CH706926A1 - Supportringloser Preform zur Herstellung von Kunststoffbehältern in einem Streckblasverfahren. - Google Patents

Abstract

Es ist ein supportringloser Preform (1) zur Herstellung von Kunststoffbehältern, insbesondere PET-Flaschen, in einem Streckblasverfahren geschaffen, der einen im wesentlichen länglichen Preformkörper (2) aufweist, dessen eines Längsende mit einem Boden verschlossen ist. An seinem gegenüberliegenden Längsende schliesst der Preformkörper (2) an einen mit einer Ausgiessöffnung (4) versehenen Halsabschnitt (3) an, an dessen Aussenwandung (5) Befestigungsmittel (6) zur formschlüssigen Festlegung eines mit korrespondierenden Eingriffsmitteln ausgestatteten Verschlussteils ausgebildet sind. Am Übergang vom Preformkörper (2) zum Halsabschnitt (3) ist ein wenigstens bereichsweise ringförmig umlaufender Flansch (8) angeformt, der eine Aussenwandung (7) des Preformkörpers (2) radial überragt. In einem Bereich zwischen dem Flansch (8) und den Befestigungsmitteln (6) weist der Halsabschnitt (3) eine umlaufende Ringnut (9) auf. Die Ringnut (9) ist vom Flansch (8) und in Richtung der Befestigungsmittel von einem Rücksprung (10) der Aussenwandung (7) des Halsabschnitts (3) begrenzt. Der Rücksprung (10) bildet an einer Innenwandung (11) des Halsabschnitts (3) eine zumindest bereichsweise ringförmig umlaufende innere Schulter, die sich, in Richtung des Preformkörpers (2) gesehen, axial oberhalb der Ringnut (9) erstreckt und im Wesentlichen frei von Hinterschneidungen in eine Innenwandung des Preformkörpers (2) übergeht.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen supportringlosen Preform zur Herstellung von Kunststoffbehältern in einem Streckblasverfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine grosse Zahl der heutzutage eingesetzten Kunststoffflaschen und dergleichen Kunststoffbehälter wird in einem Streckblasprozess hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein sogenannter Preform von üblicherweise länglicher, röhrchenartiger Gestalt, der an seinem einen Längsende einen Boden und am anderen Längsende einen Halsabschnitt mit ausgeformten Gewindeabschnitten oder dergleichen aufweist, in eine Formkavität einer Blasform eingesetzt und durch ein mit Überdruck eingeblasenes Medium aufgeblasen. Dabei wird der Preform zusätzlich mit einem durch die Halsöffnung eingefahrenen Reckdorn in axiale Richtung gereckt. Nach dem Reck-/Blasvorgang wird der fertige Kunststoffbehälter aus der Blasform entformt.

[0003] Der Preform wird vor dem Streckblasprozess üblicherweise in einem separaten Spritzgiessverfahren hergestellt. Die Preforms können auch in einem Fliesspressverfahren oder auch durch Extrusionsblasen hergestellt werden. Im sogenannten Einstufen-Streckblasprozess wird der Preform ohne dazwischen geschaltete Abkühlung und Lagerung unmittelbar nach seiner Herstellung zu einem Kunststoffbehälter umgeformt. Meist jedoch werden die Kunststoffbehälter in einem zweistufigen Verfahren hergestellt, bei dem in einem separaten Verfahren zunächst die Preforms hergestellt, abgekühlt und für die spätere Verwendung zwischengelagert werden. Die Herstellung der Kunststoffbehälter erfolgt räumlich und zeitlich getrennt in einem separaten Streckblasprozess. Bei diesem späteren Streckblasprozess werden die Preforms wieder erwärmt, um daraus Kunststoffflaschen herzustellen. Beispielsweise wird dazu mit Hilfe von Infrarotstrahlung über die axiale und/oder radiale Erstreckung des Preforms ein gewünschtes Temperaturprofil eingestellt, welches für den Streckblasprozess erforderlich ist. Nach dem Einsetzen des Preforms in das Formwerkzeug wird dieser mittels eines mit Überdruck eingeblasenen Gases radial ausgeformt und dabei mit einer Reckstange in axiale Richtung verstreckt. Danach wird der fertige Kunststoffbehälter entformt.

[0004] Eine grosse Anzahl der bekannten Preforms weist einen Supportring auf, der den länglichen Preformkörper vom Halsabschnitt trennt. Der Supportring dient zum Transport des Preforms und des daraus hergestellten Kunststoffbehälters. In der Streckblasvorrichtung stützt sich der Preform über den Supportring am Formwerkzeug ab, so dass nur der Preformkörper in die Formkavität ragt. Der Halsabschnitt wird üblicherweise beim Streckblasprozess nicht mehr verändert. Zwischen dem Supportring und den am Halsabschnitt ausgebildeten Gewindeabschnitten ist ein sogenannter Schnappring ausgeformt, der am fertig streckgeblasenen Kunststoffbehälter als Widerlager für einen Garantieverschluss dient. Derartige Garantieverschlüsse sind beispielsweise von Getränkeflaschen hinlänglich bekannt. Beim Abschrauben des Garantieverschlusses wird ein ringförmiger Abschnitt des Garantieverschlusses, für den der Schnappring ein Widerlager bildet, wenigstens teilweise vom übrigen Verschluss abgetrennt. Dadurch wird dem Verbraucher auch bei wiederverschlossener Flasche angezeigt, dass die Flasche bereits einmal geöffnet worden ist.

