DE2442254A1 - Verfahren zum herstellen von hohlkoerpern aus kunststoff - Google Patents
Verfahren zum herstellen von hohlkoerpern aus kunststoffInfo
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Description
Messer« Griesheim GmbH
Kennwort: Preßluftunterstützung
Erfinder:
Kennwort: Preßluftunterstützung
Erfinder:
Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff
(Zusatz zu Patentanmeldung P 22 23 580.9-16-)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern
aus Kunststoff nach dem Blasverfahren nach Patentanmeldung P 22 23 580.9-16.
Nach dem Verfahren der Plauptanmeldung wird ein Vorformling in
einer Blasform mittels eines tiefkalten verflüssigten Gases
aufgeweitet und gekühlt. Das flüssige Gas, in erster Linie ist dabei an Stickstoff gedacht, durchläuft bei Beginn des
Maschinenarbeitstaktes die warme Leitung und den warmen Blasdorn,
wobei es verdampft. Das verdampfte, tiefkalte Gas dient zum Aufblasen des Vorformlings. Im weiteren Verlauf der.
Einströmphase kühlt sich auch die Leitung und der Blasdorn zunehmend ab, so daß immer weniger flüssiges Gas verdampft.
Es gelangt ein Gas-Flüssigkeitsgemisch, schließlich, reine versprühte
Flüssigkeit in den Vorformling. Diese verdampft infolge des Kontaktes mit dem warmen Vorformling. Das verdampfte Gas
entweicht während der Spülphase, in welcher gleichzeitig noch flüssiger Stickstoff eingesprüht wird.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß mit einem ■
einzigen, tiefkalten Medium in einem einzigen Arbeitstakt der Hohlkörper aufgeblasen und gekühlt wird. Die bisher übliche
Aufteilung in eine separate Blasphase mit einem Medium mit Umgebungstemperaturen und in eine separate nachgeschaltete
Kühlphase mit einem Medium mit tiefer Temperatur entfällt, da die Blasphase kontinuierlich in die Kühlphase übergeht.
- 2 - ■ ■ ·
60981 2/048Ä- ,
BAD
Dadurch wird der Maschinenarbeitstakt spürbar verkürzt, die Maschinenleistung somit erhöht. Es muß nur sin Medium gesteuert
werden. Dadurch ergibt sich insbesondere bei kleineren Hohkörpern mit dementsprechend kurzen Taktzeichen als weiterer
Vorteil eine erhebliche Vereinfachung der Anlage.
Bei großen Hohkörpern nimmt der spezifische Stickstoffverbrauch
ab. Das kann so weit gehen, daß zum Aufblasen mehr Stickstoff benötigt wird als zum Kühlen. .
Außerdem kann es dazu kommen, daß dann der Wärmeinhalt der
Stickstoffleitung und des Blasdorns nicht mehr ausreicht, um
genügend flüssigen Stickstoff zu verdampfen, in der Hauptanmeldung
ist deswegen vorgeschlagen worden, in derartigen Fällen den Blasdorn oder die Stickstoffleitung mit einer zusätzlichen
Heizung zu versehen.
Wenn auch auf diese Weise große Hohlkörper aus Kunststoff einwandfrei
hergestellt werden können, so ist es doch in manchen Fällen unbefriedigend, wertvollen flüssigen Stickstoff ausschließlich
zu dem Zweck zu verdampfen, genügend Gas zum Aufblasen der Hohlkörper bereitzustellen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Variante zu dem Verfahren mit Zusatzheizung zu schaffen, bei dem die.
Vorteile des Blasens und Kühlens mit einem Medium im wesentlichen erhalten bleiben, eine Verdampfung von flüssigem Stickstoff über
die für die Kühlung erforderliche Menge hinaus jedoch eingeschränkt
oder ganz vermieden wird.
Dies läßt sich erreichen, wenn bei einem Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem Blasverfahren, bei dem
ein Vorformling in einer Blasform mittels eines tiefkalten verflüssigten Gases aufgeweitet und der Gegenstand gekühlt wird,
wobei das Gas durch eine einzige, mit einem im Maschinenarbeitstakt
gesteuerten Ventil versehene Leitung und einen Blasdorn in solcher Weise in den Vorformling strömt, daß bei Beginn der
609812/0484
Einströmphase das aus einem unter Druck stehenden Speicherbehälter
verflüssigt abgezogene Gas beim Durchgang durch die warme Leitung und den warmen Blasdorn verdampft aus
dem Blasdorn austritt und den Vorformling aufweitet, im weiteren Verlauf der Einströmphase infolge Abkühlung
der Leitung und des Blasdorns nur noch teilweise verdampft und schließlich am Ende der Einströmphase in flüssigem Zuband
in den Vorformling gelangt, gemäß der Erfindung zu Beginn der Einströmphase zur Verstärkung des AufblasVorganges zusätzlich in
den Vorformling Preßluft eingeblasen wird, deren Zufuhr vor Erreichen des endgültigen Blasdrucks unterbrochen wird.
