DE2926044A1 - Verfahren und vorrichtung zum hitzebehandeln blasgeformter thermoplastischer gegenstaende - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
• Auslösen der Kristallisation in einem geblasenen thermoplastischen Gegenstand. Genauer gesagt betrifft die Erfindung das thermische Konditionieren eines geblasenen Gegenstandes aus Polyethylenterephthalat, so daß nu die Teile des Gegenstandes, die molekular orientiert worden sind, erhitzt werden, um einen klaren Gegenstand mit verbesserten physikalischen Eigenschaften zu erhalten.
• In verschiedenen Patentschriften sind Verfahren zur Herstellung biaxial orientierter Polyethylenterephthalat-Filme, die zur Kristallisation einer Hitzehärtungsbehandlung (heat setting treatment) unterworfen werden, beschrieben. Als Beispiele seien genannt: die US-PS'e 3 177 277, 2 995 779, 3 107 139 und 2 823 421 sowie die GB-PS'e 851 874, 915 805 und 1 803 665.
• Selbst in der kürzlich veröffentlichten US-PS 3 733 309 ist eine geblasene Polyethylenterephthalat-Flasche beschrieben, die hitzebehandelt werden kann. Alle vorgenannten Druckschriften sind durch hinweis auf sie hicr eingearbeitet.
• Bisher ist aber nicht in Betracht gezogen worden, daß ein geblasener Polyethylentexephthalat-Gegenstand, wie eine Flasche, entlang seiner axialen Au #dehnung unterschiedliche Molekülorientierungsgrade ausweist N: htunterschiedliche Hitzebehandlung de ganzen Gegenstandes würde das Wachstum sphärolitiseher Kristalle in nicht-molekular orientierten Teilen des Gegenstandes hervorrufen. Der resultierende Gegenstand würde opake spröde Teile aufweisen und wäre wirtschaftlich und strukturell ungeeignet. Außerdem ist dem Stand der Technik nicht zu entnehmen, wie geblasene Gegenstände, wie Flaschen, zu behandeln sind, um ihre Verformung infolge Schrumpfen des Materials während der Hitzebehandlung zu verhindern.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die potentiellen Schwierigkeiten,die bei der Hitzebehandlung von thermoplastischen Gegenständen, wie Flaschen, auftreten und die schädlichen Wirkungen, die sie mit sich bringt, zu beseitigen und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Hitzebehandlung von geblasenen thermoplastischen Gegenständen zu schaffen, die zu Gegenständen mit verbesserten Eigenschaften gehören. Die Lösung der Aufgabe ist in den vorstehenden Ansprüchen angehaben.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nach einer, zwei oder drei Formen ausgeführt sein. Genauer gesagt, können entweder die Blasformen selbst oder getrennte Matrizenkörper mit Heizvorrichtungen versehen sein, um die gewünschte Hitzebehandlung zu bewirken. Bei jeder Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Paar Profilkörper auf, die zusammenwirkend einen Blasformhohlraum begrenzen, der der Größe und Gestalt des gewünschten gevJlasenen Gegenstands entspricht. Jeder Prof ilkörper weist thermisch isolierte Teile entlang der Formhohlraumachse auf, mit Mitteln, die mindestens ein korrespondierendes Teil in jedem der Profilkörper zur Hitzebehandlung dieser korrespondierenden Teile des geblasenen Gegenstandes erhitzen können.
• Vorzugsweise sind Mittel zum Aufbringen eines Strömungsmitteldrucks auf das Innere des geblasenen Gegenstandes während erhitzebehaI:lelt wird, vorgesehen, um den Wärmeübergang zu verbessern und der Schrumpfung des thermoplastischen Materials entgeyenzuwirken. Außerdem können Mittel zum axialen Recken des Rohlings entweder während oder vor dem Blasen vorgesehen sein.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Rohling aus im wesentlichen amorphen Material, d. h. einer Kristallinität unter etwa 5 %, thermisch bei einer Temperatur in einem Bereich, der Molekularorientierung herbeiführt, konditioniert.
• Für Polyethylenterephthalat liegt diese Temperatur im Bereich von etwa 75 bis 1100 C. Dann wird der Rohling im Blasformhohlraum aufgeweitet, während das Material eine Temperatur in dem gewünschten Bereich hat, um einen geblasenen Gegenstand mit Teilen, die unterschiedlich stark molekular orientiert sind, zu erhalten. So wird z.B. der Körper einer Flasche während des Aufweitens (Blasformens) stärker gereckt als das End- und das Borjienteil. Der Aufweitungsgrad des Materials kann innerhalb geeigneter Bereiche ausgewählt werden, vorzugsweise aber so, daß durch Dehnung ausgelöste Kristallisation erreicht wird.
