der mittlere Bereich 82 des Vorformlings 70 einer kleineren Streckkraft ausgesetzt wird, wurde für diesen schon vorher eine geringere Wanddicke festgelegt. Somit wird der Behälter 10 am Ende eine durchgehend gleichmäßige Wanddicke aufweisen, da die endgültige Wanddicke des mittleren Bereichs 82 im wesentlichen gleich jener des Seitenbereichs 84 werden wird, der mehr gestreckt ist.
Hinsichtlich der Eigenschaft sich von der Spritzgießform 94 zu lösen, weist der Kopf- und Bodenbereich 80, 86 der inneren Trennwand 78 im Vorformling 70 normalerweise einen Neigungswinkel auf. Es wurde herausgefunden, daß jegliche Ungleichmäßigkeit der Wanddicke, die zu einer verringerten Wanddicke des Bodenbereichs 26 in der inneren Trennwand 20 des geformten Behälters 10 führt, nicht mit einer Differenz in der Wanddicke, wie mit einem derartigen Neigungswinkel geschaffen, überwunden werden kann. Wenn jedoch die Festlegung einer Wanddicke auf a1 < a3 und a2 < a4 erfolgt, um eine Differenzgröße zu schaffen, die größer als der normale Neigungswinkel ist, aber zu dem Längsstrekkungs-Verhältnis in dem Behälter 10 paßt, kann die innere Trennwand 20 des geformten Behälters 10 von dem Boden zum Kopfende durchgehend eine im wesentlichen gleichmäßige Wanddicke aufweisen. Da der Vorformling 70 in der Temperaturregulierungsstufe überall ein entlang der Längsachse verteiltes Temperaturprofil hat, kann die vorangehende Festsetzung der Wandstärke der inneren Trennwand 78 nur in Querrichtung erfolgen.
Durch Versuche der Erfinder wurde herausgefunden, daß durch Schaffen des nach unten gebogenen oberen Randes 20a der inneren Trennwand 20 des Behälters 10 mit den Seitenbereichen 22, die höher als der mittlere Bereich 24 sind, wie in Figur 1 gezeigt ist, die Formbarkeit verbessert werden kann. Dies ist dadurch zu erklären, daß der mittlere Bereich 24 der inneren Trennwand 20 mit den vier Streckstangen 120 mehr in die Längsrichtung gestreckt wird, was dazu führt, daß die Höhe des mittleren Bereichs 24 niedriger als jene des oberen Randes 20a an den seitenwandverbindenden Bereichen 22 ist. Eine durch Formen des gebogenen oberen Randes 20a der inneren Trennwand 20 eingesparte Materialmenge führt zu Einsparungen bei der gesamten Materialmenge, die zum Formen des Vorformlings 70 benötigt wird. Es wurde auch herausgefunden, daß eine derartige Einsparung von Material die mechanische Festigkeit im Rumpfbereich 14 des Behälters 10 im Vergleich zu dem flachen oberen Rand 20a der inneren Trennwand 20, wie in Fig. 5 gezeigt, nicht verringert. Sogar in der Anordnung aus Fig. 1 ist die Höhe des oberen Randes 20 a der inneren Trennwand 20 an den seitenwandverbindenden Bereichen 22 im wesentlichen gleich wie in der in Fig. 5 gezeigten Anordnung. Wenn sichergestellt ist, daß die Höhe des oberen Randes 20a der inneren Trennwand 20 an den seitenwandverbindenden Bereichen 22 ausreichend ist, kann die mechanische Festigkeit im Rumpfbereich 14 von dem Bodenbereich bis auf diese Höhe gesichert werden, um zu verhindern, daß der Rumpfbereich 14 infolge des Innendrucks von den Inhalten verformt wird.
Wenn gewünscht wird, den oberen Rand 20a der inneren Trennwand 20 innerhalb des offenen Kopfbereichs 12 des Behälters 10 anzuordnen, wie in den Figuren 6 und 7 gezeigt, muß die Festsetzung der Wanddicke der inneren Trennwand 78 des Vorformlings 70 sorgfältig unter Berücksichtigung des Nachfolgenden erfolgen:
Der offene Kopfbereich 12 des Vorformlings wird während des biaxialen Streckblasformgebungsverfahrens im wesentlichen nicht gestreckt. Daher muß der Bereich der inneren Trennwand 78, der innerhalb des offenen Kopfbereichs 72 des Vorformlings 70 angeordnet ist, hinsichtlich keiner Streckung darin, eine möglichst dünne Wanddicke aufweisen.
Nachfolgend werden verschiedene Vorformling-Konfigurationen beschrieben, die zum Formen von Kunststoffbehältern mit inneren Trennwänden verwendbar sind.
Figur 13 zeigt einen Vorformling 130, der zum Formen des in Fig. 4 gezeigten Behälters verwendbar ist. Der Vorformling 130 hat eine innere Trennwand 134, die sich quer durch den Rumpfbereich 132 mit kreisförmigem Querschnitt von einer Seite zu der anderen und in Längsrichtung von dem Bodenbebereich erstreckt. Die Wanddicke der inneren Trennwand 134 wird an verschiedenen Stellen auf a1 < a2 und a1 < a3 < a4 festgesetzt, wie in Fig. 9C gezeigt ist.
Figur 14 zeigt einen Vorformling 140, der zum Formen des Behälters der Fig. 6 verwendbar ist. Der Vorformling 140 hat eine innere Trennwand 148, die sich in Längsrichtung von einem Bodenbereich 146 auf die gleiche Höhe, wie jene des oberen Randes eines offenen Kopfbereichs 142 erstreckt. Der innere Trennwandbereich 148a, der in einem Rumpfbereich 144 vorhanden ist, weist die maximale Wanddicke a3 an einem Endbereich 148c auf, an welchem die innere Trennwand mit dem Bodenbereich 146 verbunden ist, wobei die Wanddicke des inneren Trennwandbereichs 148a sich allmählich zu dem oberen Trennwandbereich hin verringert und ihre kleinere Wanddicke al nahe dem oberen Ende des Rumpfbereichs 144 liegt. Es ist vorzuziehen, daß der in dem offenen Kopfbereich 142 vorhandene innere Trennwandbereich 148b eine Wanddicke a0 aufweist, die gleich oder kleiner als die Wanddicke al des Rumpfbereichs 144 des Vorformlings 140 ist. Dies dient solch einem Zweck, daß der innere Trennwandbereich 148b an dem offenen Kopfbereich 142 im wesentlichen nicht gestreckt wird. Insbesondere ist es vorzuziehen, daß der dünnere innere Trennwandbereich 148b an dem offenen Kopfteil 142 zuvor auf eine Temperatur eingestellt wird, die niedriger als jene der übrigen Regionen ist, die in dem Temperaturregulierungsschritt vor dem biaxialen Streckblas-Formgebungsschritt gestreckt werden.
Für den Fall, bei welchem der obere Rand der inneren Trennwand auf irgendeiner Höhe in dem offenen Kopfbereich 12 wie in Fig. 7 endet, kann der in dem offenen Kopfbereich des Vorformlings vorhandene innere Trennwandbereich eine Wanddicke, wie in Fig. 14 festgelegt, aufweisen.
Fig. 15 zeigt einen Vorformling 150, der zum Formen des Behälters der Fig. 1 verwendbar ist. Der Vorformling 150 hat eine innere Trennwand 154, die sich quer durch den Rumpfbereich 152 erstreckt und die einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist. Die innere Trennwand 154 hat vier Bereiche 154a mit gleichmäßiger Dicke, und welche die gleiche Wanddicke a1 nahe der Längsmittenachse der Trennwand besitzen. Die innere Trennwand 154 hat auch vier Dicken-Übergangsbereiche 154b, die jeweils die entsprechenden Bereiche 154 a gleichmäßiger Dicke und den Endbereich 156, der mit der Innenwand des Rumpfbereichs 152 verbunden ist, verbinden. Jeder