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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hohlen, biaxial orientierten
Erzeugnissen aus thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung von hohlen, biaxial orientierten Erzeugnissen
aus thermoplastischen Kunststoffen, z 3. zur Herstellung von Blasehen, die sich
besonders zum Abfüllen von Xlüssigkeiten unter Druck, wie kohlensäurehaltigen Getränken
oder Aerosolen,#eignen.
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Es sind mehrere Methoden bekannt, hohle, thermoplastische Gegenstände
herzustellen. Eine Methode ist das Blasformen. Bei dem üblichen Blasformen wird
zuerst ein Külbel hergestellt, indem ein durch Hilfe erweichtes thermoplastisches
Rohr stranggepresst und der Boden abgekniffen wird, oder es wird eine blasbare geometrische
Form direkt durch Spritzguss hergestellt. Das Külbel oder die blasbare Form wird
dann in einem Formhohlraum mit der Form des gewünschten Gegenstandes
mit
Druckluft aufgeblasen. Das Polymerisat wird stranggepresst und oberhalb seines Orientierungstemperaturbereichs
geblasen. Der so erhaltene Formkörper ist aber nicht biaxial orientiert. Dieses
Verfahren ist zwar wirtschaftlich, aber langsam, und die hergestellten hohlen Gegenstände
lassen die Festigkeit vermissen, die zilm Abfüllen von Getränken unter Druck erforderlich
ist.
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Andere bekannte Verfahren bestehen in der Verwendung von massiven
Kunststoffrohlingen, die unter Bildung eines hohlen Gegenstandes stranggepresst
werden. Wenn ein massiver Rohling stranggepresst wird, so zeigt das Material, das
ursprünglich an der äusseren Symmetrieachse des Rohlings lag, an der Innenwand des
hergestellten Erzeugnisses eine extreme Rauhheit wll andere Oberflächenschäden.
Durch Anwendung höherer Temperaturen bei der Herstellung werden diese Nachteile
vermindert; die Anwendung höherer Temperaturen kann Jedoch zwecklos sein, da die
bei der biaxialen Orientierung möglicherweise gewonnene Festigkeit des plastischen
Materials bei der Flaschenherstellung durch Wärmeentspannung wieder verlorengeht.
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Es besteht daher eiil Bedürfnis nach einem wirtschaftlichen Verfahren
und einer Vorrichtung zur Herstellung von hohlen, biaxial orientierten Erzeugnissen
von hoher Festigkeit0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren
und eine solche Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man einen
hohlzylinderförmigen thermoplastischen Rohling, mit einem offenen Ende nach vorn
gerichtet, bei einer Temperatur innerhalb des Temperaturbereichs der biaxialen Orientierung
durch eine ringförmige Strangpressöffnung mit einer in der Strangpressrichtung konvergierenden
Querschnittsfläche zu einem Strangpressling von grösserer als der ursprünglichen
Form strangpresst und dabei den Strangpressling ausreckt und gleichzeitig mit Hilfe
eines Fluids von innen her aufbläst,
bis er die Form des gewünschten
Erzeugnisses annimmt.
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Insbesondere arbeitet man erfindungsgemäss so, dass man den Rohling
durch die ringförmige Strangpressöffnung in eine gleitbare Form strangpresst, die
an einem Ende eine ringartige, wulstförmige Ausnehmung zur Aufnahme und zum Peqthalten
des einen Endes des Strangpresslings aufweist, wobei man den Strangpressling gleichzeitig
in der Strangpressrichtung ausreckt und der Gestalt der gleitbaren Form anpasst,
indem man die Form beim Strangpressen an der Strangpressöffnung vorbeigleiten lässt
und den Strangpressling dabei von innen her durch ein Fluid aufbläst, bis er an
den Innenwänden der Form anliegt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung geht man dabei von einem
Rohling aus, der ein offenes und ein geschlossenes Ende aufweist Nach einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird das Erzeugnis biaxial orientiert, indem man den
Strangpressling in axialer Richtung im Mittel auf das bis etwa 4,0-fache ausreckt
und in Umfangsrichtung im Mittel auf iists etwa 2,5- bis 7,0-fache ausdehnt. -Nach
einer anderen Ausführungsform der Erfindung geht man von einem an beiden Enden offenen
Rohling aus und drängt nach dem Strangpressen den Hinterrand des Strangpresslings
nach innen zur Mitte hin, so dass sich ein mit dem Erzeugnis. einstückig gaformter
Verschluss bildet.
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Gemäss einer besonderen Ausführungsform der Erfindung stellt man nach
Beendigung des Auseckens und Aufblasens eine Ausnehmung in dem Boden des Erzeugnisses
her, indem man die Be= wegungsrichtung der Form umkehrt.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung dient eine Vorrichtung,
gekennzeichnet durch (A) eine gleitbare Form, deren Hohlraum die Gestalt des herzustellenden
Erzeugnisses aufweist, (B) eine in dem Hohlraum der Form ~angeordnete ringförmige
Strangpressöffnung mit in der Strangpressrichtung konvergierender Querschnittsfläche,
(c) einen Mechanismus zum Strangpressen des Rohlings, mit einem offenen Ende nach
vorn gerichtet, durch die ringförmige Strangpressöffnung in die Form, (D) eine Anordnung
in der Form zur Aufnahme des stranggepressten Rohlings und zum Formen und Festhalten
eines ringförmigen Wulstes des Strangpresslings an einem Ende des Formhohlraums,
(E) einen Mechanismus, um die Form beim fortgesetzten Strangpressen des Rohlings
von einer Stellung in eine zweite Stellung in bezug auf die Strangpressöffnung gleiten
zu lassen und dadurch den stranggepressten#Rohling unter Bildung eines hohlen Mantels
ins Innere der Form zu ziehen und (P) eine Anordnung zum Einleiten von Fluid in
das Innere des hohlen Mantels während des Strangpressens des Rohlings zum Aufblasen
des hohlen Mantels bis zu der Innenwandung des Formhohlraums.
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Wenn man an beiden Enden offene Rohlinge verwendet, kennzeichnet sich
die Vorrichtung dadurch, dass der Mechanismus zum Strangpressen des Rohlings aus
(A) einem Strangpresszylinder mit einer inneren Bohrung zur Aufnahme des hohlen
Rohlings, wobei das Strangpressende des Zylinders an die ringförmige Strangpressöffnung
angrenzt und axial mit ihr ausgerichtet ist,
(B) einer mit dem Strangpresszylinder
axial ausgerichteten und in demselben enthaltenen stationären Mittelstange, die
einen genau passenden Hohlraum bildet, in den der hohle Rohling so eingesetzt werden
kann, dass die Mittelstange durch den hohlen Rohling hindurchgeht und die Wände
desselben beim Strangpressen abstützt, und (#) einem in dem Strangpresshohlraum
angeordneten hohlen Stempel besteht, der mit dem Rohling in Berührung steht und
ihn um die Mittelstange herum durch die Strangpressöffnung austreibt, ohne die Mittelstange
dabei zu verschieben, wobei zusätzlich eine Anordnung vorgesehen ist, um den Hinterrand
des Strangpresslings radial nach innen zur Mitte hin unter Bildung eines einstudkigen
Verschlusses zu drängen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Anordnung zum Einleiten
von Fluid in das Innere des hohlen Mantels aus einem in der Form angeordneten und
axial mit dem Strangpresszylinder ausgerichteten Dorn von gleichmässigem Aussendurchmesser,
durch den sich ein innerer Fluiddurchlass erstreckt, der in Auslassöffnungen einmündet,
die sich am Ende des Dorns befinden und an die ringförmige Strangpressöffnung angrenzen.