• Im Anschluß an die Blasstute wird der geblasene Gegenstand einem Hitzebehandiungsverfahren unterworfen, bei dem die stark molekular orientierten Teile des Gegenstandes, z.B. der Körper einer Flasche, auf eine Temperatur gebracht werden, die Kristallwachstum in hohem Maße fördern. Andere weniger orientierte Teile des Gegenstandes, wie der Endabschnitt und der Boden einer Flasche, können ent#~r-der gehühlt oder auf eine Temperatur erwärmt werden, die das Kristallwachstum in diesen Gebieten begrenzt.
• Die erfindungsgemäß erhaltenen geblasenen und hitzebehandelten Gegenstände schließen unterschiedlich kristallisierte Bereiche ein, antsprechend der Art der Orientierung und der Hitzebehandlung, der die Bereiche unterworfen worden sind. So wird z.B. der Bereich, der während des Aufweitens am stärksten molekular orientiert worden ist, nach dem Hitzebehandlungsvorgang auch der am stärksten kristallisierte Bereich sein. Die in dem bestimmten Bereich durch dieses Verfahren erzielte kristalline Struktur hat eine dehnungskristallisierte morphologische Struktur im Gegensatz zu einer sphärolitischen thermisch kristallisierten morphologischen Struktur als Folge davon, daß der Bereich vor der Hitzebehandlung molekular orientiert worden ist. Andere weniger molekular orientierte Teile des Gegenstandes werden nach dem Aufweiten und thermischen Konditionieren wenig kristallisiert oder weitgehend amorph sein. So wird z.B. das thermoplastische Material eines Flaschenhalses während des Blasformens nicht wesentlich aufgeweitet und daher nicht molekular orientiert sen. "orzugsweise wird dieser Teil des Gegenstandes während der Hitzebehandlung gekühlt, um die Entwicklung oder Bildung sphär>-litischer Kristalle zu vermeiden, die zu einer opaken spröden Struktur führen würden. Andere Teile des Gegenstandes, z.B.
• der Flaschenboden oder -fuß, können mittelmäßig entwickelte Molekularorientierung einschließen; sie werden nur schwach hitz&#ehandelt, um die Bildung der unerwünschten sphärolitischen Kristalle zu vermeiden. Selbstverständlich hängen die Hitzebehandlungstemperaturen und zeiten von dem jeweiligen thermoplastischen Material, dem Ausmaß der Molekularorientierung und den gewünschten Kristallinitätsgraden, die durch die Behandlung erreicht werden, ab.
• Die Erfindung führt zu nachstehenden Vor teilen gegenüber dem Stand der Technik.
• Erstens führt die Erfindung zu thermoplastischen Materialien mit vielen verbesserten Eigenschaften, wie verbesserte Fließspannung, Dichte, erhöhte Undurchlässigkeit und größere Barrierefestigkeit (barrier resistance), größere Kriechfestigkeit, Dimensionsstabilität und Wärmefestigkeit. Diese Eigenschaftsverbes serungen werden nicht durch eine Verschlechterung der Klarheit des thermoplastischen Materials erkauft.
• Die Eiqenschaftsverbesserungen führen zu zahlreichen Vorteilen. So hat eine Flasche, die erfindungsgemäß hergestellt worden ist und die gleiche Dicke aufweist wie eine Flasche, di. auq einer gleichen Vorform nach den bekannten Techniken erhalten worden ist, größere FestigkeIt und Kristallinität.
• Die Kristallinität ist für Behälter, die für kohlendioxydhaitige Getränke verwendet werden sollen, im Hinblick auf die Herabsetzung der Kdtendioxyd-Durchlässigkeit von größter Bedeutung.
• Außerdem gestattet die Erfindung bei gegebenen Anforderungen, die an Flaschen oder Behälter gestellt werden, die Verwendung einer dünneren Flasche, was zweckmäßiger ist, weil a) weniger Material gebraucht wird, b) der Rohling einfacher zu formen ist und c) das Wiedererwärmen des Rohlings vor dem Aufweiten schneller und mit geringerem Energieaufwand erfolgt.
• Diese und weitere Vorteile und MerB,1ale der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervorgehen.
