DE2513834B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung biaxial orientierter Hohlkörper - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung biaxial orientierter Hohlkörper

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem derartigen bekannten Verfahren (DE-OS 16 489) wird der kalte Vorformling gleichzeitig in einzelnen in Achsrichtung der unterschiedlichen Gestalt des fertigen Hohlkörpers entsprechenden Abschnitten auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt. Eine biaxiale Orientierung des Kunststoffs ist dabei nicht vorgesehen, und die Materialerwärmung erfolgt auf eine Temperatur über der Orientierungstemperatur.
Bei sinngemäßer Anwendung des bekannten Verfahrens zur Herstellung von biaxial orientierten Hohlkörpern treten durch die gleichzeitige Erwärmung der einzelnen Abschnitte auf unterschiedliche Temperaturen Spannungen im Material auf, welche die Festigkeit und die Orientierung beeinflussen. Diese Spannungen werden beim bekannten Verfahren bei einer Erwärmung über die Orientierungstemperatur ausgeglichen.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein derartiges bekanntes Verfahren so weiterzubilden, daß Hohlkörper mit zur Achsrichtung unregelmäßiger Gestalt hergestellt werden können, die e'ne biaxial orientierte Wandfläche mit gleichförmiger Festigkeit ίο aufweisen.
Dies wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen erreicht
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den entsprechenden Unteransprüchen enthalten.
Zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, durch welche die Vorformlinge mit Hilfe einer Fördereinrichtung und Halteorganen transportiert werden, wobei gemäß der Erfindung zum bereichsweisen Erwärmen im Ofen zusätzliche Heizeinrichtungen für die Vorformlinge angeordnet sind, und wobei die die Vorformlinge aufnehmenden Haltestifte im Bereich der zusätzlichen Heizeinrichtungen in an sich bekannter Weise mittels Zahnrad bzw. Kettenrad drehangetrieben sind.
Die Fördereinrichtung kann in einer aus der DE-OS
21 01 608 für die Herstellung von Hohlkörpern durch Aufblasen von gleichmäßig erwärmten Vorformlingen bekannten Weise eine endlos umlaufende Kette aufweisen, an der die Achse der Haltestifte mit dem Kettenrad drehbar gelagert ist, wobei eine feste Kette vorgesehen ist, in welche das Kettenrad im Bereich der zusätzlichen Heizeinrichtung eingreift und auf der Kette abrollt, so daß der Vorformling vor der zusätzlichen Heizeinrichtung gedreht wird.
Die zusätzliche Heizeinrichtung ist vorzugsweise in an sich bekannter Weise als Infrarotstrahler ausgebildet.
Durch das erfindungsgemäSe Verfahren und durch die erfindungsgemäße Voi /ich tu ng zur Durchführung des Verfahrens wird also im Gegensatz zu dem Bekannten mit entsprechend der Durchmesseränderung entlang der Achse des Hohlkörpers sich ändernden Temperaturen des Vorformlings die Erwärmung der stärker erwärmten Teile in einer gesonderten Stufe nach einer gleichförmigen allgemeinen Erwärmung des Vorformlings auf die Orientierungstemperatur vorgenommen, wodurch Spannungen durch die unterschiedlichen Temperaturen im Vorformling weitgehend vermieden werden, und das Endprodukt eine einwandfrei gleichförmig biaxial orientierte Wand mit gleichmäßiger Festigkeit erhält.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung; die
Fig.2 und 3 geben vertikale Ansichten, teilweise im Schnitt, längs der Linien A-A und ß-flder Fig. 1 wieder; die
F i g. 4 zeigt eine Ansicht, teilweise abgebrochen, längs der Linie C-Cder F i g. 3; die
F i g. 5 zeigt eine Vorderansicht eines !fertigen hohlen Gegenstands, während die
F i g. 6 eine Unteransicht des in der F i g. 5 wiedergegebenen Behälters darstellt.