der Dicken-Übergangsbereiche 154b weist eine Wanddicke auf, die sich von einem Minimalwert al zu einem Maximalwert a2 verändert. Diese vier Bereiche 154a gleichmäßiger Dicke sind vorgesehen, weil die mittleren Bereiche der inneren Trennwand 154 kaum gestreckt sind. Somit wird das äußere Erscheinungsbild des Behälters nach dem Formen nicht beeinträchtigt werden, da an der inneren Trennwand 154 keine Verformungen auftreten werden, wenn vorher festgelegt wurde, daß die Bereiche 154a gleichmäßiger Dicke im wesentlichen die endgültige Wanddicke im geformten Behälter haben. In Hinsicht auf eine derartige Festsetzung ist es wünschenswert, daß sich jeder der Bereiche 154a gleichmäßiger Dicke so erstreckt, daß er eine Viertelkreisfläche nahe des oberen Randes der inneren Trennwand 154, wie in Fig. 16 gezeigt, bilden. Jeder der Bereiche 154a gleichmäßiger Dicke kann eine äußere leicht streckbare Seite mit einer relativ großen Wanddicke besitzen.
Figur 17 zeigt den Temperaturregulierungsschritt für den in Fig. 16 gezeigten Vorformling 150. Der Vorformling 150 nimmt einen Temperaturregulierungskern 160 mit Kühlrohren 162 auf und ist von einem Temperaturregulierungstopf 164 umgeben. Die Kühlrohre 162 des Temperaturregulierungskerns 160 enthalten ein Temperaturregulierungsmedium, beispielsweise heißes Wasser oder Öl, welches hindurchgeführt wird, um die Wand des Vorformlings 150 auf eine geeignete Strecktemperatur zu kühlen. Um das Strecken in den weniger streckbaren Bereichen 154a gleicher Dicke zu unterstützen, um irgendeine ungleichmäßige Dickenverteilung zu verhindem, ist der Temperaturregulierungskern 160 mit den Bereichen 154a gleichmäßiger Dicke nicht in Berührung. Ähnlich ist der Temperaturregulierungskern 160 getrennt von einer Schulter 158, nämlich der Verbindung zwischen dem Kopf- und Bodenbereich, welche ausreichend gestreckt werden muß.
Anders als in der Anordnung in Fig. 17 kann der Temperaturregulierungskern einen Heizkörper zum Wärmen des Vorformlings aufweisen. Im letzteren Fall kann eine viel wirksamere Strahlungswärme erzielt werden, wenn der Abstand zwischen dem Temperaturregulierungskern und dem Bereich gleichmäßiger Dicke und dem Schulterbereich reduziert wird, im Vergleich zu den übrigen Bereichen.
Der andere Grund, warum die dünneren Bereich 154a gleichmäßiger Dicke in der inneren Trennwand nahe der Längsmittenachse davon gebildet werden, ist, zu verhindern, daß die Längsmittenachse von der richtigen Stellung abweicht, wenn die innere Trennwand biaxial gestreckt wird. Wie vorangehend beschrieben, wird das Strecken mit der Streckstange und dem Einleiten von Luft für jede der mit der inneren Trennwand abgeteilten Abteilungen ausgeführt. Infolge verschiedener Faktoren, beispielsweise einer Abweichung einer Streckstange von der genauen Position in jeder Abteilung, einer Druckluftdifferenz zwischen den benachbarten Abteilungen, einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung im Vorformling usw., neigt die Längsmittenachse der inneren Trennwand dazu, von der richtigen Position abzuweichen. Wenn die inneren Trennwandbereiche nahe der Längsmittenachse eine relativ dünne Wandstärke haben, kann die Wärmekapazität darin reduziert werden, um die Streckung zu unterdrücken. Dies wiederum verhindert das Entstehen einer Versetzung der Längsmittenachse der inneren Trennwand. Hinsichtlich solch einer Tatsache ist es eher vorzuziehen, die Bereiche mit gleichmäßig dünnerer Wandstärke der inneren Trennwand entlang der Längsmittenachse vom oberen Rand zum unteren Rand der inneren Trennwand auszubilden, als mit der Verteilung von Figur 16.