Um den Vorteil des Verfahrens der Hauptanmeldung beizubehalten,
daß nämlich das zum Aufblasen dienende Gas bereits eine tiefe Temperatur hat und gegen Ende des Blasvorgangs sich kontinuierlich
der Temperatur des flüssigen Gases nähert, muß die Zufuhr der Preßluft mit Raumtemperatur beendet werden, ehe der endgültige
Blasdruck erreicht ist. Zweckmäßigerweise wird die Preß, luftzufuhr spätestens dann abgestellt, wenn 80$ des endgültigen
Blasdrucks erreicht sind.
Aus dem gleichen Grund darf auch die Preßluftmenge nicht zu hoch werden. Das Blasmedium bleibt kalt genug, wenn die Preßluftmenge
25$ der zum Aufblasen benötigten Gasmenge nicht übersteigt.
Auch die Preßluftzufuhr muß im Maschinenarbeitstakt gesteuert
werden. Dies ist jedoch kein Nachteil. Da das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise für große Hohlkörper gedacht ist, bereitet
es bei den für diese Hohlkörper notwendigen langen Taktzeiten keine Schwierigkeiten, noch ein zweites Medium zu steuern.
Außerdem müßte auch bei einer Zusatzheizung diese im Maschinenarbeitstakt gesteuert werden. Es sei an dieser Stelle bemerkt,
daß man die erfindungsgemäße Preßluftzufuhr als eine spezielle Zusatzheizung ansehen kann, bei der die Heizung mittels eines
Wärmeträgers erfolgt, der in den Hohlkörper -mit eingeblasen wird.
- 4 609812/0484
Die Zufuhr der Preßluft kann durch die Leitung für das verflüssigte
Gas, also in der Regel Stickstoff, erfolgen. Wenn nur die zu rasche Abkühlung des Blasdorns vermieden v/erden
soll, auf das Temperaturverhalten der Zuleitung jedoch keine Rücksicht genommen zu werden braucht, kann die Preßluft auph
durch einen separaten Kanal im Blasdorn eingeführt werden. Dies bereitet bei großen Hohlkörpern keine Schwierigkeiten,
da bei derartigen Hohlkörpern auch der Blasdorn entsprechend dimensioniert ist. Um einen guten und gleichmäßigen Wärmeübergang
zu erreichen wird dabei die Preßluft zweckmäßig in einem Ringkanal geführt.
Das folgende Ausführungsbeispiel betrifft die Herstellung einer Polyäthylen-Flasche von 5 1 Rauminhalt und 200 g Gewicht nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren.- Als verflüssigtes Gas wird
Stickstoff verwendet.
Es wird mit einem Blasdruck von 9 atü gearbeitet. Zu Beginn des
Aufblasens hat der extrudierte Schlauch bereits ein Volumen von ca. 2 1. Während des Blasvorganges wird erfindungsgemäß
bis zu einem Behälter-Innendruck von 6 atü zusätzlich zum Stickstoff Preßluft beigegeben. Die Preßluftzufuhr wird also
nach Erreichen von 66,7% des endgültigen Blasdrucks abgestellt.
Dies geschieht durch ein auf 6 atü eingestelltes Rückschlagventil.
Es ergibt sich hierbei ein Stickstoffverbrauch von 84 g Np/Plasche.
Dies entspricht einem spezifischen Stickstoffverbrauch von 0,42 kg
Ng/kg PE. Auf Normvolumen umgerechnet (Spez. Gew. von N2= 1,25 kp/Nm)
ergibt sich ein Verbrauch von 66 Nl Np/Plasche.
Aus einem Vergleichsversuch, bei dem ausschließlich mit Stickstoff
gearbeitet wurde, ergab sich, daß für das Aufblasen insgesamt 48 Ne: Gas erforderlich sind, während für das ansschließende
Spülen und Kühlen 25,5 Nl Stickstoff erforderlich sind. Diese
Werte ändern sich auch bei Preßluftzugabe nicht, so daß insgesamt
609812/0484 - 5 —
_ 5 —
66-25,5 = 40,5 Nl N0 zum Aufblasen der Flasche benötigt werden.