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Wenn man an einem Ende geschlossene Rohlinge verwendet, kennzeichnet
sich die Vorrichtung dadurch, dass der Mechaiftsmus zum Strangpressen des Rohlings
aus (k) einem Strangpresszylinder mit einer inneren Bohrung zur Aufnahme des hohlen
Rohlings, wobei das Strangpressende des Zylinders an die ringförmige Strangpressöffnung
angrenzt und axial mit ihr ausgerichtet ist, (B) einer mit dem Strangpresszylinder
axial ausgerichteten und in demselben enthaltenen, verschiebbaren Mittel
stange,
die einen genau passenden Hohlraum bildet, in den der hohle Rohling so eingesetzt
werden kann, dass die Mittel.~stange sich in den hohlen Rohling hinein erstreckt
und an der Innenseite des geschlossenen Endes desselben anliegt und die Wände desselben
beim Strangpressen abstützt, und (t) einem in dem Sti-angpresshohlraum angeordneten
Strangpressstempel besteht,- -der mit der äusseren Oberfläche des geschlossenen
Endes des Rohlings in Berührung steht und den Rohling durch die Strangpressöffnung
austreibt uijd dabei gleichzeitig die Mittelstange in dem Rohling in der Strangpressrichtung#
versc#hiebt-.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug
genommen.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss der
Erfindung mit dem Antrieb für die bewegten Teile.
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Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Hauptteile der in Fig.
1 dargestellten Vorrichtung und zeigt die zum Betätigen und Steuern dienenden hydraulischen,
Strömungsmittel- und elektrischen Stromkreise.
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Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt durch die Vorrichtung in der Stellung,
die sie im Anfangsstadium der Herstellung eines Hohlkörpers einnimmt, und erläutert
besonders die Yormung eines ringförmigen Wulstes.
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Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt durch die Vorrichtung in der Stellung,
die sie in einem Zwischenstadium der Herstellung eines Hohlkörpers einnimmt, und
erläutert besonders das Strangpressen im nicht-geschmolzenen Zustand unter gleichzeitigem
Aufblasen mit Hilfe eines Fluids.
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Fig. 5 ist ein eilquerschnitt durch die Vorrichtung in der Stellung,
die sie nach der Eerstellung des Hohlkörpers einnimmt.
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Fig. 6 ist ein vergrösserter Teilquerschnitt durch einen Teil der
in Fig. 5 dargestellten. Vorrichtung und zeigt mehr im einzelnen den Bereich der
ringförmigen Strangpressöffnung kurz vor dem Ende des Strangpress- und Aufblasvorganges.
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Fig. T ist ein ähnlicher vergrösserter eilquerschnitt wie Fig. 6,
der den Bereich der ringförmigen Strangprjssöffnung am Ende des Formungsvorganges
darstellt.
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Fig. 8 und 9 sind Teilquerschnitte durch eine Vorrichtung zum Verformen
von Polymerisaten, die eine schlechte Annassbarkeit an die Fcrm aufweisen.
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Fig. 10 zeigt eine mit der Vorrichtung gemäss Fig. 9 hergestellte
Flasche.
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Fig. 11 ist ein illeilquerschnitt durch eine andere Ausführungsform
mit einem gleitenden Mittelstab, der in seiner völlig eingeschobenen Stellung gezeigt
ist.
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Fig. 12 ist ein Teilquerschnitt der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform
mit dem Mittelstab in einer teilweise herausgezogenen Stellung, die einer mittleren
Stellung der gleitenden Form entspricht.
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Fig. 13 ist ein Deilquersehnitt der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform
mit dem Mittelstab in völlig herausgezogener Stellung, entsprechend der Stellung,
die die gleitende Form am Ende des Verformungsvorgänges einnimmt.
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Erzeugnisse aus kristallinen Kunststoffen erhalten durch biaxiale
Orientierung bessere physikalische Eigenschaften, wie wie Zugfestigkeit und Fliessspannung.
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Die biaxiale Orientierung erfolgt, indem der betreffende Hohlkörper
bei seiner Herstellung sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung verstreckt
wird. Im Falle der vorliegenden Erfindung wird das hohle Erzeugnis bei seiner Herstellung
in Axialrichtung im Mittel auf das bis zu 4-fache und in der Umfangsrichtung auf
das etwa 2,5- bis 7i-fache verstreckt.
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Vorzugsweise erfolgt die Orientierung oberhalb der Einfriertemperatur
und unter dem Kristallschmelzpunkt des betreffenden Kunststoffs.
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Das Ausmass der Molekularorientierung kann nach bekannten Mehoden
bestimmt werden, Eine solche Methode ist in Journal of Polymer Science", 47 (1960),
Seite 289-306, und in "Journal of Åpplied Polymer Science", 9 (1965)), Seite 2661,
be##hrieben.
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Gemäss Pig. 3 bis 5 wird ein nohler, zylinderförmiger thermoplastischer
polymerer Rohling 1 zunächst in eine Strangpresskammer 2 eingesetzt, die durch die
Bohrung eines Strangpresszylinders 3 und die äussere zylindrische Fläche einer mittleren
Stützstange 4 gebildet wird. Ein Formhohlraum 5 einer Form 6 hat die der Form des
gewünschten Erzeugnisses entsprechende Innenausbildung und befindet sich zunächst
in einer Anfangsstellung, in der er den Strangpresszylinder 3 umschliesst,.wie es
besonders in Fig. 1 und 3 gezeigt ist. Der in Fig. 3 gezeigte Formhohlraum dient
zur Herstellung einer schmalhalsigen Flasch'e#--. ~#er Strangpresszylinder 3 befindet
sich in axialer Ausrichtung mit einem Dorn 71, dessen gleichmässiger Aussendurchmesser
etwa der gleiche ist wie der Innendurchmesser des Halses der herzustellenden Flasche
Durch den Dorn T verläuft ein Fluidkanal 8 mit Auslassöffnungen an dem Ende, das
dem Strangpresszylinder 3 gegenüberliegt. Zwischen dem Ende des Zylinders 3 und
dem Ende des Dorns 7 befindet sich eine ringförmige Strangpressöffnung 11, die zweckmässig
von einem abgerundeten Ende 12 des Strangpre-sszylinders 3 und einem ringförmigen
konischen Teil 13 gebildet wird, der an dem Körper des Dorns 7 befestigt ist.