• Dabei wird auf die beigefügten Figuren bezug genorualen, von denen zeigen: Fig. 1 bis 3 einen Rohling in einem Blasformhohlraum während des Reck- und Blasvorgangs, Fig. 4 eine geblasene Flasche zwischen den geöffneten Teilen der Blasform, die vergrößert dargestellt ist, um die verschiedenen thermisch isolierten Bereiche für geeignete thermische Konditionierung des geblasenen Gegen standes deutlich zu machen, Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen einer Ausführungsform, bei der ein geblasener Gegenstand in einer ersten Blasform geformt und dann in einer Vielzahl von Abschnittskörpern zur thermischen Konditionierung überführt wird, Fig. 7 einen Querschnitt durch die Ebene 7-7 der Fig. 6, den geblasenen Gegenstand zwischen den geöffneten Formteilen vor der Hitzebehandlungsstufe zeigend.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hitzebehandlung eines geblasenen thermoplastischen Gegenstandes nach dem Blasformen oder Aufweiten. Die Hitzebehandlungsstufe kann entweder in der Blasform selbst, wie bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform, oder in einer separaten Matrizenform, wie in der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsform durchgeführt werden.
• Die Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4: Bei dieser Ausführungsforin wird der aufgeweitete Gegenstand in den in Fig. 4 gezeigten Formteilen hitzebehandelt. Diese Teile 12, 15 schließen vier thermisch isolierte Abschnitte 12A bis 12D bzw. 16A bis 16D ein. Die Abschnitte sind durch geeignetes Isoliermaterial 13A, 13B, 13C, 17A, 17B und 17C voneinangler getrennt. Ein geeignetes Material ist eine Glaskeramik (z.B. die von der Firma Corniiig Glass Works unter dem Warenzeichen Macor in d-en Handel gebrachte). Alternativ könalte die Form auf Formblöcken mit Luftspalten anstelle der gezeigten Isolierungen angebracht sein. Die Formteile 2 und 16 sind aus geeignetem metallischem Material, wie e üblich, und können auf Formblöcken und Pressen (nicht gezeigt) montiert sein.
• Jeder Abschnitt der Formteile kann geeignete Mittel zum thermischen Konditionieren der geblasenen Gegenstände nach dem Blasformen aufweisen. Wie gezeigt, können die Mittel zum thermischen Konditionieren innere Strömungsmittelkanäle 14A-D und 1 8A - D sein. Geeignete Mittel (nicht gezeigt) führen das Konditionierungsströmungsmittel in ans ich bekannter Weise zu Zuführdurchlässen und diese in die Strömungsmittelkanäle.
• Die Formabschnitte 12A und 1 6A begrenzen einen Halsabsohnitt, der den offenen Teil des Rohlings ergreifen wird. Die Formabschnitte 12B und 16B begrenzen gemeinsam den Körperhauptteil des Formhohlraums, der den rohrförmigen Körperteil des geblasenen Gegenstandes formt. Die Abschnitte 12C und 16C begrenzen zusammen ein ringförmiges Endteil des Gegenstandes, das den aufgeweiteten Körperteil mit dem durch die Forinabschnitte 12D und 16D gebildeten Boden einstückig verbindet. Wie aus dem Folgenden noch deutlicher werden wird, wird den Strömungsinittelkanälen 14A und 18A vorzugsweise Kühlmittel zugeführt, um die Temperatur des Kunststoffmaterials im Flaschenhals herabzusetzen. Den S trömungsmittelkanälen 14B, 14C, 18B uns 18C wird vorzugsweise erhitztes Strömungsmittel zugeführt, z.B. ein Elochtemperatur-Silikonöl, um die korrespondierenden Flaschentetle hitzezubehandeln. Den Kanälen 14D und 18D wird entweder erhitztes oder gekühltes Strömungsmittel zugeführt, abhängig von der morphologischen Struktur des KundstoEfmaterials in diesem Bereich des Gegenstandes nach dem Aufweiten.
• Es wird nun auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. In Fig. 1 ist ein aufblasbarer Rohling 10 auf einem Dorn 21 eines Blasdornmechanismusses 20 in einem von den Formhälften 12 bis 16 begrenzten Formhohlraum gezeigt. Vor Einbringen in die Form wird der Rohling thermisch konditioniert, auf eine Temperatur im Bereich, in dem Molekularorientierung stattfindet, gebracht. Ein Rohling aus Polyethylenterephthalat wird vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von etwa 75 bis 110°C erhitzt; die genaue Temperatur hängt von der inher#ntViskosität des Materials ab.