Die Differenz zwischen 48 Np f und 40,5 Nl, nämlich 7,5 N.e'i
ist der Preßluftanteil. Er beträgt also 15,6$ der gesamten
zum Aufblasen benötigten Gasmenge. ■ ...
Für den Vergleichsversuch seien noch die folgenden Werte .
angegeben: .
92 g N2/Flasche
= 0,46 kg N2/kg PE " - - V
= 0,46 kg N2/kg PE " - - V
= 73,5 Nl/Flasche
Bei einem Blasdruck von 9 atü und dem bereits im extrudierten
Schlauch vorhandenen Volumen von 2 1 ergibt sich, daß insgesamt 48 Ne! Stickstoff zum Aufblasen benötigt werden, während der.
Rest, 25,5 Nl Stickstoff zum Spülen benötigt wird.
Aus diesen Vierten läßt sich auch leicht die Mischtemperatur
des einströmenden Preßluft- und Stickstoffvolumens ermitteln:
Zum Aufblasen auf 6 atü, also bis zum Abstellen der Preßluftzufuhr,
werden insgesamt L (6+1). 5 - 2 = 33 Nl Gas benötigt, davon sind
7,5 Nl Preßluft von 2930K und 25,5 Nl Stickstoff von 830K. Die
spezifische Wärme von Luft und Stickstoff kann als gleich groß
angesetzt werden, es ergibt sich demnach für' die Mischtemperatur T:
7,5 Nl . 293°K + 25,5 Nl . 83°K = 33 Nl.T 0K
T - 130° K=- 143°C
Die mittlere Mischtemperatur während des Aufblasvorganges beträgt
also - 1430C, wobei davon ausgegangen ist, daß lediglich die
Gaswärme des eingeblasenen Stickstoffs zur Abkühlung der Preßluft dient, während die Verdampfungswärme zur Abkühlung der
Stickstoffzuleitung, des Blasdorns und des Vorformlings eingesetzt
wird.
60 9 8 1-2/(K 8
Der Vorformling wird demnach mit einem sehr kalten Gas aufgeblasen,
welches jedoch zunächst noch keinen Flüssiggas-Anteil besitzt. Eine Schockwirkung wird somit vermieden. Erst wenn der
Vorformling seine endgültige Gestalt erreicht hat, gelangt auch verflüssigtes Gas in immer stärkerem Maß in den Hohlkörper.
Durch den kontinuierlichen Übergang von verdampften Gas auf verflüssigtes Gas während des Einströmens ergibt sich eine sehr
rasche Kühlung und eine beträchtliche Verringerung der Taktzeit, so daß in der Zwischenzeit beträchtlich mehr Hohlkörper hergestellt
werden können als mit den bisher üblichen Verfahren.
609812 / OA 8
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem Blasverfahren, bei dem ein Vorformling in einer
Blasform mittels eines tiefkalten verflüssigten Gases .·
aufgeweitet und der Gegenstand gekühlt wird, wobei das Gas durch eine einzige, mit einem im Maschinenarbeitstakt
gesteuerten Ventil versehene Leitung und einen Blasdorn in solcher Weise in den Vorformling strömt,
daß bei Beginn der Einströmphase das aus einem unter Druck stehenden Speicherbehälter verflüssigt abgezogene
Gas beim Durchgang durch die warme Leitung und den warmen
Blasdorn verdampft, gasförmig aus dem Blasdorn austritt und den Vorformling aufweitet, im weiteren Verlauf der
Einströmphase infolge Abkühlung der Leitung und des Blasdorns nur noch teilweise verdampft und schließlich am Ende
der Einströmphase in flüssigem Zustand in den Vorformling gelangt, nach Patentanmeldung P 22 23 58O..9-I6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn der Einströmphase zur Verstärkung des Aufblasvorgangs
zusätzlich in den Vorformling Preßluft eingeblasen wird, deren Zufuhr vor Erreichen des endgültigen
Blasdrucks unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Preßluftzufuhr spätestens
nach Erreichen von 80$ des endgültigen Blasdrucks abgestellt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßluftmenge 25$ der zum Aufblasen benötigten
Gasmenge nicht übersteigt.
2.9.1974
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609812/0 4
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Free format text: DIE BEZEICHNUNG LAUTET RICHTIG: VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON HOHLKOERPERN AUS KUNSTSTOFF |
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