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Die ringförmige Strangpressöffnung 11, die in Fig. 6 und 7 in ihren
Einzelheiten gezeigt ist, wird durch die einander gegeniiberliegendsn Endteile des
Strangpresszylinders 3 und des Dorns 7 begrenzt. Im Querschnittsprofil sind beide
Teile zu einer gekrümmten Form gedreht, um einen glatten Übergang von der ringförmigen
Strangpresskammer 2 nach aussen uzad eine Begrenzung für die ringförmige Strangpressöffnung
11 zu bilden, so dass die Querschnittsfläche dieser Austrittsöffnung immer konvergent
ist. Die Öffnung verengt sich allmählich in Richtung des Ausflusse$ zu der äusseren
Begrenzung des Strangpressringes, der sich in Nähe des Umfanges des; Dorns 7 befindet,
von wo der Kunststoff aus der ringförmigen Strangpressöffnung 11 austritt und in
den Hohlraum 5 der Form 6 eintritt.
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In Fig. 6 ist die axial gemessene Abmessung der Öffnung 11 mit 2 bezeichnet.
Hier, wie auch in Big. 7. ist diese Abmessung zur klareren Beschreibung vergrössert
dargestellt. In Wirklichkeit kann die Abmessung "" Je nach den Eigenscllaften des
zu formenden Kunststoffs und dem Grad der zu erzielenden Orientierung zwischeii
etwa 0,25 und 1,9 mm liegen. Die Austrittsöffnung 11 ist diejenige Stelle, an der
dem Kunststoff hohe Energie zugeführt und der Kunststoff auf seine Orientierungstemperatur
erhitzt wird. Im allgemeinen erhöht sich der Orientierungsgrad des Strangpresserzeugnisses
mit dem Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser des Strangpresserzeugnisses
und dem mittleren Durchmesser des aus der Durchtrittsöffnung 11 austretenden Rohlings.
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ie ringförmige Strangpressöffnung 11 ist - im Querschnitt gesehen
- flächenkonvergent, um einen stabilen Pluss und einen begrenzten Druckabfall zwischen
der Kammer 2 und dem äusseren Teil-der Austrittsöffnung 11 beim Strangpressen und
besonders zu dem Zeitpunkt zu gewährleisten, zu dem die Schliessung des Endes des
flaschenförmigen Erzeugnisses beginnt. Ein hoher Druck in der Kammer 2 in dem Augenblick,
in
dem die Stange 4 zurückgezogen wird, gewährleistet, dass der
Kunststoff aus der Kammer 2 unter dem fortgesetzten Druck des Stempels 15 nach innen
fliesst, wodurch ein VerschSuss zustande kommt.
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Der Formhohlraum 5 hat eine Ringnut 14, die anfangs in der Nähe der
Auslasseite der ringförmigen Strangpressöffnung 11 liegt. Die Form 6 mit ihrem Formhohlraum
5 kann von der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung in eine in Fig. 5 gezeigte Endstellung
verschoben werden.
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Wie Fig. 1 und 2 zeigen, bestehen die Antriebsorgane für die verschiedenen
Teile der Vorrichtung im wesentlichen aus hydraulischen Zylindern oder hydraulischen
Motoren, die auf einem Rahmen 25 angeordnet sind. Der Strangpresszylinder 3: ist
durch einen Flansch an einem waagerechten Rahmen 26 angebracht und konzentrisch
mit dem hohlen Strangpressstempel 15 ausgerichtet, der durch eine nicht gezeigte
Öffnung in dem Rahmen 2d arbeitet. Unter dem Rahmen 26 fluchtet der Stempel 15 mit
einer hohlen, rohrförmigen Kolbenstange 28 eines übersetzungslosen oder zweiseitig
ausfahrbaren hydraulischen Motors 29, der an dem Rahmen 25 befestigt ist In der
Bohrung des Strangpressstempels 15 befindet sich die mittlere Stützstange 4, die
von der Oberseite des Strangpresssylinders 3 vollständig durch den Strangpressstempel
15 und die rohrförmige Kolbenstange 28 hindurchläuft. Unter dem unteren Ende der
Kolbenstange 28 ist die mittlere Stützstange 4 mit der Kolbenstange eines weiteren
hydraulischen Motors 30 verbunden, der ebenfalls an dem Rahmen 25 befestigt ist.
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Am oberen Ende des Rahmens 25 befindet sich ein schwalbenschwanzförmiges
Gleitstück 31, das mittels des an dem Rahmen teil 26 befestigten hydraulischen Motors
32 parallel zur Achse des Zylinders 3 verschoben werden kann. Mit dem Gleitstück
51 ist ein Ausleger 33 verbunden, der den Dorn 7 in axialer Ausrichtung mit und
in Abstand von dem Strangpress-
Zylinder 3 trägt. Von dem Rahmen
25 verläuft eine starre Abstreifgabel 34 nach aussen, deren Zinken rittlings auf
dem Dorn 7 unmittelbar unterhalb des Auslegers 33 sitzen. Der Dorn 7 kann mittels
des Motors 32 in senkrechter Richtung angehoben werden, um einen geformten Behälter
von dem Dorn abzustreifen. Ferner wird dadurch die Strangpresskammer 2 in dem Zylinder
freigelegt, so dass ein neuer Kunststoffrobling eingesetzt werden kann.
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Den Dorn 7 und den Strangpresszylinder 3 umgibt eine mehrteilige Form
6, die oben und orten Öffnungen aufweist, die axial mit den Teilen 7 und 3 ausgerichtet
sind und auf diesen entlanggleiten können. Die Form 6 kann durch einen auf dem Rahmen
26 befestigten hydraulischen Motor 35 senkrecht verschoben werden. In Fig. 1 und
2 ist die Form in ihrer untersten Stellung gezeigt, in der sie sich am Beginn des
Strangpressvorganges befindet. Die Form 6 besteht aus zwei symmetrischen Hälften
mit einer ebenen Trennfläche. Die Hälften sind durch Scharniere miteinander verbunden,
wie es in Fig. t gezeigt ist, können aber auch auf Gleitvorrichtungen oder Gestängen
angebracht sein, um das Öffnen und Schliessen der Form auf dem Strangpresszylinder
3 und dem Dorn 7 zu ermglichen. Ferner muss noch eine (nicht dargestellte) bewegliche
Klemmeinrichtung vorgesehen sein, um die Hälften der Form aneinander festzuhalten,
damit die Form die erheblichen Innendrücke aushalten kann. Derartige Klemmeinrichtungen
sind in der Technik bekannt und bestehen im allgemeinen aus Riegeln, pneumatischen
oder hydraulischen Motoren, Schraubklemmen oder dergleichen. Es sei ferner bemerkt,
dass die Wände der Form durchlässig ausgebildet sein können, Die Formteile können
Je nach der Art des Stoffes, aus dem der Rohling besteht, Wärmezufuhr oder Kühlung
erfordern und können mit (nicht dargestellten) Mänteln oder Kanälen fur elektrisches
oder strömungsmittelmässiges Erwärmen oder Kühlen versehen sein. Der Strangpresszylinder
3 kann ebenfalls Wärmezufuhr
oder Kühlung erfordern. Zu diesem
Zweck umgibt ein Mantel 36 den Teil des Strangpresszylinders, der unterhalb der
Form 6 zugänglich ist. Im Bedarfsfall kann der Dorn 7 in ähnlicher Weise ausgerüstet
sein.