• Vor der Hitzebehandlung ist das thermoplastische Material im, wesentlichen amorph, d.h. es hat eine Kristallinität unter etwa 5 t. Selbstverständlich kann auch anderes thermoplastisches Mateial als Polyethylenterephthalat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
• Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Rohling 10 zunächst mittels eines axial bewegbaren Blasdorns 22, wie in Fig. 2 gezeigtigereckt. Der Reckgrad bzw. die Reckgeschwindigkeit kann nach Wunsch ausgew§it werden, um eine Molekularorientierung zu erhalten und um sorvllgsweise die durch Dehnung bewirkte Kristallisation zu initiieren. Der Reckgrad hängt von dem besonderen thermoplastischen Material, der Temperatur des Materials, der gewünschten Kristallisation und dem Ausmaß der Molekularorientierung ab. Z.B. kann Polyethylenterephthalat im Bereich von etwa 10 bis etwa 500 % pro Sekunde, vorzugsweise etwa 100 % pro Sekunde gereckt werden. D.h., ein Rohling einer Länge von 5,08 cm hat nach einer Sekunde eine Länge von 10,16 cm wenn er mit einem Reckgrad von 100 % pro Sekunde gereckt wird. Andere Thermoplaste haben andere Reckgrade; Polyethylen z.B. in der Größenordnung von 1000 % pro Sekunde.
• Wie der Fachmann erkennt, wird durch das anfängliche axiale Recken des Materials die axiale Molekülausrichtung festgelegt und in den Materialien, die die Bildung solcher morphologischen Strukturen zulassen, die durch Dehnung bewirkte Kristallisation initiiert. Die axiale Reckung kann entweder vor oder gleichzeitig mit der Einführung des Blasmediums in das Innere des Rohlings vorgenommen werden.
• Um den Aufweit- oder Blasvorgang zu vervollständigen, wird das Blasmedium unter Druck in das Innere des Rohlings über radiale Durchlässe 23 in den Reck- und Blasdorn 22 eingeführt. Dieser Druck kann für die verschiedenen Thermoplaste ausgewählt werden. Für Polyethylenterephthalat z.B. hat das Blasmedium vorzugsweise einen Druck zwischen etwa 2067 ~ 10 bis etwa 4-134 ~ 103 Pa, vorzugsweise von etwa 2067 ~ 103 bis 3445 ~ 103 Pa, wenn es in den Rohling vor einer adiabatischen Aufweitung eingeführt wird. Alternativ kann das Blasmedium auch bei einem Druck von etwa 689 ~ 10 bis 1378 ~ 103Pa während der beginnenden Aufweitung eingeführt werden; dann kann der. Druck auf etwa 20G7 ~ 103bis 3445 ~ 103 Pa gerade bevor das Material die Forinwandoberflächen berührt, erhöht werden. Durch das Aufweiten wird Molekularorientierung erreicht und ferner durch De#-nung ausgelöste Kristallisation entwickelt.
• Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Gegenstand 25 für die Hitzebehandlung in der Blasform zurückgehalten. Infolge der Gestalt der Flasche und der unterschiedlichen Expansion des Materials während der Reck- und Blasstufe wird das Material in den verschiedenen Teilen der Flasche verschiedene morphologische Strukturen haben. Genauer gesagt wird das Material im Flaschen hals weitgehend amorph geblieben sein und während des anfänglichen thermischen Konditionierens und des Blasvorgangs, wenn aberhaupt, dann nur wenig kristallisiert und molekular orientiert worden sein Der Körperteil des Gegenstandes wird den höchsten Grad an Molekularorientierung aufweisen, weil dieser Teil des Rohlings mehr als irgendein anderer gereckt worden ist. Das ringförmige Endteil bzw. das abgerundete Teil der Flasche wird etwas molekular orientiert sein, aber wahrscheinlich weniger als das Körperteil. Der Flaschenboden wird eine sehr geringe Molekülorientierung aufweisen oder kann mindestens zu einem gewissen Grad molekular orientiert sein. So wird durch die Efindung vorgeschlagen, daß der geblasene Gegenstand untzrschiedlich thermisch konditioniert wird, um die durch Dehnung bewirkte kristallisierte morphologische Struktur im Körper der Flasche weiter zu verstärken, während andere Flaschenteile gekühlt werden, so daß sphärolitische morphologischr Struktur in diesen Teilen vermieden wird.