[0005] Bei der Herstellung von Massenartikeln, wie beispielsweise Kunststoffflaschen aus Polyethylenterephthalat (PET), stellt der Materialeinsatz einen entscheidenden Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit und die Ökobilanz dar. Durch die sehr hohen Stückzahlen, in denen Kunststoffflaschen hergestellt werden, können Reduktionen des Materialgewichts im Zehntelgrammbereich sehr schnell zu Materialeinsparungen im Tonnenbereich führen. Daher wurden in der Vergangenheit grosse Anstrengungen unternommen, das Materialgewicht der Preforms für Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, zu verringern. Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Preforms glaubte man, das Optimum erreicht zu haben, mussten die aus den Preforms hergestellten Kunststofflaschen ja auch die geforderten mechanischen Festigkeiten und Temperaturstabilitäten erreichen. Nachteilig an den bisherigen Anstrengungen zur Reduktion des Materialgewichts ist, dass diese vielfach Modifikationen der Streckblasanlagen und der Abfüllanlagen erforderten. Dies ist sowohl aus Sicht der Betreiber von Streckblasanlagen als auch aus Sicht der Abfüller von aus den Preforms hergestellten Kunststoffbehältern ein äusserst unbefriedigender Zustand.

[0006] In der WO 2006/027 092 A1 ist beispielsweise ein Preform für Weithalsbehälter beschrieben, der einen gegenüber dem Preformkörper im Durchmesser stark erweiterten Halsabschnitt aufweist. Bei diesem Preform wird auf einen Supportring verzichtet. Die Abstützung des Preforms gegenüber dem Formwerkzeug erfolgt über eine umlaufende Ringschulter am Übergang vom Preformkörper zum erweiterten Halsabschnitt. Für den Transport des Preforms und des daraus hergestellten Kunststoffbehälters sind speziell ausgebildete Greifer erforderlich, deren Greiffläche der Umfangskontur des aus dem Formwerkzeug ragenden Halsabschnitts angepasst ist. Zwar weist dieser Preform durch den Verzicht auf den Supportring eine Materialeinsparung auf. Diese speziell für die Herstellung von Weithalsbehältern ausgebildete Preform erfordert jedoch ganz speziell ausgebildete Greifer für den Transport des Preforms und des daraus hergestellten Kunststoffbehälters. Diese müssen in eine in der Regel beliebig ausgerichtete Gewindestruktur eingreifen, ohne dabei mit dem Gewinde zu kollidieren. Ausserdem darf der von den Greifern erfasste Preform hinsichtlich der Orientierung seiner Längsachse nicht verändert werden, um eine Schräglage des Preforms zu vermeiden. Mit Hinblick auf den Umstand, dass die Greifer an zwei einander gegenüberliegenden Bereichen des Halsbereichs angreifen und sich je nach axialer Lage der Berührungspunkte sehr leicht ein Kippmoment einstellen kann, ist unmittelbar einsichtig, dass für den bekannten Preform geeignete Greifer einen relativ komplexen Aufbau aufweisen müssen und daher insgesamt den apparativen Aufwand stark erhöhen.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Preform für die Herstellung von beliebigen Kunststoffbehältern, beispielsweise Kunststoffflaschen, in einem Streckblasverfahren dahingehend zu verbessern, dass der Materialeinsatz noch weiter reduziert werden kann. Der Preform soll auch die Herstellung von Kunststoffbehältern mit genormten kleineren Ausgiessöffnungen erlauben. Dabei sollen Modifikationen an den Streckblasanlagen und an den Abfüllanlagen vermieden werden können. Auf speziell ausgebildete Greifer für die Preforms und die daraus hergestellten Kunststoffbehälter soll verzichtet werden können. Die geforderten mechanischen Festigkeiten und die thermische Stabilität der aus den Preforms gefertigten Kunststoffbehälter müssen gewährleistet bleiben. Der Preform soll mit den üblichen Produktionsverfahren, insbesondere Spritzgiessverfahren, Fliesspressverfahren oder Extrusionsblasen, massentechnisch herstellbar sein.

[0008] Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einem supportringlosen Preform zur Herstellung von Kunststoffbehältern, insbesondere Kunststoffflaschen, in einem Streckblasverfahren, welcher die in Patentanspruch 1 aufgelisteten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

[0009] Durch die Erfindung wird ein supportringloser Preform zur Herstellung von Kunststoffbehältern, insbesondere PET-Flaschen, in einem Streckblasverfahren geschaffen, der einen im wesentlichen länglichen Preformkörper aufweist, dessen eines Längsende mit einem Boden verschlossen ist. An seinem gegenüberliegenden Längsende schliesst der Preformkörper an einen mit einer Ausgiessöffnung versehenen Halsabschnitt an, an dessen Aussenwandung Befestigungsmittel zur formschlüssigen Festlegung eines mit korrespondierenden Eingriffsmitteln ausgestatteten Verschlussteils ausgebildet sind. Am Übergang vom Preformkörper zum Halsabschnitt ist ein wenigstens bereichsweise ringförmig umlaufender Flansch angeformt, der eine Aussenwandung des Preformkörpers radial überragt. In einem Bereich zwischen dem Flansch und den Befestigungsmitteln weist der Halsabschnitt des Preforms eine umlaufende Ringnut auf. Die Ringnut ist vom Flansch und in Richtung der Befestigungsmittel von einem Rücksprung der Aussenwandung des Halsabschnitts begrenzt. Der Rücksprung bildet an einer Innenwandung des Halsabschnitts, eine zumindest bereichsweise ringförmig umlaufende innere Schulter, die sich, in Richtung des Preformkörpers gesehen, axial oberhalb der Ringnut erstreckt und im Wesentlichen frei von Hinterschneidungen in eine Innenwandung des Preformkörpers übergeht.