Figuren 18 und 19 zeigen zwei verschiedene Anordnungen von Streckstangen, welche im biaxialen Streckblasformschritt verwendbar sind. Diese Anordnungen von Streckstangen sind unterschiedlich zu jenen der Fig. 11 dadurch, daß jede der Streckstangen 170 zur Längsmittenachse des Vorformlings 70 hin in der jeweiligen einen der mit der inneren Trennwand abgeteilten Abteilungen versetzt ist. Fig. 18 zeigt die Streckstangen 170, wobei jede davon ein daran am unteren Ende geformtes Spitzenelement 172 mit viereckigem Querschnitt aufweist, während Fig. 19 die Streckstangen 170 zeigt, wobei jede davon ein daran am unteren Ende geformtes Spitzenelement 174 mit kreisförmigem Querschnitt aufweist. Jedes der Spitzenelemente 172 und 174 ist mit der inneren Trennwand 78 nicht in Berührung, sondern ist an einer Stelle nahe einer Ecke 176 angeordnet, an welcher sich jedes Paar benachbarter innerer Trennwandbereiche, welche eine Abteilung definieren, einander kreuzen. Eine derartige Anordnung kann jegliche Abweichung der Längsmittenachse der kreuzförmigen inneren Trennwand 78 derart verhindern, daß die innere Trennwand genau nach unten entlang der Längsmittenachse davon geführt wird. Insbesondere können die Spitzenelemente 172 der Streckstangen deren Querschnitt-Konfiguration in größerer Übereinstimmung mit jener der jeweiligen Ecken 176 an der inneren Trennwand sind, wie in Fig. 18 gezeigt, die Abweichung der Längsmittenachse der inneren Trennwand effektiver verhindern.
Figur 20 zeigt einen Vorformling 180, der zum Formen des in Figur 8A gezeigten Behälters verwendbar ist. Der Vorformling 180 hat eine innere Trennwand mit einem kreuzförmigen Querschnitt, welcher vier erste oder mittlere Flügelbereiche 182 aufweist, wobei jeder nahe der Längsmittenachse der inneren Trennwand eine Höhe H1 aufweist, und vier zweite oder Seitenflügelbereiche 184, die die jeweiligen mittleren Flügelbereiche 182 und die Rumpfseitenwand des Vorformlings 180 verbinden, und eine Höhe H3 größer als die Höhe H1 aufweisen. Die Höhe H1 der mittleren Flügelbereiche 182 ist im wesentlichen gleich der Höhe des mittleren Flügelbereichs der inneren Trennwand 60 in dem blasgeformten Behälter 10. Dies wird durch die Tatsache ermöglicht, daß die mittleren Flügelbereiche 182 der inneren Trennwand im wesentlichen nicht gestreckt werden, wie später noch beschrieben wird.
Ein derartiger Vorgang wird in Verbindung mit den Figuren 21 bis 23 beschrieben. Bezieht man sich zunächst auf die Figuren 21 und 22, so sind darin zwei unterschiedliche Anordnungen von Streckstangen 190 und deren Spitzenelemente 192 und 194 gezeigt, welche beim biaxialen Streckblasschritt verwendet werden. Gemäß den Figuren 21 und 22, und wie in den Figuren 18 und 19, ist jede der Streckstangen 190 in der jeweiligen einen der vier mit der inneren Trennwand abgetrennten Abteilungen zu der Längsmittenachse des Vorformlings hin versetzt. Jedes der Spitzenelemente 192 und 194 am unteren Ende der jeweiligen Streckstangen 190 ist in Berührung mit jeweils zwei benachbarten