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Die hydraulischen-Motoren werden in zeitlicher Schrittfolge durch
verschiedene magnetisch betätigte Ventile und eine elektrische Steuerschaltung gesteuert.
Wie Fig. 2 zeigt, fördert eine Zahnradpumpe 58 Fluid unter Druck aus einem Sumpf
9 in mehrere Leitungen 40. Der hydraulische Hauptmotor ist der Motor 29, der den
Stempel 15 mit einer Geschwindigkeit antreibt, die durch das Profil eines Nockens
23 bestimmt wird.
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Der Nocken~23 wird an einem Arm 27 durch die Stange 28 getragen und
hat die Aufgabe, einen Schiebewiderstand 51 zu verstellen, um eine der Stellung
des Stempels entsprechende Ausgangssparnung zu erzeugen. Diese Ausgangsspannung
wird einer Servosteuerung 44 zugeführt, die ihrerseits die Tätigkeit des Ventils
43 steuert, indem die Geschwindigkeit des Fluidstroms zum Motor 29 über das Ventil
41 proportional zu der Ausgangsspannung derart geändert wird, dass die Spannung
und der Fluidstrom höher werden, wenn der hohe Teil 23b des Nockens 23 erreicht
wird. Das Ventil 41 ist ein selbstzentrierendes Vierwege-Magnet#e#til, dessen Öffnungen,
wie dargestellt abgcsperrt sind, wenn die Elektromagneten nicht erregt sind. Wenn
der Elektromagnet 42a erregt wird, dreht sich das Ventil im Uhrzeigersinn und lässt
Fluid in die Öffnung 29a des Motors 29 ein, während gleichzeitig die Öffnung 29b
mit einer Auslassleitung verbunden wird, so dass Fluid aus dem oberen Teil des Motors
29 über eine (nicht dargestellte)-Leitung in den Sumpf 39 zurückkehren kann Die
Zufuhr von Fluid zu der Öffnung 29a drückt den Stempel 28 nach oben. Wenn der entgegengesetzte
Elektromagnet 42b erregt wird, dreht sich das Ventil 41 entgegen dem Uhrzeigersinn,
wodurch-der Stempel 28 wieder nach unten getrieben wird.
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Der Arm 27 an der Kolbens tange 28 treibt ferner den beweglichen Teil
eines Schiebewiderstandes 24 an, der eine Ausgangsspannung erzeugt, die proportional
der Stellung der Stange 28 und des Stempels 15 ist und sich in ihrer Grösse ändert.
Die Anlage wird durch eine Antriebssteuerschaltung 45 in Tätigkeit gesetzt, die
elektrische Energie von einer Stromquelle 46 direkt dem Elektromagncten 42a an dem
Ventil 41 und gleichzeitig einer Spannungsvergleichsschaltung 47 zuführt, die ausserdem
die Eingangsspannung von dem Schiebewiderstand 24 empfängt.
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Die Schaltung 47 ist in der Lage, drei verschiedene Ausgangsspannungen
in zeitlicher Schribtfolge je nach der Größe der Ausgangsspannung des Schiebewiderstandes
24 zu erzeugen, die von der Stellung der Stange 28 des Motors 29 abhängt. Wenn sich
also die Stange 28 und der Stempel 15 bewegen, treten folgende Ereignisse nacheinander
ein: 1) Die Pcrm 6 wird durch den Motor 35 über das durch den Elektromagneten 50a
betätigte Ventil 49 mit konstanter Geschwindigkeit nach oben in Bewegung gesetzt.
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2) Kurz darauf wird unter Druck stehendes Fluid über das Magnetventil
52 und ein Nadelsentil 53 dem Dorn 7, dem Kanal 8 und den Öffnungen 9 und 10 mit
gesteuerter Strömungsgeschwindigkeit zugeführt.
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3) Gegen Ende des Hubes des Stempels 15 hält die Form am Ende des
Hubes des Zylinders 35 an, und die Tätigkeit der mittleren Stützstange wird durch
ein Signal von dem Schaltkreis 47 zu einem Elektromagneten 54a ausgelöst. Dadurch
wird das Ventil 55 veranlasst, unter Druck stehendes Fluid in die obere Öffnung
30a des Motors 30 einzulassen, wodurch die mittlere Stützstange 4 nach unten gezogen
wird. Der Hub des Motors 30 ist sehr kurz und beträgt 2,5 bis 5 mm.
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Dieser Motor und die Stange 4 erreichen also schnell das untere Ende
der Abwärtsbewegung und bleiben in dieser Stellung stehen.
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Wenn die Stange 4 sich nach unten bewegt, betätigt ein Ansatz an der
Stange einen Grenzschalter LS-1, wodurch das Ventil 56 geöffnet wird. Dadurch wird
das Eadelventil 53 umgangen und Fluid in den Dorn 7 und die Öffnungen 9 und 10 mit
einer grösseren Geschwindigkeit als vorher eingelassen. Gemäss einer anderen Betriebsweise
des Motors 30 kann der Elektromagnet 54b über den Schalter 57 erregt werden, wenn
der Gren#schalter LS-1 geschlossen wird. Dadurch wird das Ventil 55 im Uhrzeigersinn
gedreht, wodurch Fluid aus der oberen Öffnung 30a des Motors 30 abgelassen und unter
Druck stehendes Fluid der unzieren Öffnung 30b des Motors zugeführt wird. Somit
wird in einer sehr kurzen Zeitspanne die Stange 4 nach unten gezogen, der Schalter
LS-1 betätigt und die Stange 4 wieder nach oben gedruckt.
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Bei Beginn eines Arbeitsganges oder zu jedem Zeitpunkt nach Beendigung
eines Arbeitsganges kann die Form 6 geöffnet und der Dorn durch den Motor 3.2 nach
oben zurückgezogen werden.
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Das Ventil 58 kann von Hand aus der gezeigten Ruhestellung in eine
Stellung'gedreht werden, in der unter Druck stehendes Fluid der Öffnung 32b zugeführt
wird, wodurch der Motor 32 angetrieben und der Dorn 7 nach oben bewegt wird, um
ein Er-Zeugnis aus der Form zu entnehmen. In diesem Stadium befinden sich die Fürm
6 und der Stempel 15 in ihren obersten Stellungen. Sie werden durch Abschalten des
Stromsteuerschaltkreises 45 zurückgezogen. Dadurch werden die Elektromagneten 50b
und 42b vorübergehend erregt, wodurch die Ventile 49 und 41 sich drehen und unter
Druck stehendes Fluid den oberen Enden der Motoren 35 bzw. 29 zuführen und sie nach
unten treiben, Die Elektromagneten werden dann ausgeschaltet, so dass die Ventile
49 und 41 in ihre mittleren Stellungen zurückkehren können, in denen alle Öffnungen
geschlossen sind. Nun ist die Strangpresskammer 2 in dem Strangpresszylinder 3 wieder
für die Aufnahme eines neuen Rohlings bereit, woraufhin der Dorn 7 mit Hilfe des
Motors 32 und dessVentils 58 gesenkt werden kann.