In der Fig. I ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Draufsicht auf die Vorrichtung wiedergegeben,
die zusätzliche Heizeinrichtungen I, Heißluftzuführungsöffnungen 2, eine als Förderkette ausgebildete Kette 3 für die Vorformlinge 9, Achsen 4 und 4' zum Umlenken der Kette 3, einen Ofen 5 und Einrichtungen 6 zur Einführung eines Vorformlings 9 in den Ofen 5 umfaßt
Die Fig.2 und 3 zeigen einen Haltestift 7 für die Vorformlinge 9, ein Zahnrad oder Kettenrad 8 zum Drehen des Haltestifts 7, einen Vorformling 9, eine Feste Kette 10, in die das Kettenrad 8 eingreift, eine den HaJtestift 7 tragende Achse 11 und eine Kettenführung IZ
Die die Haltestifte 7 für die Vorformlinge 9 tragende Kette 3 ist endlos und läuft in Richtung der in F i g. 1 angegebenen Pfeile um. Der Ofen 5 wird mit Hilfe von heißer Luft, die über die Heißluftzuführungsöffnungen 2 eingeführt wird, auf eine vorherbestimmte Verformungstemperatur 7*erhitzt Der Vorformling 9, der mit Hilfe der Einrichtung 6 auf den Haltestift 7 aufgebracht wird, wird durch den Ofen 5 geführt und gleichmäßig aufgeheizt und erreicht schließlich den Berech, mit dem er auf seinem vorletzten Durchgang durch die Fördereinrichtung mit der zusätzlichen Heizeinrichtung 1 in Berührung kommt Die zusätzliche Heizeinrichtung 1 umfaßt beispielsweise Gruppen aus drei Infrarot-Heizeinrichtungen, die derart angeordnet sind, daß sie die oberen, mittleren bzw. unteren Bereiche der Vorformlinge 9 erhitzen und die so angeordnet sind, daß sie in einer vertikalen Linie auf und abwärts bewegt werden können. Weiterhin sind die zusätzlichen Heizeinrichtungen 1 mit Spannungsreglern verbunden, über die die zugeführte Wärmemenge in geeigneter Weise gesteuert werden kann. Der auf dem Haltestift 7 montierte Vorformling 9 wird in Richtung der Pfeile durch den Ofen 5 geführt und gleichzeitig mit Hilfe des in die feste Kette 10 eingreifenden Kettenrades 8 während der Zeit mit konstanter Umlauffrequenz gedreht, während der gewisse Bereiche des sich drehenden Vorformlings 9 während einer vorherbestimmten Zeit mit Hilfe der zusätzlichen Heizeinrichtungen 1 weitererhitzt werden. Als Ergebnis davon werden der obere, der mittlere und der untere Bereich oder gewisse andere Bereiche des Vorformlings 9 in Umfangsrichtung gleichmäßig auf Temperaturen von (T+ti)°Ct (T+ I2)0C bzw. (T+t£°C erhitzt Der in dieser Weise erhitzte Vorformling 9 wird dann in eine sich anschließenden Blasstufe oder Streck- und Blasstufe eingeführt, um in die gewünschte Gestalt gebracht zu werden.