ersten oder mittleren Flügelbereichen 182, so daß jeder mittlere Bereich 182 zwischen zwei Spitzenelementen 192 oder 194 eingeklemmt wird. In der Anordnung von Fig. 21 hat jedes der Spitzenelemente 192 einen quadratförmigen Querschnitt, welcher der entsprechenden Ecke 186 an der Schnittstelle von jeweils zwei benachbarten mittleren oder ersten Flügelbereichen 182 der inneren Trennwand entspricht. Somit hat jedes Spitzenelement 192 einen Flächenkontakt mit zwei benachbarten mittleren Flügelbereichen 182 zusätzlich zum Kontakt mit der Ecke 186. In der, Anordnung von Fig. 22 ist keines der Spitzenelemente 194 in Berührung mit der entsprechenden Ecke 186, da die Spitzenelemente einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Jedes Spitzenelement 194 ist jedoch in linearem Kontakt mit zwei benachbarten mittleren Flügelbereichen 182, so daß ein mittlerer Flügelbereich 182 zwischen zwei benachbarten Spitzenelementen 194 eingeklemmt wird.
Figur 23 veranschaulicht den Verfahrensschritt des biaxialen Streckblasformens, in welchem die in den Figuren 21 und 22 gezeigten Streckstangen verwendet werden. In dieser Figur ist der Vorformling 180 innerhalb einer Blashohlform 202 angeordnet, während er mit einer Halsform 200 gehalten wird. Ein Blaskern 204 ist in den offenen oberen Teil des Vorformlings 180 eingeführt. Vier Streckstangen 190 werden von dem Blaskern 204 bewegbar gehalten. Somit kann Luft durch einen ringförmigen Raum zwischen jeder der Streckstangen und der inneren Wand einer Bohrung, durch welche diese Streckstange führt, in das Innere des Vorformlings geblasen werden. In jedem Fall ist jeder der ersten Flügelbereiche 182 der inneren Trennwand zwischen zwei benachbarten Spitzenelementen 192 oder 194 eingeklemmt. Auf diese Weise werden die mittleren oder ersten Flügelbereiche 182 im wesentlichen in keine der beiden Richtungen, der Längsund Querrichtung, gestreckt. Andererseits können die zweiten oder Seitenflügelbereiche 184 mit ihrer relativ großen Wanddicke leichter mit der Seitenwand des Rumpfbereichs gestreckt werden. Folglich wird der Behälter 10 mit solch einer inneren Trennwand 60, wie in Fig. 8 gezeigt, biaxial streckblasgeformt.
Es ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die vorangehend erwähnten Ausführungsformen begrenzt ist, und mit zahlreichen Veränderungen und Anpassungen ausgeführt werden kann, ohne sich vom Bereich der Erfindung zu entfernen, der in den sich anschließenden Patentansprüchen definiert ist.
Obwohl Ausführungsbeispiele des Behälters 10 mit mehreckigen oder ovalen Querschnitten beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung ähnlich auf einen Behälter mit kreisförmigem Querschnitt angewendet werden, der biaxial streckblasgeformt wird, wobei der Rumpf- und Bodenbereich eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, um jegliche Verformung infolge des Innendrucks von dem Inhalt in dem Behälter zu verhindern. Obwohl diese Erfindung vorzugsweise auf weithalsige Flaschen angewendet wird, die einer geringeren Längsstreckung hinsichtlich der Verstärkung der Rumpfbereiche von geformten Flaschen unterworfen sind, kann diese Erfindung jegliche Verformung infolge des Innendrucks von den darin befindlichen Inhalten bei zahlreichen anderen Behältern als bei den weithalsigen Flaschen gleichwohl verhindern.