• So wird z.B. bei einer aus Polyethylenterephthalat geformten Flasche der Halsteil durch in den inneren Kanälen 14A und 18A umlaufendes Kühlmittel gekühlt, um den im wesentlichen amorphen Zustand des Materials aufrechtzuerhalten. Für den Elitzebehandlungsvorgang wird der Körperteil der Flasche auf eine Temperatur im Bereich von etwa i50 bis 2200 C gebracht. Besor,ders bevorzugt ist es, diesen Flaschenteil auf eine Temperatur von etwa 1800 C zu erhitzen, wo die Kristallisationsgeschwindigkeit maximal ist. Das ringförmige Endteil der Flasche kann auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 2000 C erhitzt worden, abhängig von der während des Reckens und Aufweitens in den Flaschenteil bewirkten molekularen Orientierung, wobei die niederen Temperaturen dort zweckmäßig sind, wo der Teil der Flasche nicht merklich orientiert ist. Der Boden der Flasche kann in dem Fall gekühlt werden, in welchem eine sehr geringe molekulare Orientierung stattgefunden hat oder ålternativ auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 2000 C erhitzt werden, wenn Hitzebehandlung zweckmäßig ist.
• Die zeitliche Dauer der Hitzebehandlung kann entsprechend bestimmter variabler, einschließlich der inherentUEsl;osieät des Materials, der Materialdicke und des gewünschten Ausmaßes an Kr 1 stall inität ausgewählt werden. Für Polyethylenterephthalat kann der Hitzebehajidlungszyklus so gewählt werden, daß .er in den Bereich von etwa 10 Sekunden bis 10 Minuten fällt, abhängig vornehmlich vom Ausmaß der Kristallinität und dem Hindurchgehen der Kristallisation durch die Wandicke. So könnte z.B. die Oberfläche des geblasenen Gegenstandes rasch erhitzt werden, um Kristallisation nur in der Nähe der Oberfläche zu bewirken, was zu einer Verbesserung der Eigenschaften führen würde. Vorzugsweise wird der Körperteil der Flasche nach der Hitzebehandlung eine Kristallinität zwischen etwa 10 und 50 % haben. Die US-PS 2 823 241, die hiermit eingearbeitet ist, kann zur Bestimmung der geeigneten Hitzebehandlungsdauer für den gewünschten Kristallinitätsgrad herangezogen werden. Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform ist vorzugsweise für relativ kurze flitzebehandlungszeiten, vom Standpunkt der Taktzeit au#gesehen. Für längere Hitzebehandlungszeiten an es zweckmäßig sein, die geblasene Flasche in der Blasform zu kühlen und dann für die Hitzebehandlung in einen separaten Formhohlraum zu überführen, der von Abschnitten gebildet ist, wie in Fig. 4 gezeigt.
• Bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsforni sollte der Blasdruck im Inneren des geblasenen Gegenstandes aufrechterhalten bleiben, um Schrumpfen des Materials während der Hitzebehandlung zu vermeiden und das Material gegen die Hohlraumwand zur Begrenzung und Wä..ne:u'ertragung zu halten. Wenn das Material geclgnet hitzegehärtet (heat set) ist, werden die Formteile geöffnet: und die Flasche herausgeworfen. Das Material der Flasche sollte an den verschiedenen Flaschenteilen infolge der Hitzebehandlung und des Kühlens weitgehend selbsttragend sein. Nach dem Hitzebehandlungsvorgang kann selbstverständlich in den Kanälen 14B, 14C, 18B und 18C Kühlmittel umlaufen, um, wenn gebracht, die Flasche zu kühlen und sicherzustellen, daß das Material selbsttragend ist.
• Die nach diesem Verfahren hergestellten Gegenstände sind weitgehend frei von sphärolitischen Kristallen, aber in den Bereichen kristallisiert, in denen starke Molekularorientierung hervorgerufen worden ist, um eine durch Dehnung bewirkte kristallisierte morphologische Struktur zu erhalten.
• Ausiührungsform nach den Fig. 5 bis 7: Bei dieser Ausführungsform wird der Gegenstand zunächst in einem Formhohlraum, der von einem Paar Formteilen 110 und 120 begrenzt wird, aufgeweitet. Diese Formteile sind im wesentlichen gleich den in Fig. 4 gezeigten, ohne die thermisch isolierten Bereiche; sie schließen auch innere Kühlmittelkanäle ein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein im wesentlichen amorpher thermoplastischer Rohling zuerst bei einer Temperatur im Bereich, in dem molekulare Orientierung begünstigt wird, thermisch konditioniert. Dann wird der Rohling in den von den Formteilen 110 und 120 gebildeten Formhohlraum gebracht, won-# h P.#.asmedium unter Druck in das Innere des Rohlings eingeführt wird, um den geblasenen Gcgenstand zu formen. Danach wird das Material des Rohlings in den Blasformhälften gekühlt bis es selbsttragend ist.