Beispiel
Man verwendet Polypropylen mit einer Dichte von 0,900 g/cm3 (bei 200C) und einem Schmelzindex von 0,5 g/10 Min. (ACTM-D- 1238-62T) als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Vorformlingen 9 mit einem äußeren Durchmesser von 22 mm, einer Wandstärke von 5 mm, einem inneren Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 120 mm, wozu man eine Strangpresse und eine Vorformlings-Schneideeinrichtung verwendet. Der gebildete Vorformling 9 wird mit Hilfe des in der Fig. 1 wiedergegebenen Ofens 5 auf tine Temperatur von 155UC erhitzt (die im folgenden als Temperatur 7"0C bezeichnet wird). Der obere Bereich, d. h. der in der Fig.5 wiedergegebene Bereich A (Dehnungsverhältnis 1,6), wird mit Hilfe der zusätzlichen Heizeinrichtung 1 auf eine Temperatur von 7*+4°C erhitzt, während der mittlere Bereich (d. h. der in der F i g. 5 wiedergegebene Bereich B [Dehnungsverhältnis 2,3]) auf eine Temperatur von T+ T C erhitzt wird und der
ίο untere Bereich, d. h. der in der Fig.5 wiedergegebene Bereich C (Dehnungsverhältnis 3,0), nicht zusätzlich erhitzt wird. Der in dieser Weise erhitzte Vorformling 9 wird aus dem Ofen 5 entnommen, worauf die Enden des Vorformlings !) von Greifern einer üblichen Streckvorrichtung gefaßt und der Vorformling 9 mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung seiner Längsachse um das etwa 2^fache verstreckt wird. Der in dieser Weise gestreckte Vorformling 9 wird sofort in eine Metallform eingebracht, der·'η Innenkontur den F i g. 5 (Vorderansicht) und 5 (Untctansieht) entspricht, wonach ein unter Druck stehendes Fluid, wie Luft, in den Vorformling 9 eingeblasen wird, um einen Behälter zu formen. Die Dickenverteilung des mit Hiife der zusätzlichen Heizeinrichtung 1 erhaltenen Behälters ist in der folgenden Tabelle im Vergleich zu der Dickenverteilung eines Behälters wiedergegeben, der durch übliches gleichmäßiges Erhitzen hergestellt wurde. Die angegebenen Punkte entsprechen den in der F i g. 5 angegebenen Zahlen.
Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß die Dickenverteilung des erfindungsgemäßen Behälters wesentlich gleichmäßiger ist verglichen mit dem Behälter, den man aus dem gleichen Vorformling durch ühliciies gleichmäßiges Erhitzen erhält
Durch geeignetes Steuern der Heizintensität, der Aufheizstelle und der Aufheizzeit können bei den: Formen von Behältern unterschiedlicher Gestalt praktisch die gleichen Ergebnisse erzielt werden. Es versteh? sich, daß die oben angegebene Vorrichtung lediglich dazu dient, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu verdeutlichen.
Meß Dicke (mm) Seite Herkömmlicher Seite
punkt Behälter
Erfindungsgemäßer Vorderseite
Behälter 1.2
1 Vorderseite 1,1
2 1,0 0,9
3 1,0 0,5 0» 0.8
4 1,0 0,6 0,6 0,6
5 0,9 0,5 0,4
V 0,8 0,5 0.3
2' 0,4 0.1
3'
4'
5'
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung biaxial orientierter Hohlkörper mit zur Achsrichtung unregelmäßiger Gestalt, bei dem ein hohlzylindrischer fester Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff mit einheitlicher Wandstärke auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt, axial gestreckt und anschließend zur endgültigen Gestalt blasverformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der gesamte Vorformling auf die Orientierungstemperatur mit einer Temperaturtoleranz von ±1°C gleichmäßig erwärmt wird, und daß anschließend der gewärmte Vorformling bereichsweise in Achsrichtung an den Bereichen, die den Teilen des Endprodukts mit kleinerem Durchmesser entsprechen, zusätzlich auf eine um 1 bis 5° C höhere Temperatur erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling bei der bereichsweisen zusätzlichen Erwärmung in an sich bekannter Weise gedreht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Polypropylen die Vorerwärmungstemperatur 155° C und die bereichsweise Erwärmungstemperatur 159° C beträgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Ofen, durch welchen die Vorformünge mit Hilfe eine,- Fördereinrichtung und Halteorganen transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum bereichsweisen Erwärmen im Ofen (5) zusätzliche Heizeinrichtungen (1) für die Vorformlinge (9) angeordnet sind, und daß die Haltestifte (7) im Bereich der zusätzlichen Heizeinrichtung (1) in an sich bekannter Weise mittels Zahnrad bzw. Kettenrad (8) drehangetrieben sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung in an sich bekannter Weise eine endlos umlaufende Kette (3) aufweist, an der die Achse (11) der Haltestifte (7) rait dem Kettenrad (8) drehbar gelagert ist, und daß eine feste Kette (10) vorgesehen ist, in welche das Kettenrad (8) im Bereich der zusätzlichen Heizeinrichtung (1) eingreift.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (I) in an sich bekannter Weise als Infrarotstrahler ausgebildet ist.
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