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Eine Fräzisionssteuerung der beweglichen Teile der Vorrichtung gemäss
der vorliegenden Erfindung wird elektronisch durch die in Fig. 2 gezeigten Steuereinrichtungen
erzielt. Beispielsweise wird unmittelbar nach der Bildung des Wulstes in der ringförmigen
Nut 14 die Form 6. mit konstanter Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt, wenn die
Spannungsvergleichsschaltung 47 ein vorgewähltes Ausgangsspannungsniveau an dem
Schiebewiderstand 24 feststellt, wenn der Stempel 15 einen bestimmten Hub von etwa
12,7 bis 30,5 mm durchlaufen hat. Bei dem ersten Teilstück der Formbewegung bewegt
sich der ringförmige Wulst an dem Ende des Dorns 7 entlang und über den Dorn 7,
so dass das stranggepresste Material die Öffnungen 9 und 10 beaeckt.
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Bei der weiteren Bewegung der Form tastet die Spannungsvergleichsschaltung
47 ein anderes vorbestimmtes Spannungsniveau von dem Schiebewiderstand 24 ab, wodurch
die Tätigkeit des Ventils 52 ausgelöst und Fluid in einer bestimmten Menge durch
das Ventil 53 geschickt wird. Dadurch wird ein Teil des Halses des Strangpresslings
nach aussen gegen die Formfläche in dem Ringraum 21 ausgedehnt.
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Bei weiterer Bewegung des Strangpressstempels 15 und der Form 6 wird
der Hals fertiggestellt, und der divergierende Teil des ormhohlraums 5 beginnt an
dem Bereich der Öffnungen 9 und 10 vorbeizufahren, so dass frisch ausgepresster
Kunststoff stärker aufgeblasen werden kann als in dem Hals (vgl.
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Fig. 4). Wenn in diesem Stadium der Kunststoff den weitesten Teil
der Form 6 erreicht oder zu erreichen beginnt, sind der Stempel 15 und die Stange
28 zu dem Punkt vorgerückt, an dem der höhere Teil 23b des Nockens 23 den Schiebewiderstand
51 in eine andere Stellung verschiebt, wodurch das Ventil 43 weiter geöffnet wird.
Dadurch wird das Fluid mit höherer Geschwindigkeit zu dem Motor 29 gefördert, so
dass dieser die Strangpressgeschwindigkeit des Kunststoffs durch die Austrittsöffnung
11 erhöht und mehr Kunststoff für die äussere Wand des in der Herstellung befindlichen
Gegenstandes liefert.
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Wenn sich der Stempel 15 dem Ende seines Hubes nähert, kehrt der Schiebewiderstand
51 noch einmal zu der niedrigen Stellung auf dem Nocken 23 zurück, so dass die Strangpressgeschwindigkeit
des Kunststoffs durch die Austrittsöffnung 11 wieder verringert wird; dies geschieht
ungefähr in dem Augenblick, in dem die Wand des Erzeugnisses vollendet ist und der
Boden hergestellt werden zoll; dadurch bildet sich ein dünnerer Boden.
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Eine ähnliche Fräzisionssteuerung findet statt, unmittelbar bevor
die Form anhält. Die Tätigkeit der mittleren Stützstange wird ausgelöst, wenn die
Spannungsvergleichsschaltung 47 ein bestimmtes Spannuijgsniveau von dem Schiebewiderstand
24 abtastet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektromagnet 54a erregt, und das Ventil
55 lasse Pluid in die Öffnung 30a des Motors 3C einströmen. Hierdurch wird die Stange
4 von dem Ende des Dorns 7 fortgezogen und der Grenzschalter LS 1 betätigt.
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Dadurch wird das Magnetventil 56 eingeschaltet, so dass das Ventil
53 umgangen wird und unter Druck stehendes Fluid mit höherer Geschwindigkeit als
bisher in den Hohlraum 16 gefördert wird. Dadurch wird der Strangpressling schneller
vollständig aufgeblasen, als wenn das Ventil 53 weiterhin die Ges¢hwindigkeit des
zugeführten Fluids steuern würde.
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Ferner kann gegebenenfalls der Schalter 57 geschlossen worden sein,
so dass die Betätigung des Schalters LS-1 die zusätzliche Wirkung der Umkehr des
Ventils 55 haben würde und die Stange 4 sehr bald nach ihrem Zurückziehen wieder
in Richtung auf den Dorn 7 gedrückt worden wäre. Der Raum, der zuvor von dem oberen
Ende der Stange 4 eingenommen wurde, ist dann von Kunststoff ausgefüllt, der bei
diesem Vorgang in Übereinstimmung mit dem Druck des Stempels 15 einer Stossdruokwirkung
unterworfen wird. Diese Arbeitsweise wird bevorzugt, da die gleichzeitigen Wirkungen
zur Bildung eines soliden Verschlusses von hoher Dichte führen.
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Eine andere Arbeitsweise ist besonders geeignet für Kunststoffe, die
nach dem Verstrecken oder Orientieren eine schlechte Anpassungsfähigkeit an die
Form, besonders in den Endstadien der Herstellung eines Behälters, ini vorliegenden
Fall bei der Formung des Behälterbodens haben. Diese Arbeitsweise umfasst ausser
den oben beschriebenen V'erfahrensstufen den zusätzlichen Schritt der Umformung
des Bodens des Behälters nach innen unter Bildung einer konkaven Ausnehmung. Dies
wird durch die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung erreicht, bei der die Spannungsvergleichsschaltung
47a wahlweise durch einen Schalter 59 erregt wird; die Schaltung 47a empfängt ferner
die Ausgangsspannung von dçm Schiebewiderstand 24 und dient dazu, die Abwärfsbewegung
der Form 6. durch den Elektromagneten 50b des Ventils 49 in der nachstehend zu beschreibenden
Weise zu steuern.
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Wie beschrieben, wird die Aufwärtsbewegung der Form 6 bei der Formung
eines Behälters durch die Spannungsvergleichsschaltung 47 gesteuert, die, wenn sie
feststellt, dass die Ausgangsspannung des Schiebewiderstandes einen bestimmten Wert
erreicht hat, den Elektromagneten 50a ausschaltet und das Ventil 49 in seine mittlere
Stellung zurückführt, wodurch der hydraulische Motor 35 angehalten wird. Für gewöhnlich
würde die Form in der Stellung, in der sie angehalten worden ist, ~steht hen bleiben.