[0010] Wie der aus dem Stand der Technik bekannte Preform für die Herstellung von Weithalsbehältern, insbesondere Weithalsflaschen, im Streckblasverfahren verzichtet der vorgeschlagene Preform auf einen Supportring, der üblicherweise für den Transport des Preforms, für dessen Abstützung im Formwerkzeug, für den Transport der streckgeblasenen Kunststoffflasche oder zu deren Festlegung bzw. Abstützung während des Aufbringens des Verschlusses in der Abfüllanlage dient. Zum Unterschied von dem bekannten Preform benötigt der vorgeschlagene Preform keine speziell ausgebildete Abstützfläche an der Aussenwandung des Preforms. Stattdessen wird ein am Übergang vom Preformkörper zum Halsabschnitt angeformter, wenigstens bereichsweise ringförmig umlaufender Flansch zur Abstützung des Preforms am Formwerkzeug der Streckblasvorrichtung genutzt. Weiterhin kann der Flansch zur formschlüssigen axialen Festlegung eines Verschlussteils dienen. Der Flansch kann hierbei als Widerlager für das abtrennbare Garantieband eines Schraubverschlusses bzw. bei Ölflaschen oder dergleichen zur Festlegung des unteren Teils des üblicherweise verwendeten Scharnierverschlusses dienen. Demzufolge kann der Flansch als Schnappring für Verschlussteile ausgebildet sein. Das Formwerkzeug muss dazu nicht umgestaltet werden, da der Überstand des Flansches über den Aussenumfang des Preformkörpers ausreichend gross ist. Üblicherweise beträgt der radiale Überstand des Flansches 0,5 mm bis zu 20 mm. Der Flansch kann ringförmig umlaufend ausgebildet sein. Er kann aber auch segmentartig ausgebildet sein. Seine Umfangskontur kann kreisförmig sein; sie kann aber auch von der Kreisform abweichen und beispielsweise als Polygon ausgebildet sein.

[0011] Durch das Entfallen des Supportrings kann Material eingespart werden. Ein derzeit üblicher 38 mm Hals mit Supportring für Milch- oder Saftflaschen wiegt etwa zwischen 3,5 g und 5,5 g. Der vorgeschlagene Preform ist trotz gleicher Wandstärke zwischen etwa 1 g und 2 g leichter als der aus dem Stand der Technik bekannte Preform. Da zusätzlich der Preformkörper des vorgeschlagenen Preforms unter dem Flansch in der Spannweite kleiner ausgeführt werden kann als ein Preformkörper unter einem Supportring, kann hier zusätzlich etwa ein weiteres Gramm eingespart werden. Somit kann durch den vorgeschlagenen Preform eine Gewichtsreduktion von etwa 25% bis 50%, vorzugsweise 30%, gegenüber dem bekannten Preform bei gleicher Wandstärke erzielt werden.

[0012] Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Preforms im Spritzgiessverfahren, im Extrusionsverfahren oder im Fliesspressverfahren ist eng mit dem Abstand zwischen den einzelnen Kavitäten verbunden. Der maximale Aussendurchmesser eines konventionellen Preforms ist durch den Supportring bestimmt. Durch den Verzicht auf den Supportring reduziert sich der maximale Aussendurchmesser, und es können in der Spritzform, der Extrusionsform oder der Pressform mehr Kavitäten untergebracht werden.

[0013] Die umlaufende Ringnut im Bereich zwischen dem Flansch und den am Halsabschnitt vorgesehenen Befestigungsmitteln erlaubt es, den Preform mit konventionellen Transporteinrichtungen, beispielsweise Zangen oder dergleichen, zu ergreifen und zu transportieren. Auf speziell ausgebildete Greifer kann somit verzichtet werden. Die Ringnut ist vom Flansch und in Richtung der Befestigungsmittel von einem Rücksprung der Aussenwandung des Halsabschnitts begrenzt. Der Rücksprung bildet an einer Innenwandung des Halsabschnitts eine zumindest bereichsweise ringförmig umlaufende innere Schulter, die sich, in Richtung des Preformkörpers gesehen, axial oberhalb der Ringnut erstreckt und im Wesentlichen frei von Hinterschneidungen in eine Innenwandung des Preformkörpers übergeht. Bei der Ringnut handelt es sich somit nicht um eine in die Aussenwandung des Halsabschnitts eingeformte Rille oder dergleichen, die abrupt und lokal begrenzt zu einer Verringerung der Wandstärke des Halsabschnitts führt. Vielmehr führt die Einschnürung des Halsabschnitts zu einer Verringerung des Aussendurchmessers des Halsabschnitts und des daran anschliessenden Preformkörpers, was zu einer nicht unerheblichen Reduktion des Materialeinsatzes führt.