• Wenn der Rohling ausreichend gekühlt ist, wird er auf einem Blasdorn 130 von der ersten Blasformstation in eine Position zwischen einem von mehreren Formhohlraum#i ldenden Formhälften transportiert, die um den Umfang eines drehbaren Turmes 140 angebracht sind. Diese Formhälftenpaare sind mit den Bezugszeichen 141 bis 148 (Fig. 6) versehen und sollten vorzugsweise wie die in Fig. 4 gezeigten ausgebIldet sein. Eine geeignete Verschiebekonstruktion (nicht gezeigt) kann benutzt weizen um eine Vielzahl von Blasdornen 130 nacheinander zwischen der Blasstation und dem drehbaren Tisch 140 zu befördern. Eine geeignete Verschlebekonstruktion ist in dem US-PS 3 599 280 offenbart.
• Nachdem der geblasene Gegenstand und der Blasdorn 130 in die in Fig. 7 gezeigte Position gebracht worden sind, werden die die Hohlform 141 bildenden Blasformhälften auf dem Gegenstand geschlossen, um den den Hitzebehandlungsvorgang einzuleiten. Im wesentlichen gleichzeitig werden die Blasformhälften der Form 148 geöffnet, um das Ausstoßen eines Gegenstandes, der schon hitzebehandelt worden ist, zu ermöglIchen. Dann kann der mit den Blashälften 148 verbundene Blasdorn zur Blasform zurückgezogen werden, um einen nächsten Rohling zum Blasformen aufzunehmen. Dann wird der Drehtisch 140 im Uhrzeigersinn eingestellc so daß das Formhälften#aar 141 die Stellung, die vorher das Paar 142 eingenommen hat, einnimmt. Infolgedessen werden die Formhälften der Form 148 mit den Blasformhälften 110 und 120 ausgerichtet, um den nächsten geblasenen Gegenstand aufzunehmen. Der Gegenstand in dem Formhälftenpaar 141 wird dann hitzebehandelt, wenn der Drehtisch nachfolgend geschaltet wird. Besonders bevorzugt wird es, Blasmedium unter Druck in das Irmere des geblasenen Gegenstandes über den Blasdorn 130 von einer Quelle (nicht gezeigt) während des Hitzebehandlungsvorg-lnges zuzuführen, um Materialschrumpfung entgegenzuwirken. Wie zu ersehen, läßt sich bei der in den lig. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsform eine größere Krist##linität, wenn gewünscht, dadurch erzielen, daß die Hitzebehandlungsdauer verlängert wird. Die gesamte Blasforinzeit wird bei dieser Ausführungsform nicht verlänger-~! da der Blasformvorgang vom Hitzebehandlungsvorgang unabhängig ist.
• Die resultierenden Flaschen dünnen so geformt- werden, daß der Körperteil eine Dicke hat, die sonst, wenn sich in der Flasche ein kohlendioxydhaltiges Getränk befindet, gegenüber Kohlendioxyd permeabel sein würde, aber infolge der durch Dehnung bewirkten kristallisierten morphologischen Struktur des Materials in diesem Bereich gegenüber Kohlendioxyd undurchlässig ist. Mit anderen Worten, eine gegenüber Kohlendioxyd-Permeabilität resistente Flasche kann nach der Erfindung dünner gemacht werden, als nach dem Stand der Technik.
• Die vorstehend gebrachten Ausführungsformen sind nur beispielhaft, die Erfindung ist aber nicht auf sie beschränkt. Zahlreiche Modifikationen sind möglich. So können z.B. andere Thermoplaste als Polyethylenterephthalat eingesetzt werden, wobei die Taktzeiten andere sind als die hier offenbarten. Es ist auch nicht nötig, das Material vor dem Blasen zu recken, wie in der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsform, und der Rohling kann zur geeigneten Blastemperatur durch Kühlen des Rohlings nacti einem Spritzgußverfahren thermisch konditioniert werden.