Bei der gegenwärtig beschriebenen Arbeitsweise setzt jedoch in dem Augenblick, in
dem der Elektromagnet 50a abgeschaltet wird, die Spannungsvergleichsschaltung 47a
(Schalter 59 geschlossen), die die gleiche Spannung von dem Schiebewiderstand 24
empfängt, den Elektromagneten 50b unter Strom, und dieser betätigt das Ventil 49,
um der Öffnung 35b des hydra'u3ischen Motors 35 Fluid zuzuführen, wodurch die Form
6 sofort wieder nach unten bewegt wird. Die Spannungsvergleichsschaltung 47a schaltet
nach einer kurzen Zeitverzögerung den Elektromagneten 50b aus, nachdem sich die
Form 6 tiber einen kurzen Hub (z?B, etwa 12,7 mm) bewegt hat. Wenn der Eiektromagnet5Obausgeschaltet
wird, wird das Ventil 49 wieder
in die Schliessstellung gedreht,
und die Form 6 bleibt stehen.
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Die letzten Schritte bei der Formung des Kunststoffbehälters nach
dieser Arbeitsweise sind Ln Sig. 8 und 9 gezeigt. In Fig. 8 ist der Behälter im
wesentlichen fertig, wobei sich die Form 6 an der oberen Grenze ihres Hubes befindet,
mit der Ausnahme, dass- die Kunststoffwand 60 sich noch nicht ganz an den Bodenteil
der Form angepasst hat und ein freier Baum 61 zwischen dem Kunststoff und der Form
verbleibt. Der nächste, in Fig. 9 gezeigte Schritt besteht darin, dass- die Form
ein kurzes Stiick (z.B. 12,7 mm) nach unten verschoben wird, um den Kimststoff in
eine umgekehrte Biegung zu verformen und eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 62 in
dem Boden auszubilden; in- dieser Verfaiarensstufe wird die ungefähr konische Wand
60!.f gestreckt und dadurch zusätzlich orientiert. In der letzten Verfahrensstufe
wird die Öffnung, die von dem oberen Ende der mittleren Stiitzstange 4 eingenommen
wird, verschlossen. Dieser Verfahrensschritt ist schon zuvor beschrieben worden.
Die axiale Tiefe der Ausnehmung 62 oder der Abwärtshub der Form 6 ist so gross,
dass die Kunststofffläche 63 (Fig. 10> in der gleichen Ebene oder etwas hoher
liegt als die Fläche 64, so dass die Flasche fest auf einer Unterlage stehen kann.
Die konische Ausnehmung 62 hat die Aufgabe, bei möglichst geringem Kunststoffbedarf
die Festigkeit des Behälterbodens zu exhUhen und seine WmderstandsfChigkeit gegen
Innendrücke zu verbessern.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen: Ein thermoplastischer Rohling
1 wird in die Strangpresskammer 2 eingesetzt.
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Der Strangpressstempel 15 wird so betätigt, dass er einen Teil des
nicht-geschmolzenen thermoplastisehen Materials des Rohlings | durch die ringförmige
Strangpressöffnung 11 in die ringförmige Nut 1-4 am Ende des Formhohlraums 5 drückt.
Dieses erste Stadium des Strangpressens eines ringf#rmigen Wulstes aus dem thermoplastischen
Rohling 1 ist in Fig. 3 gezeigt.
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Dabei bildet der erste Teil des Rohlings 1, der aus der ringfbrmigen
Strangpressöffnung lt austritt und in die ringförmige
Nut. 14
eindringt, eine Brücke oder Membran am den gesamten oberen Teil des ringförmigen
Raums 21 herum; zwischen der Aussenseite des Strangpresszylinders 3 und der Innenseite
des Formhohlraums 5, wodurch er eine Abdichtung ~bewirkt. Das Strangpressen des
Rohlings in die Nut 14 ermöglicht in darauffolgenden Verfahrensstufen die Ausübung
eines axialen Zuges auf den Strangpressling, indem die Form so verschoben wird,
dass der Strangpressling verstreckt wird.
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Sobald sich der Wulst in dem Formhohlraum 5 gebildet hat, wird die
Form 6 gleichzeitig mit der Weiterbewegung des Strangpressstempels 15 mit gleichmässiger
Geschwindigkeit verschoben und ein Fluid, wie z.B. Druckluft oder unter Druck stehende
Flüssigkeit, durch den Fluidkanal 8 aus den Auslassöffnungen 9 und 110 in den Wohlraum
16 gedrückt. Dieser Hohlraum wird von der Aussenfläche des Dorns 7, der stranggepressten
Dichtung an der ringförmigen Nut 14 und dem Strangpressling 17 gebildet, der durch
die ringförmige Strangpressöffnung 11 stranggepresst und durch die Druckluft aus
den Auslassöffnungen 9 und 10 aufgeblasen worden ist. Dies ist in Fig. 4 veranschaulicht.
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Venn also die Form 6 über die Strangpressöffnung 11 hinweggleitet,
hält der in der Ringnut 14 gebildete Wulst das neu geformte obere Flaschenende an
der Form 6 fest und zieht den frischen Strangpressling mit nach oben an den Auslassöffnungen
9 und 10 vorbei, so dass das stranggepresste Material fast sofort nach seinem Austreten
aus der Öffnung.11 an die Wand des Formhohlraums 5 gepresst wird.
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Vorzugsweise werden thermoplastische Erzeugnisse mit ungleichmässiger
Wandstärke hergestellt, indem man die Strangpressgeßchwindigkeit und die Geschwindigkeit
der Form konstant hält, während die Form selbst eine veränderliche Gestalt aufweist.
Es ist jedoch bekannt, dass die Wandstärke gesteuert werden kansw indem das Gerät
entsprechend programmiert
wird, um entweder eine einheitliche oder
eine uneinheitliche Dicke zu erhalten. Bei bekannten Verfahren zur Programmierung
der Wandstärke wird entweder die Geschwindigkeit der gleitenden Form oder die Strangpressgeschwindigkeit
des Rohlings vae riiert.
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Das thermoplastische Material des Rohlings 1, das durch die ringförmige
Strangpressöffnung 11 stranggepresst wird, wird bei dem Strangpressvorgang teilweise
biaxial orientiert. Der Rest der gewünschten biaxialen Or.entierung des stranggepressten
Erzeugnisses 17 wird dadurch erzielt, dass de-Strangpressling verstreckt und gegen
die Innenfläche des Formhohlraums 5 aufgeblasen wird.. Nach dem Verstrecken und
Aufblasen ist die Wandstärke-des Strangpresslings erheblich, beisplelsweise um -bis
zu 50 ffi oder mehr, geringer.