[0014] Die spezielle Formgebung des Rücksprungs mit der oberhalb der Ringnut angeordneten inneren Schulter gewährleistet auch eine problemlose Herstellung des Preforms üblicherweise in einem Spritzgiessverfahren. Durch die spezielle Formgebung werden abrupte, lokal begrenzte Verengungen vermieden, die beim Spritzgiessen des Preforms zu Problemen führen könnten, indem sie verhindern, dass während des Füllvorgangs und während des Nachdrückens zum Schwundausgleich genügend Material in den Halsabschnitt mit den Gewindeabschnitten gelangt. Als Folge davon können Einfallstellen, Lunker oder nicht vollständig ausgespritzte Preformhälse auftreten. Die erfindungsgemässe Ausbildung des mit einer oberhalb der Ringnut angeordneten inneren Schulter hingegen gewährleistet beim Spritzgiessen einen ausreichenden Materialfluss und begünstigt überdies auch einen gleichmässigen Aushärtvorgang, und es wird ein «Ausfrieren» von einzelnen Bereichen des Preforms mit allzu stark verringerter Wandstärke verhindert.

[0015] Der Preform ist auf konventionelle Weise, insbesondere im Spritzgiessverfahren, herstellbar. Durch den Verzicht auf den Supportring und durch die Einschnürung in Form der umlaufenden Ringnut im Halsabschnitt und die Verringerung des Aussendurchmessers wird nicht unerheblich Material eingespart. Die erfindungsgemässe Ausbildung des Preforms für das Streckblasverfahren ist zum Unterschied von den Preforms des Stands der Technik nicht auf die Herstellung von Weithalsbehältern beschränkt, sondern erlaubt vielmehr auch die Herstellung von Kunststoffbehältern, insbesondere Kunststoffflaschen, mit handelsüblichen Öffnungsdurchmessern von etwa 32 mm bis etwa 34 mm.

[0016] Durch den Verzicht auf den Supportring und die Abstützung des Preforms am Blasformwerkzeug über den radial abragenden Flansch reduziert sich auch die Länge des Halsabschnitts, der beim Streckblasverfahren aus dem Formwerkzeug ragt, und es kann weiteres Material eingespart werden.

[0017] Die Ringnut weist gegenüber der Aussenwandung des Halsabschnitts eine radiale Tiefe auf, die etwa 0,1 mm bis etwa 1,1 mm, vorzugsweise etwa 0,8 mm beträgt. Dadurch ist gewährleistet, dass der Preform auch bei den üblichen Fertigungstoleranzen, Deformationen und Vibrationen auf der Streckblasmaschine mit den konventionellen Transporteinrichtungen, beispielsweise Zangen oder dergleichen, ergriffen und transportiert werden kann.

[0018] Indem die Ringnut an der Aussenwandung des Halsabschnitts eine grösste axiale Weite von etwa 0,3 mm bis etwa 3 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm aufweist reichen die Positioniergenauigkeiten der konventionellen Transporteinrichtungen aus, um den Preform sicher ergreifen zu können. Bei diesen Weiten der Ringnut kann auch die axiale Länge des Halsabschnitts gering gehalten werden.

[0019] Der Halsabschnitt des Preforms weist eine an den Befestigungsmitteln gemessene Wandstärke auf, die etwa 0,4 mm bis etwa 2 mm beträgt. Die Befestigungsmittel können beispielsweise als ein durchgehendes Gewinde, als Gewindeabschnitte, als Führungsnuten oder -vorsprünge eines Bajonettverschlusses oder dergleichen ausgebildet sein. Es versteht sich, dass unter Gewinde bzw. Gewindeabschnitten sowohl positive, die Aussenwandung des Halsabschnitts überragende Strukturen, als auch negative, gegenüber der Aussenwandung des Halsabschnitts zurückspringende Strukturen zu versehen sind. Die Wandstärke des Halsabschnitts wird dabei immer angrenzend an die jeweilige Struktur der Befestigungsmittel gemessen. Bei einem Gewinde bzw. bei Gewindeabschnitten wird die Wandstärke somit zwischen den Gewindegängen bzw. Gewindeabschnitten gemessen, bei Führungsnuten oder -vorsprängen angrenzend an die jeweilige Struktur.