• L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Verfahren und Vorrichtunq zum Hitzebehandeln blasgeformter then'noplastischer Gegenstände P a t e n t a n 5 p r ü c he 1. Verfahren zum Kristallisieren eines geblasenen Gegenstandes aus thermoplastischem Material, das bei erhöhter Temperatur der Kristallisation zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Blasformen ein tnolekular orientierter geblasener Gegenstand aus thermoplastischem Material in einem Formhohlraum eingeschlossen wird, der in Größe und Gestalt dem Gegenstand entspricht, gleichzeitiy (a) im Inneren des Gegenstandes Druck aufgebracht wird, so daß das thermoplastische Material an den Hohiraumwänden gehalten und Schrumpfung verhindert wird und (5) nur jene Abschnitte des Gegenstandes, die stark molekularoriezLiert worden sind, auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Kristallisation gefördert wird, um eine durch Dehnung kristallisierte morphologische Struktur in diesen stark molekularcrientierten Abschnitten des Gegenstandes herbeizuführen.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geblasene Gegenstand nach dem Blasformen in den Blasformhohlraum eingeschlossen wird, um den Druck im Inneren des Gegenstandes aufzubringen und die Hitzebehandlung vorzunehmen.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand in einem ersten Formhohlraum geblasen wird, in dieser Blasform auf eine Temperatur gekühlt wird, bei der das thermoplastische Material weitgehend selbsttragend ist, und dann der geblasene Gegenstand in einen zweiten Formhohlraum für das Aufbringen des Drucks und die Hitzebehandlung befördert wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß solche Abschnitte des Gegenstandes, die nicht wesentlich molekular orientiert sind, gleichzeitig mit dem Erhitzen der anderen Abschnitte gekühlt werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, bei;we.l.chem der Gegenstand eine Flasche ist mit einem Hals, einem konvexen Ronden, der in ein ringförmiges Endteil übergeht, und einem im wesentlichen rohrförmigen Körper zwischen dem Endteil und dem Hals, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper auf eine erste Temperatur T1 und das Endteil auf eine Temperatur Tz erhitzt und der Hals gekühlt wird, wobei T1 >= T2.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Boden gekühlt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Boden erhitzt wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem das thermoplastische Material Polyethylenterephthalat ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper auf eine Temperatur isn Bereich von etwa 150 bis etwa 2000C und das Endteil auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis etwa 2000C erhitzt wird und im Inneren des Gegenstandes ein Druck zwischen etwa 2067 ~ 103 bis 3445 ~ 103 Pa aufgebracht wird. (300 bis 500 psi) 9. Verfahren zum Blasformen, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Teile einer Blasform auf einem blasbaren Rohling aus im wesentlichen an#rphen Polyethylenterephtalat geschlossen werden; (b) der Rohling (i) axial gereckt wird, um axiale molekulare Ausrichtung zu erreichen und durch Dehnung bewirkte Kristallisation zu initiieren und (ii) Blasluft unter einem Druck in den gereckten Rohling eincf2filhrt wird, um das Polyschylenterephtbalat radial zur Gestalt eines geblasenen Gegenstandes aufzuweiten und biaxiale Orientierung zu erreichen und die Entwickl.tlng von durch Dehnung bewirkter Kristallisation weiter zu erhöhen, und (c) nur jene Teile des geblasenen Gegenstandes erhitzt werden, in denen sich eine große Menge biaxial orientierter Kristalle entwickelt hat, um durch Temperatur ausgelöstes Wachstum der orientierten Kristalle zu erreichen.

   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen in der Blasfcrm durchgeführt wird, während gleichzeitig ein Strömungsmitteldruck zwischen etwa 2067 ~ 103 und 3445 ~ 10³ Pa im Inneren des Gegenstandes aufrechterhalten wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der geblasene Gegenstand im Blasformhohlraum gekühlt wird, bis er selbsttragend ist, dann aus der Blasform entfernt und in einen Formhohlraum eingeschlossen wird, der der äußeren Gestatt des Gegenstandes entspricht und in diesem Formhohlraum die Hitzebehandlung durchgeführt wird, während gleichzeitiy ein Druck im Inneren des Gegenstandes mittels eines gasförinigen Strömungsrrittels aufgebracht wird.

   12. Verfahren mit unterschiedlicher Hitzebehandlung eines geblasenen Gegenstandes, durch geknefchet, daß (a) ein blasformbarer thermoplastischer Rohling in einem Blasformhohlraum bei einer Ten#eratur, die Molekularorientierunq bewirkt, zu einem Gegenstand der Gestalt und Größe des Formhohlraums aufgeweitet wird, (b) bei der Durchführung der Stufe (a) Teile des Rohlings unterschiedlich stark aufgeweitet werden, um Bereiche unterschiedlicher molekularer Orintlerung in dem Gegenstand zu erhalten; und danach (e) getrennte und isolierte Teile des geblasenen GegensLands un.