Claims

1. Vorformling, welcher zu einem Kunststoffbehälter (10) biaxial gestreckt. und blasgeformt wird, wobei der Vorformling (70; 130; 140; 150; 180) einen offenen Kopfbereich (72), einen zylindrischen Rumpfbereich (74), einen Bodenbereich (76), welcher den Rumpfbereich (74) an dem der offenen Kopfseite gegenüberliegenden Ende abschließt, und eine innere Trennwand (78) aufweist, welche in dem Rumpfbereich (74) ausgebildet ist und sich von einer Seite zu der anderen Seite der Innenwand und von dem Bodenbereich (76) aus längs erstreckt, wobei der Vorformling (70; 130; 140; 150; 180)

dadurch gekennzeichnet ist,

daß die innere Trennwand (78) in der Querrichtung relativ zu der Längsachse des Vorformlings (70; 130; 140; 150; 180) ein Dickenprofil aufweist, bei dem die Wanddicke an der Verbindung (84) zwischen der inneren Trennwand (78) und der Innenwand des Rumpfbereichs (74) maximal ist, und

daß die Wanddicke der inneren Trennwand (78) sich allmählich zu der Längsmittenachse des Vorformlings (70; 130; 140; 150; 180) hin verringert.

2. Vorformling nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Trennwand (78) in der Längsrichtung ein Dickenprofil aufweist, bei welchem die Wanddicke an der Verbindung (86) zwischen der inneren Trennwand (78) und dem Bodenbereich (76) maximal ist, und

daß die Wanddicke der inneren Trennwand (78) sich allmählich zu dem oberen Rand (80) der inneren Trennwand (78) hin verringert.

3. Vorformling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Trennwand (154) wenigstens einen Bereich gleicher Wanddicke (154a) an einer Stelle in der Nähe der Längsmittenachse der inneren Trennwand (154) und einen Dickenübergangsbereich (154b) aufweist, welcher sich von der maximalen Wanddicke in der Längs- und der Querrichtung zu dem Ende des Bereichs gleicher Wanddicke (154a) erstreckt.

4. Vorformling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand(80) der inneren Trennwand (78) in dem Rumpfbereich (74) an einer Stelle knapp unterhalb des Kopfbereichs (72) angeordnet ist.

5. Vorformling nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand der inneren Trennwand (154; 184) in der Nähe der Längsmittenachse des Vorformlings (150; 180) eine Höhe aufweist, welche geringer als die des oberen Randes der inneren Trennwand (154; 184) in der Nähe der Verbindung zwischen der inneren Trennwand (154; 184) und der Innenwand des Rumpfbereiches ist.

6. Vorformling nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Mittenbereich der inneren Trennwand (154), dessen oberer Rand tiefer liegt als der des Seitenbereiches, in der Querrichtung relativ zu der Längsmittenachse des Vorformlings (150) ein Bereich mit im wesentlichen gleicher Dicke (154a) ist, und

daß die innere Trennwand (154) einen Dickenübergangsbereich (154b) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er sich von der maximalen Wanddicke an der Verbindung zwischen der inneren Trennwand (154) und der Innenwand des Rumpfbereichs (152) in der Querrichtung zu dem Ende des Bereiches gleicher Dicke (154a) erstreckt.

7. vorformling nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der obere Rand der inneren Trennwand (148) niveaugleich mit dem oberen Rand des offenen Kopfbereiches (142) angeordnet ist, und

daß der Bereich der inneren Trennwand (148) innerhalb des Kopfbereichs (142) eine Wanddicke aufweist, welche kleiner als die minimale Wanddicke der inneren Trennwand (148) ist, welche innerhalb des Rumpfbereiches (144) angeordnet ist.

8. Vorformling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (80) der inneren Trennwand (78) in dem offenen Kopfbereich (72) an einer Stelle knapp unterhalb des Randbereiches des offenen Kopfbereiches (72) angeordnet und in der Querrichtung flach ausgebildet ist, und daß der Bereich der inneren Trennwand (78) innerhalb des offenen Kopfbereichs (72) eine Wanddicke aufweist, welche kleiner als die minimale Wanddicke der inneren Trennwand (78) ist, welche innerhalb des Rumpfbereichs (74) angeordnet ist.

9. Verfahren zum biaxialen Streckblasformen eines Kunststoffbehälters (10), mit den Verfahrensschritten:

- Spritzgießen eines Vorformlings (70; 180) mit einem offenen Kopfbereich (72), einem zylindrischen Rumpfbereich (74) mit einem geschlossenen Boden (76) und einer inneren Trennwand (78), welche so ausgebildet ist, daß diese sich von einer Seite der Innenwand des Rumpfbereichs (74) zu der anderen Seite derselben und von der Innenseite des geschlossenen Bodens (76) in Längsrichtung erstreckt,

- streckendes Verfahren des Bodenbereichs (76) entlang der Längsachse des Vorformlings (70; 180) unter Verwendung mehrerer Streckstangen (170; 190), von denen jede für eine entsprechende Abteilung vorgesehen ist, welche durch die innere Trennwand (78) des Vorformlings (70; 180) abgetrennt sind,