[0020] Am Grund der Ringnut weist der Halsabschnitt eine Wandstärke auf, die sich um nicht mehr als ± 50% von der Wandstärke des Halsabschnitts an den Befestigungsmitteln unterscheidet. Vorzugsweise entspricht die Wandstärke am Grund der Ringnut im Wesentlichen derjenigen an den Befestigungsmitteln. Eine an der oberhalb der Ringnut verlaufenden inneren Schulter gemessene Wandstärke entspricht im Wesentlichen der 0,5-fachen bis 1,5-fachen Wandstärke des Halsabschnitts an den Befestigungsmitteln. Vorzugsweise entspricht die Wandstärke des Halsteils an der oberhalb der Ringnut ausgebildeten inneren Schulter im Wesentlichen der Wandstärke des Halsabschnitts an den Befestigungsmitteln. Ein an den radial abragenden Flansch anschliessender Abschnitt des Preformkörpers weist eine Wandstärke auf, die sich um nicht mehr als ± 50% von der Wandstärke des Halsabschnitts an den Befestigungsmitteln unterscheidet. Zweckmässigerweise entspricht die Wandstärke des an den Flansch anschliessenden Abschnitts des Preformkörpers im Wesentlichen der Wandstärke des Halsabschnitts an den Befestigungsmitteln. Durch diese Dimensionierungen des Preforms ist gewährleistet, dass beim Spritzgiessen des Preforms während des Füllvorgangs und während des Nachdrückens zum Schwundausgleich genügend Material in den Halsabschnitt mit den Gewindeabschnitten gelangt. Dadurch werden Einfallstellen, Lunker oder nicht vollständig ausgespritzte Preformhälse vermieden. Die Wandstärkenverhältnisse begünstigen einen gleichmässigen Aushärtvorgang, und es wird ein «Ausfrieren» von einzelnen Bereichen des Preforms mit allzu geringer Wandstärke verhindert. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Preforms sieht vor, dass die Wandstärken des Halsabschnitts an den Befestigungsmitteln, der inneren Schulter und des an den Flansch anschliessenden Abschnitts des Preformkörpers einander im Wesentlichen entsprechen. Ein derartiger Preform erweist sich insbesondere für die Herstellung im Spritzgiessverfahren als besonders vorteilhaft, da gerade die besonders «strukturierten» Abschnitte eine möglichst gleichmässige Wandstärke aufweisen. Dadurch werden im Preformhals, der beim Streckblasprozess nicht weiter umgeformt, d.h. radial und/oder axial verstreckt wird, Schwachstellen vermieden. Dies erlaubt es, den Preformhals insgesamt mit einer geringeren Wandstärke auszubilden und somit Material zu sparen.

[0021] Damit der von den Transportmitteln ergriffene Preform noch besser in seiner Lage zentriert wird, ist die Ringnut von der Aussenwandung des Halsabschnitts radial nach innen verjüngt ausgebildet. Der fliessende Übergang zur Wandung des Halsabschnitts erweist sich als vorteilhaft für den Herstellvorgang des Preforms im Spritzgiessverfahren, beispielsweise für die Gleichmässigkeit des Aushärtens desselben oder für seine Entformung, bei der der fliessende Übergangsbereich an der Aussenwandung eine Entformungsschräge bildet.

[0022] Der Preform weist eine Innenwandung auf, die im Wesentlichen frei von Hinterschneidungen ist. Dadurch kann der Spritzgiessprozess mit einem einfachen Kern durchgeführt werden, was sich unmittelbar vorteilhaft auf die Herstellkosten der Preforms auswirkt.

[0023] Die im Inneren des Preformhalses ausgebildete, sich oberhalb der Ringnut erstreckende innere Schulter kann unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie eine Radialfläche bilden oder auch gestuft ausgestaltet sein. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die innere Schulter als eine Konusfläche ausgebildet ist. Die Konusfläche erlaubt beim Streckblasverfahren eine Abdichtung zwischen der Blasdüse und dem Preform im Inneren des Preforms. Indem die Abdichtung im Inneren des Preforms erfolgen kann, können Deformationen des Halsabschnitts, insbesondere der die Ausgiessöffnung berandenden Stirnfläche vermieden werden. Auch können dadurch allfällige Beschädigungen von den an der Aussenseite des Halsabschnittes vorgesehenen Befestigungsmitteln verhindert werden. Die Blasdüse kann einen kleineren Durchmesser aufweisen, da sie den Halsabschnitt des Preforms nicht mehr aufnehmen muss. Die Dimensionierung der Blasdüse kann bei dem erfindungsgemäss ausgebildeten Preform auch bei der Herstellung von Kunststoffbehältern mit grösseren Durchmessern der Ausgiessöffnung klein gehalten werden. Dies hat Vorteile bezüglich der Ausbildung der Blasdüse, bezüglich der erforderlichen Anpresskräfte und auch bezüglich der für den Streckblasprozess erforderlichen Mediendrücke. Durch die Abdichtung im Inneren des Preforms kann daher die Wandstärke im Halsabschnitt weiter verringert werden. Dies führt zu einer nicht unerheblichen Materialeinsparung, welche sich vorteilhaft auf die Stückkosten der Kunststoffbehälter auswirkt. Die Abdichtung im Inneren des Preforms erlaubt bei Mehrfachwerkzeugen eine engere Anordnung der Formkavitäten, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Herstellkosten der aus den Preforms streckgeblasenen Kunststoffbehälter auswirkt.

[0024] Die Abdichtung zwischen der Blasdüse und dem vorgeschlagenen Preform erfolgt im Inneren des Preforms ausschliesslich durch einen ringförmigen Kontakt der Mündung der Blasdüse mit der als Konusfläche ausgebildeten inneren Schulter. Auf zusätzliche Dichteinrichtungen kann verzichtet werden. Um die Abdichtung im Inneren des Preforms zu erleichtern, schliesst die Konusfläche mit der sich im Wesentlichen axial erstreckenden Innenwandung des Halsabschnitts einen Winkel ein, der etwa 100° bis etwa 150° beträgt.