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Der Rohling 1 wird weiter von dem Strangpressstempel 15 durch die
ringförmige Strangpressöffnung 11 gepresst, während die Form 6 auf dem Dorn 7 nach
oben gleitet. Durch gleichzeitiges Strangpressen des Rohlings 1 und Aufblasen des
Hohlraums 16 bildet sich die in Fig. 5 gezeigte Flasche 18, die jedoch noch keinen
dichten Boden hat (vgl. Fig. 6). der Boden der Flasche 18 wird dadurch abgedichtet,
dass die Mittelstatzstange 4 zurtickgezogen wird, während die Form 6 anhält und
der Strangpressstempel 15 weiterhin eine Kraft auf das verbleibende Material in
der Strangpresskammer 2 ausübt. Dies ist in Fig. 5 mit dem vollständig geformten
flaschenförmigen Erzeugnis 19 dargestellt, das hochgradig biaxial orientiert ist.
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Fig. 6 und 7 zeigen im einzelnen das Verschliessen des Bodens, bei
dem das teilweise Zurückziehen der mittleren Stützstange 4 dem polymeren Material
des Rohlings unter dem fortgesetzten Druck des Strangpressstempels 15 ermöglicht,
nach innen zu fliessen und einen Verschluss zu bilden.
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Fig.. 7 zeigt die Stellung der Einzelteile unmittelbar nach Herstellung
des hohlen Erzeugnisses aus dem hohlen Rohling.
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Die mittlere Stützstange 4 ist zurückgezogen worden, während der Strangpressstempel
15 den verbleibenden Teil des thermoplastischen Rohlings in den Raum drückt, der
von der zurückgezogenen Mittelstützstange 4 freigegeben wird.
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Nach einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung dahingehend
abgewandelt, dass sich statt einer ortsfesten mittleren Stange eine verschiebbare
mittlere Stützstange durch den Rohling erstreckt. Dies ermöglicht das Arbeiten mit
einem hohlen thermoplastischen Rohling mit einem# geschlossenen Ende, aus dem sich
der Boden des geformten Er#eugnisses bildet.
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Hierdurch entfällt die Verfahrensstufe des Verschliessens des Bodens.
Die Mittelstange und der Rohling bewegen sich beim Strangpressen mit der gleichen
Geschwindigkeit, so dass keine Relativbewegung zwischen dem Rohling und der Mittel
stange stattfindet, die Schmierung zwischen der Mittelstange und dem Rohling auf
ein Mindestmass verringert werden kann. und gleichzeitig der Verschleiss der Mittelstange
herabgesetzt wird.
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Diese abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 11 bis 13 dargestellt.
Wie Fig. 11 zeigt, wird ein hohler zylindrischer Rohling 1a mit einem geschlossenen
Ende 65 in die Strangpresskammer 2 eingesetzt. Die Form 6 befindet sich in ihrer
Ausgangsstellung, in der der Formhohlraum 5 die Strangpresskainmer 2 umgibt. Die
Mittelstange 4a erstreckt sich durch den Fluidkanal 8 des Dorns 7 ins Innere des
Rohlings 1a. Gegebenenfalls kann die Mittelstange beheizt werden, um den Rohling
za erwärmen. Der Strangpresastempel 15æ ist als massiver runder Stab'ausgebildet,
der sich in der Strangpresskammer 2 befindet und an den ~Rohling 1a anstößt. Die
Mittelstange wird gegen den Strangpressstempel gedrückt und übt auf ihn eine geringe
Kraft aus, die nur gerade so gross ist, das der Stempel den Rohling nicht verbiegen
kann und eine gleichmässige Bewegung beim Strangpressen gewährleistet wird. Bei
einer
typischen Ausführungsform beträgt der Druck des Strangpress-2
2 stempels 915 kg/cm und der Druck der Mittelstange 3,5 kg/cm Beim Betrieb drückt
der Strangpressstempel 15a den Rohling 1a aus der Strangpresskammer 2 durch die
Strangpressöffnung 111 und um den Dorn 7 herum. Fig. .12 zeigt ein teilweise geformtes
Erzeugnis, bei dem der Strangpressstempel 15a den Rohling in die Gleitform gepresst
hat, während sich die Mittelstange zusammen mit dem Rohling verschoben hat, so dass
keine Relativbewegung zwischen dem Rohling und der Mittelstange erfolgt. Fluid wird
durch den P idlranal 8 um die Mittelstange 4a herum eingeführt, gelangt durch die
öffnung 10 zur Innenseite der stranggepressten Wand -17 und drückt diese an den
Formhohlraum an, wodurch das Erzeugnis geformt wird.
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Fig 13 zeigt die fertig geformte Flasche im Innern des Formhohlraums
6. Aus dem Boden 65 des Rohlings hat sich der Mittelteil des Flaschenbodens gebildet,
und derjenige Teil der Mittelstange 4a, der sich ursprünglich in dem Rohling befand,
befindet sich nunmehr in dem Fluidkanal 80 Nach dem Formen kann das thermoplastische
Erzeugnis in bekannter Weise warmebehandelt werden, um den kristallinen Anteil zu
erhöhen.
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Der erfindungsgemäss verwendete thermoplastische Rohling ist als Rohr
ausgebildet-, das an beiden Enden oder nur an einem Ende offen piste Im letzteren
Falle kann er als "blinder Roh-Ping bezeichnet werden, Der Rohling wird in dem Strangpresszylinder
so angeordnet, dass das geschlossene Ende den Boden der Flasche bildet. Der rohrartige
Rohling mit offenen Enden kann in de#r Vorrichtung mit ortsfestem Mittelstab oder
in der Vorrichtung mit verschiebbarem Mittelstab verwendet werden; ein blinder Rohling
kann jedoch hur~in der Vorrichtung mit verschiebbareS Mittelstab verwendet werden0
Der
Rohling wird durch Strangpressen oder Spritzguss aus einem thermoplastischen Kunststoff
hergeseet, der durch biaxiale Orientierung eine höhere Festigkeit erlangt. Der Rohling
kann schon von vornherein biaxial orientiert oder nicht orientiert sein.
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Falls ein bereits orientierter Rohling verwendet wird, erfolgt eine
weitere Orientierung beim Strangpressen, Ausrecken und Aufblasen. Der Rohling soll
praktisch amorph sein und einen kristallinen Anteil von nicht mehr als 5 § aufweisen,
und er soll klar sein. Wcnn eine gefärbte Flasche hergestellt werden soll, kann
das Färbemittel, wie ein Farbstoff, dem den Rohling bildenden Kunststoff zugesetzt
werden.
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Die Abmessungen des zu verwendenden Rohlings werden von vielen Faktoren
bestimmt, wie von der gewünschten Dicke und ron dem gewünschten Orientierungsgrad.