- im wesentlichen gleichzeitiges Strecken des Verformlings (70; 180) in der Querrichtung durch Einleiten von Druckluft in die entsprechenden abgetrennten Abteilungen, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende jeder Streckstange (170; 190) eine Spitze (172, 174; 192, 194) aufweist, welche in den Abteilungen an einer Stelle angeordnet ist, welche aus der Mitte der zugehörigen Abteilung zu der Längsmittenachse des Vorformlings (70; 180) hin versetzt ist, wobei die innere Trenwand (78) durch die Spitzen (172, 174; 192, 194) geführt werden kann, wenn der Vorformling (70; 180) entlang seiner Längsachse gestreckt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Trennwand (78) drei oder mehr Abteilungsbereiche aufweist, welche sich von der Längsmittenachse des Vorformlings (70; 180) aus radial erstrecken,

daß die Abteilungsbereiche an der Längsmittenachse miteinander verbunden sind, um einen Verbindungsbereich zu bilden, und

daß jede Spitze (172; 192) eine äußere Kontur aufweist, welche mit der Konfiguration einer Ecke (176; 186) korrespondiert, welche an der Schnittstelle zwischen zwei benachbarten Abteilungsbereichen gebildet ist, welche eine Abteilung definieren, wobei die Spitzen (172; 192) den Verbindungsbereich entlang der Längsmittenachse führen können, wenn der Vorformling (70; 180) in der Längsrichtung gestreckt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Spritzgießens einen Verfahrensschritt des Spritzgießens des Vorformlings (180) in der Weise umfaßt, daß der obere Rand der inneren Trennwand innerhalb des Rumpfbereiches an einer Stelle knapp unterhalb des offenen Kopfbereiches angeordnet ist, und daß der obere Rand der inneren Trennwand an einer Stelle nahe der Längsmittenachse des Vorformlings (180) eine Höhe aufweist, welche geringer als die des oberen Randes der inneren Trennwand nahe der Verbindung zwischen der inneren Trennwand und der Innenwand des Rumpfbereiches ist, und daß der Verfahrensschritt des biaxialen Streckblasformens einen Verfahrensschritt des Streckens der inneren Trennwand in Längsrichtung aufweist, wobei dessen Mittenbereich nahe der Längsmittenachse durch zwei benachbarte Spitzen (192; 194) eingeklemmt wird, welche mit dem Mittenbereich der inneren Trennwand in Kontakt stehen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Trennwand drei oder mehr Abteilungsbereiche aufweist, welche sich von der Längsmittenachse des Vorformlings (180) aus radial erstrecken, daß die Abteilungsbereiche an der Längsmittenachse miteinander verbunden sind, um einen Verbindungsbereich zu bilden, und daß jede Spitze (192) eine äußere Kontur aufweist, welche zum Kontaktieren einer Ecke (186) geeignet ist, die an der Schnittstelle zwischen zwei benachbarten Abteilungsbereichen gebildet ist, welche eine Abteilung definieren, wobei die innere Trennwand, welche durch die Spitzen (192) eingeklemmt ist, entlang der Längsmittenachse gestreckt werden kann.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren vor dem Verfahrensschritt des biaxialen Streckblasformens einen Verfahrensschritt der Temperaturregulierung der Innen- und Außenwände des Rumpfbereiches (74) und der gegenüberliegenden Wände der inneren Trennwand (78) in dem Vorformling (70) auf eine geeignete Strecktemperatur aufweist, und daß der Verfahrensschritt des Temperaturregulierens einen Verfahrensschritt des Schaffens einer Temperaturverteilung in der inneren Trennwand (78) umfaßt, so daß wenigstens die obere Region der inneren Trennwand (78) eine Temperatur aufweist, die höher als die der unteren Region der inneren Trennwand (78) ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahrensschritt des Temperaturregulierens ein Temperaturregulierungskern zur Temperaturregulierung der Innenwand des Rumpfbereiches (74) und der gegenüberliegenden Seiten der inneren Trennwand (78) verwendet wird, wobei der Temperaturregulierungskern lokal benachbart zu oder in Kontakt mit der Region der inneren Trennwand (78) angeordnet wird, welche auf eine höhere Temperatur geregelt werden soll.