[0025] Als Materialien für den Preform kommen alle für das Spritzblas- und Streckblasverfahren geeigneten Materialien in Frage. Beispielsweise sind dies PET, PET-G, HDPE, PP, PS, PVC, Copolymere der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffe, wie beispielsweise PEF, gefüllte Kunststoffe und Mischungen der genannten Kunststoffe. Der Kunststoff bzw. das Kunststoffgemisch können Additive, Katalysatoren, Trenn- und Gleitmittel sowie Farbstoffe enthalten. Vorzugsweise ist der Preform in einem Spritzgiessverfahren oder auch in einem Fliesspressverfahren aus PET hergestellt. Hierbei ist es unerheblich, ob alle Bestandteile der Kunststoffe oder der Kunststoffgemische oder lediglich ein Teil dieser Bestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden und der verbleibende Teil der Bestandteile beispielsweise petrochemisch gewonnen wird.

[0026] Durch die Verwendung eines erfindungsgemäss ausgebildeten supportringlosen Preforms können die Gesamtkosten für die Herstellung von Kunststoffbehältern mit beliebig grossen Öffnungsdurchmessern, insbesondere von Kunststoffflaschen, in einem Streckblasverfahren reduziert werden. Zum Unterschied von den aus dem Stand der Technik bekannten supportringlosen Preforms sind für den Transport keine speziell ausgebildeten Transportmittel erforderlich und bedarf es keiner Modifikationen der Formwerkzeuge. Die spezielle Formgebung des Preforms führt zu deutlichen Materialeinsparungen, was sowohl ökonomisch als auch ökologisch von Vorteil ist.

[0027] Die aus dem erfindungsgemäss ausgebildeten Preform im Streckblasverfahren hergestellten Kunststoffbehälter weisen trotz der Materialeinsparungen mechanische und thermische Eigenschaften auf, die denen von aus konventionellen Preforms gefertigten Kunststoffbehältern vergleichbar sind. Besonders geeignet ist der vorgeschlagene Preform für die Herstellung von Kunststoffbehältern in einem Zweistufen-Streckblasverfahren, bei dem zunächst in einem separaten Prozess, beispielsweise durch Spritzgiessen, der Preform hergestellt wird und danach zeitlich und/oder räumlich getrennt der Preform in einem Streckblasverfahren zu einem Kunststoffbehälter, insbesondere einer Kunststoffflasche, umgeformt wird. Dadurch können die Herstellung der Preforms, beispielsweise im Spritzgiessverfahren, und das eigentliche Streckblasverfahren jeweils unter optimierten Bedingungen durchgeführt werden, wobei die unterschiedlichen Zykluszeiten der beiden unterschiedlichen Verfahren einander nicht beeinflussen.

[0028] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen in nicht massstabsgetreuer Darstellung: <tb>Fig. 1<SEP>zeigt einen halbseitig axial geschnittenen vorgeschlagenen Preform; <tb>Fig. 2<SEP>zeigt eine vergrösserte Darstellung eines Halsabschnitts des vorgeschlagenen Preforms mit angedeutetem Preformkörper und <tb>Fig. 3<SEP>zeigt einen in eine Formkavität eines Formwerkzeugs eingesetzten vorgeschlagenen Preform.

[0029] Fig. 1 zeigt einen halbseitig axial geschnitten Preform, der gesamthaft das Bezugszeichen 1 trägt. Der Preform 1 weist einen länglichen Preformkörper 2 auf, dessen eine Längsende verschlossen ausgebildet ist. An seinem entgegengesetzten Ende schliesst der Preformkörper 2 an einen Halsabschnitt 3 an, der mit einer Ausgiessöffnung 4 versehen ist. Der Halsabschnitt 3 ist an seiner Aussenwandung 5 mit Gewindeabschnitten 6 versehen, die zur form schlüssigen Festlegung eines hier nicht dargestellten Schraubverschlusses mit einem Innengewinde dienen. Weiter ist aus der Darstellung ersichtlich, dass der Preform 1 am Übergang vom Preformkörper 2 zum Halsabschnitt 3 einen ringförmig umlaufenden Flansch 8 aufweist, der radial vom Mantel 7 des Preformkörpers 2 abragt. Der Flansch 8 dient als ein Widerlager für das abtrennbare Garantieband des Schraubverschlusses für einen aus dem Preform 1 streckgeblasenen Kunststoffbehälter bzw. bei Ölflaschen oder dergleichen zur Festlegung des unteren Teils eines üblicherweise verwendeten Scharnierverschlusses und wird vielfach auch als Schnappring bezeichnet. In einem Bereich zwischen dem Flansch 8 und den Gewindeabschnitten 6 weist der Halsabschnitt 2 eine umlaufende Ringnut 9 auf, die vom Flansch 8 und von einem Rücksprung 10 der Aussenwandung 7 des Halsteils 3 begrenzt ist. Die Ringnut 9 dient für den Eingriff von den üblichen Transportmitteln, beispielsweise von Greifern, für den Transport des Preforms 1.

[0030] Der Preform 1 kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein. In Frage kommen alle für das Spritzgiess- und Streckblasverfahren geeigneten Materialien, beispielsweise PET, PET-G, HDPE, PP, PVC oder auch gefüllte Kunststoffe, die zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt sein können. Vorzugsweise ist der Preform 1 in einem Spritzgiessverfahren hergestellt.