Der typische Rohling ist hohl und seine radialen Abmessungen sind, wie die ~Zeichnungen
zeigen, etwas kleiner als diejenigen des Salses der zu formenden Flasche. Die axiale
Länge des Rohlings ist etwas geringer als die Abmessung zwischen der Spitze und
der Mitte des Bodens, gemessen an der Aussenseite der zu formenden Flasche. Um die
Raumbeständigkeit der Flasche, insbesondere die radialen Abmessungen des Flaschenhalses,
zu verbessern, wird der Rohling mit grösseren radialen Abmessungen geformt, auf
eine Temperatur unter dem Kristallisationsschmelzpunkt des Kunststoffs gekühlt und
anschliessend durch eine Reduzierform gepresst, die etwas kleiner ist als die radialen
Abmessungen des Flaschenhalses. Um noch eine weitere Verbesserung der Raumbeständigkeit
zu erreichen, kann der Rohling in einer Kammer zusammengedrückt werden, wobei der
gleiche Aussendurchmesser aufrechterhalten wird und in der Mitte der Kompressionskammer
ein konischer Dorn vorgesehen ist. Auf diese Weise erhält man einen sehr kurzen
Rohling mit einem Aussendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Aussendurchmesser
des Flaschenhalses, und mit einem Innendurchmesser von praktisch
Null.
Man erhält auf die-se Weise einen sehr schmalen Hohlraum etwa von der Grösse eines
Nadelloches, der durch die Mitte des Rohlings verläuft. Die zusammengedrückten Rohlinge
werden in der oben beschriebenen Vorrichtung; verwendet, bei der der Mittelstab
nicht vorhanden oder völlig zurückgezogen ist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung können angewandt
werden, um Erzeugnisse verschiedener Form und Grön- -se aus verschiedenen thermoplastischeli
Kunststoffen herzustellen.
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Ausset Polyäthylenterephthalat und Copolyestern des Äthylenterephthalats
kann mail als thermoplastische Kunststoffe Copolymerisate aus Acrylnitril, Sty#rol
und Acrylsäureestern, Copolymerisate aus Acrylnitrii und Methacrylsäureestern, Copolymerieate
des Methacrylnitrils, Polycarbonate, Poly-bis-(paminocyclohexyl)-dodecansäureamid
und andere Polyamide, Polyformaldehyd, Niederdruck-Polyäthylen und Polypropylen,
andere Polyester und Polyvinylchlorid verwenden.
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Laminierte Plaschenwandùngen oder dergleichen können nach dem erfindungsgemässen
Verfahren aus hohlen zylinderförmigen Rohlingen mit laminierten Wandungen hergestellt
werden. Rohlinge mit laminierten Wandungen werden durch koaxiale Laminierung von
mehreren Rohlingen aus dem gleichen oder verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen
erhalten. Praktische Beispiele für Kombinationen sind Polyäthylenterephthalat auf
der Innenseite, koaxial laminiert mit Polyvinylidenchlorid-Copolymerisat oder hydrolysiertem
Äthylen-Vinylacetat-Copoly#erisat auf der Aussenseite.
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Rohlinge aus Mehrfach-Polymerisatgeinischen können in mehreren Schichten,
vorzugsweise in drei Schichten, stranggepresst werden, wobei die Schicht des zusätzlichen
Polymerisats sich zwischen den beiden flaschenbildenden Polyinerisatschichten befindet.
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Der Rohling muss beim Strangpressen eine Temperatur innerhalb des
Bereichs der biaxialen Orientierung erreichen, d.h. die Temperatur des zu verwendenden
Polymerisats muss in dem Be?-reich liegen, bei dem die Orientierung ohne Streifenbildung
erfolgt. Die beim Strangpressen erzeugte Wärme genügt im allgemeinen für diese Zwecke,
so dass der Rohling bei Raumtemperatur stranggepresst werden kann. Der Orientierungstemperaturbereich
schwankt jedoch von Polymerisat zu Polymerisat und ist abhängig von Faktoren, wie
von dem kristallinen Anteil uni von der Einfriertemperatur des Polymerisats. Falls
der Orientierungstemperaturbereich des Polymerisats so hoch ist, d&ss die sich
beim Strangpressen entwickelnde Wärme nicht ausreicht, kann der Rohling vor dem
Strangpressen vorerhitzt werden.
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In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile, Prozente und Verhältnisse,
wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.
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#eispiei 1 Polyäthylenterephthalat mit einer inhärenten Vlscosität
von 0,96 wird zu einem hohlen zylinderförmigen, amorphen Rohling von 11,43 cm Länge,
17,27 mm Aussendurchmesser, 9,52 mm Innendurchmesser und einem Gewicht von etwa
22,6 g verformt. Der Rohling wird auf 920 C vorerhitzt und in der oben beschriebenen
Vorrichtung durch die 9##-förmige Öffnung von 0,838 mm bei einer Zylindertemperatur
von 850 C stranggepresst. Die Geschwindigkeit des Stempels 15 beträgt 9,14 cm/sec
~und die Geschwindigkeit der Form 6 12,95 cm/sec, Luft von Z7,S5 atü wird durch
die Öffnungen 9 und 10 eingeleitet. Der innere Fürmdurchmesser beträgt 6,35 cm.
Die entstehende Flasche hat eine Wandstärke von 0,29 mm; die axiale Zugfestigkeit
beträgt 1160 kg/cm² und die Umfangszugfes,tigkeit 1877 kg/cm².
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Beispiel 2 Beispiel 1 wird mit folgenden Abänderungen ~wiederholt:
Inhärente Viskosität 1,0 Rohlinglänge 16,51 cm Aussendurchmesser des Rohlings 1,727
cm Innendurchmesser des Rohlings 1,211 cm Gewicht des Rohlings 23,5 g Vorerhitzungstemperatur
1000 C Zylindertemperatur 90-100°C Öffnung 0,0889 cm Kolbengeschwindigkeit 12,7
cm/sec Formgeschwindigkeit 14,73 cm/sec Luftdruck 23,8 atu axiale Zugfestigkeit
562,5 kg/cm² Umfangszugfestigkeit 2029 Kg/cm² Wandstärke 0,427 mm Beispiel 3; Eine
Flasche aus thermoplastischem Kunststoff wird nach Beispiel 1 durch Strangpressen
und Blasformen eines hohlen, zylinderförmigen Rohlings von 11943 cm Länge mit einem
Aussendurchmesser von 17,27 mm, einem Innendurchmesser von 9,52 mmi und einem Gewicht
von 22,6 g aus Polyäthylenterephthalat mit einer inhärenten Viskosität von 0,91
hergestellt. Der Rohling hat eine Dichte an der Aussenfläche von 1,332 und an der
Innenfläche von 1,334 und einen kristallinen Anteil von 5 Die Flasche zeigt die
folgenden Eigenschaften:
1. Dichte und kristalliner Anteil des
Polyesters an verschiedenen Kristalliner Stellen der Flasche Dichte Anteil Hals
1,332 0 oberes Ende des zylinderförmigen Teils 1,345 6 Mitte des zylinderförmigen
Teils 1,356 17 unteres Ende des Zylinders förmigen Teils 1,361 22 Boden der Flasche
1,332 0 II. Zugfestigkeitseigenschaften axial Umfang (zylinderförmiger Flaschenteil)
,Zugfestigkeit, kg/cm2 548 1673 Bruchdehnung, ffi 59 17 Zugmodul, kg/cm2 17 294
48 015 Streckgrenze, kg/cm2 534 703