[0031] Fig. 2 zeigt den Halsabschnitt 3 des Preforms 1 in vergrössertem Massstab. Aus Gründen der besseren Übersicht wurde auf eine Schraffierung der geschnittenen Darstellung verzichtet. Die einerseits vom Flansch 8 und andererseits vom Rücksprung 10 der Aussenwandung 7 des Halsabschnitts 3 begrenzte Ringnut trägt wiederum das Bezugszeichen 9. Infolge der Ringnut 9 ist an einer Innenwandung 11 des Halsabschnitts 3 eine ringförmig umlaufende innere Schulter 12 ausgebildet, die frei von Hinterschneidungen in die Innenwandung 13 des Preformkörpers 2 übergeht. Die Ringnut 9 ist derart ausgebildet, dass die innere Schulter 12, in Richtung des Preformkörpers 2 gesehen, vor bzw. oberhalb der Ringnut 9 erstreckt. Hierbei erstreckt sich die innere Schulter 12 parallel zur Ringnut 9. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die innere Schulter 12 als eine ringförmig umlaufende Konusfläche ausgebildet, die mit der Innenwandung 11 des Halsabschnitts einen Winkel von etwa 100° bis 150° einschliesst. Die als Konusfläche ausgebildete innere Schulter 12 kann beim Streckblasverfahren als eine Abdichtfläche gegenüber der Mündung der Blasdüse genützt werden.

[0032] Der Halsabschnitt 3 des Preforms 1 weist eine zwischen den Gewindeabschnitten 6 gemessene Wandstärke w auf, die etwa 0,4 mm bis etwa 2 mm beträgt. Eine am Grund der Ringnut gemessen Wandstärke des Halsabschnitts 3 ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen d versehen. Die Wandstärke d am Grund der Ringnut 9 unterscheidet sich um nicht mehr als ± 50 % von der Wandstärke w des Halsabschnitts 3 zwischen den Gewindeabschnitten 6. Vorzugsweise entspricht die Wandstärke d am Grund der Ringnut 9 im Wesentlichen der Wandstärke w zwischen den Gewindeabschnitten 6 oder liegt geringfügig darüber. Eine an der sich oberhalb der Ringnut 9 erstreckenden inneren Schulter 12 gemessene Wandstärke x entspricht im Wesentlichen der 0,5-fachen bis 1,5-fachen Wandstärke w des Halsabschnitts 3 an den Befestigungsmitteln. Vorzugsweise entspricht die Wandstärke x an der oberhalb der Ringnut 9 ausgebildeten inneren Schulter 12 im Wesentlichen der Wandstärke w des Halsabschnitts 2 an den Befestigungsmitteln 6. Ein an den Flansch 8 anschliessender Abschnitt des Preformkörpers 2 weist eine mit dem Bezugszeichen b versehene Wandstärke auf, die sich ebenfalls um nicht mehr als ± 50 % von der Wandstärke w des Halsabschnitts 3 zwischen den Gewindeabschnitten 6 unterscheidet. Zweckmässigerweise entspricht die Wandstärke b des an den Schnappring 7 anschliessenden Abschnitts des Preformkörpers 2 im Wesentlichen der Wandstärke w des Halsabschnitts 3 zwischen den Gewindeabschnitten 6.

[0033] Die umlaufende Ringnut 9 weist gegenüber der Aussenwandung 5 des Halsabschnitts 3 eine maximale radiale Tiefe t auf, die etwa 0,1 mm bis etwa 1,1 mm, vorzugsweise etwa 0,8 mm beträgt. Eine in axiale Richtung des Preforms 1 gemessene grösste axiale Weite a beträgt etwa 0,3 mm bis etwa 3 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm. Die umlaufende Ringnut 9 verjüngt sich in Richtung ihres Grunds und bildet zur Aussenwandung 5 des Halsabschnitts 3 einen vorzugsweise fliessenden Übergang.

[0034] Fig. 3 zeigt schematisch einen in eine Formkavität 21 eines Formwerkzeugs 20 einer Streckblasvorrichtung eingesetzten vorgeschlagenen Preform 1. In Fig. 3 ist nur eine Formhälfte des Formwerkzeugs 20 dargestellt. Der eingesetzte Preform 1 ist in Analogie zu Fig. 1 halbseitig axial geschnitten dargestellt. Der radiale Überstand des am Preform 1 ausgebildeten Flansches 8 gegenüber dem Mantel 7 des Preformkörpers 2 beträgt etwa 0,5 mm bis zu etwa 20 mm. Die grosse Spannweite des radialen Überstands des Flansches 8 ergibt sich aus der Variabilität des Aussenumfangs des Preformkörpers 2. Je geringer der Aussenumfang des Preformkörpers 2, desto grösser ist bei einem vorgegebenen Halsdurchmesser der radiale Überstand des Flansches 8 gegenüber der Aussenwandung 7 des Preformkörpers 2. Je geringer der Aussendurchmesser des Preformkörpers 2, desto geringer ist selbst bei grösseren Wandstärken des Preformkörpers 2 der Materialeinsatz. Der radiale Überstand des Flansches 8 reicht aus, damit sich der Preform 1 beim Streckblasverfahren am Formwerkzeug 20 abstützen kann, damit sein Halsabschnitt 3 aus der Formkavität 21 ragt. Der erwärmte Preformkörper 2 befindet sich innerhalb der Formkavität 21 und wird durch ein mit Überdruck eingeblasenes Medium, üblicherweise Luft, axial und radial aufgeblasen. Zugleich wird der Preformkörper 1 durch einen eingefahrenen hier nicht dargestellten Reckdorn in axiale Richtung verstreckt. Nach dem Reck-/Blasvorgang wird der fertige Kunststoffbehälter entformt. Die am Halsabschnitt 3 ausgebildete umlaufende Ringnut 9 ermöglicht den Eingriff von konventionell ausgebildeten Transportvorrichtungen, beispielsweise von Greifern, für den Transport des Preforms 1 und des daraus hergestellten Kunststoffbehälters, welche in Fig. 3 durch die Pfeile 22 angedeutet sind.

Claims (15)

1. Supportringloser Preform zur Herstellung von Kunststoffbehältern, insbesondere Kunststoffflaschen, in einem Streckblasverfahren mit einem im wesentlichen länglichen Preformkörper (2), dessen eines Längsende geschlossen ausgebildet ist und der an seinem gegenüberliegenden Längsende an einen mit einer Ausgiessöffnung (4) versehenen Halsabschnitt (3) anschliesst, an dessen Aussenwandung (5) Befestigungsmittel (6) zur formschlüssigen Festlegung eines mit korrespondierenden Eingriffsmitteln ausgestatteten Verschlussteils ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang vom Preformkörper (2) zum Halsabschnitt (3) ein wenigstens bereichsweise ringförmig umlaufender Flansch (8) angeformt ist, der eine Aussenwandung (7) des Preformkörpers (2) radial überragt, und dass der Halsabschnitt (3) in einem Bereich zwischen dem Flansch (8) und den Befestigungsmitteln (6) eine umlaufende Ringnut (9) aufweist, die vom Flansch (8) und in Richtung der Befestigungsmittel (6) von einem Rücksprung (10) der Aussenwandung (7) des Halsabschnitts (3) begrenzt ist, welcher an einer Innenwandung (11) des Halsabschnitts (3) eine zumindest bereichsweise ringförmig umlaufende innere Schulter (12) bildet, die sich, in Richtung des Preformkörpers (2) gesehen, axial oberhalb der Ringnut (9) erstreckt und im Wesentlichen frei von Hinterschneidungen in eine Innenwandung (13) des Preformkörpers (2) übergeht.

2. Preform gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (9) eine radiale Tiefe (t) gegenüber der Aussenwandung (5) des Halsabschnitts (3) aufweist, die etwa 0,1 mm bis etwa 1,1 mm, vorzugsweise etwa 0,8 mm beträgt.

3. Preform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (9) eine grösste axiale Weite (a) von etwa 0,3 mm bis etwa 3 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm aufweist.

4. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsabschnitt (3) am Grund der Ringnut (9) eine Wandstärke (d) aufweist, die einer Wandstärke (w) des Halsabschnitts (3) an den Befestigungsmitteln (6) ± 50% entspricht.

5. Preform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (d) des Halsabschnitts (3) am Grund der Ringnut (9) im Wesentlichen der Wandstärke (w) des Halsabschnitts (3) an den Befestigungsmitteln (6) entspricht.

6. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der oberhalb der Ringnut (9) verlaufenden inneren Schulter (12) gemessene Wandstärke (x) einer Wandstärke (w) des Halsabschnitts (3) an den Befestigungsmitteln (6) ± 50% entspricht.

7. Preform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an der oberhalb der Ringnut (9) verlaufenden inneren Schulter (12) gemessene Wandstärke (x) im Wesentlichen der Wandstärke (w) des Halsabschnitts (3) an den Befestigungsmitteln (6) entspricht.

8. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an den Flansch (8) anschliessender Abschnitt des Preformkörpers (2) eine Wandstärke (b) aufweist, die im Wesentlichen einer 0,5-fachen bis 1,5-fachen Wandstärke (w) des Halsabschnitts (3) an den Befestigungsmitteln (6) entspricht.

9. Preform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (b) des an den Flansch (8) anschliessenden Abschnitts des Preformkörpers (2) im Wesentlichen der Wandstärke (w) des Halsabschnitts (3) an den Befestigungsmitteln (6) entspricht.

10. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsabschnitt (3) eine an den Befestigungsmitteln (6) gemessene Wandstärke (w) aufweist, die etwa 0,4 mm bis etwa 2 mm beträgt.

11. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (9) sich von der Aussenwandung (5) des Halsabschnitts (3) radial nach innen verjüngt.

12. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich oberhalb der Ringnut (9) erstreckende innere Schulter (12) als eine ringförmig umlaufende Konusfläche ausgebildet ist.

13. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er vorzugsweise in einem Spritzgiessverfahren ein- oder mehrschichtig aus einem Material der Gruppe bestehend aus PET, PET-G, HDPE, PP, PS, PVC, Copolymeren der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffen, wie beispielsweise PEF, gefüllten Kunststoffen und Mischungen der genannten Kunststoffe hergestellt ist.

14. Verwendung eines supportringlosen Preforms (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche in einem Zweistufen-Streckblasprozess, bei dem zunächst in einem separaten Prozess der Preform (1) hergestellt wird und danach zeitlich und/oder räumlich getrennt der Preform (1) in einem Streckblasverfahren zu einem Kunststoffbehälter, insbesondere einer Kunststoffflasche, umgeformt wird.

15. Kunststoffbehälter, insbesondere Kunststoffflasche, hergestellt in einem Streckblasverfahren, vorzugsweise in einem Zweistufen-Steckblasverfahren, aus einem supportringlosen Preform (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13.