   terschiedlich erhitzt und gekühlt werden, während der Gezerstand in einem Formhohlraum unter einem Innendruck e..nveschlossen ist, wobei die Teile des Gegenstandes mit größter Molekularorientierung einer erhöhten Temperatur im Bereich, in dem Kristallwachstum bewirkt wird, ausgesetzt werden, jene Teile des Gegenstandes die nicht stark molekular orieninert sind, bei niedrigerer Temperatur konditioniert werden, und jene Teile des Gegellstandes, die weitgehend frei von molekularer Orientierung sind, gekühlt werden.

   1 3 Verfahren zum formen eines hit2ebehandelten Gegenstandes aus Polyethylenterephthalat, dadurch gekennzeichnet, daß (al die Teile einer Blasform auf einem blasformbaren Rohling aus im wesentlichen amorphen Polyethylenterephthalat geschlossen werden, wobei ein Ende des Rohlings von einem Halsformhohlraum @rgriffen und der Hauptteil des Rohlings von eine@ Flaschenhohlraum umsch@osse@ wird; (b) während sich da.- Polyethylenterephthalat bei einer die Molekular orientierung bewirkenden Temperatur befindet, der Rohling zur Gestalt des hohlraums unter Formung einer Flasche mG t einem Boden, einem im wesentlichen rohrförmigen Körperteil, einem ringförmigen Endteil, welches Boden und Körper vollständig miteinander verbindet, und einem Hals aufgewei.-Kalarorientierung aufweist als der Eoden oder das Endteil und der Hals weitgehend frei von Molekularorientierung ist der r geblas@ne Gegensi-anS in einem Formhohlraum von der @@@ße nur Gestalt des Gegenstandes eingeschlossen wird und gleichzeitig (i) Druck auf das Innere der Flasche aufgebracht und (ii) der geblasene Körperteil zur Hitzebehandlung des Polyethylenterephthalats erhitzt wird.

   Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil der Flasche auf eine Temperatur im Bereich von etwa 150 bis 2000C, das Endteil auf eine Temperatur iia Ber@@@n von etwa 100 bis etwa 2000C erhitzt werden und der Hals gekühlt wird.

   @@ V@rfahren 51hYOs nach Anspruch 14: dadurch gekennzeichnet, die aie @@@@@@benand@ung da@ g@blas@@en Flasche i@ @@ Blasform @or-@@@@mmen wird.

   @hren nach Anspruch 1@. dadurch gekennzeichnet, daß in (b) der Rohling zue@@@ axial gereckt und der gereckte Rohling durch Blasmedium unter Druck radial aufgeweitet wird.

   17. Produkt, erhalten nach Anspruch 12.

   18. Geblasener thermoplastischer Behälter, der, einstückig miteinander verbunden, einen Hals, einen Körperteil und einen Boden umfasst und bei dem das Material des Körperteils eine durch Dehnung bewirkte kristallisierte morphologische Struktnr hat, die entstanden ist durch (a) Aufweiten des Materials in einem Blasvorgang, um molekulare Orientierung zu bewirken und eine anfängliche durch Dehnung kristallisierte morpholoyische Struktur einzuleiten und dann (b) Erhitzen des behandelten Materials zur weiteren Dehnungskristallisation; das Material des Halses im wesentlichen amorph ist und das Material des Bodens eine morphologische Struktur zwischen amorph und der dehnungskristallisierten morphologischen Struktur des Körpers aufweist.

   19. zu . Polyethylenterephthalat-Flasche mit einem Hals, einem Körper, einem Endteil und einem Boden, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile weitgehend frei von sphärolitischen Kristallen sind, das Material im Hals im wesentlichen amorph, das Material im Körper molekular orientiert ist und eine erhöhte Kristallinität von mindestens etwa 10 und nicht mehr als 95 % aufweist, und das Endteil und der Boden weniger kristallin sind als der Körper.

   20. polyc'thylentereph##alat-Behälter, der einen Hals, einen Körper und einen Boden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile im wesentlichen frei von sphärolitischen Kristallen sind, der Hals im wesentlichen amorph und dicker als der Körper und der Boden ist, um eine merkliche C02-Permeation zu verhindern; das Material des Körpers molekular orientiert ist und eine dehnungskristallisierte morphologische Struktur einer Kristallinität von mindestens etwa 10 % aufweist und eine Dicke hat, die, wenn keine durch Dehnung kristalltsierte morphologische Struktur vorläge, eine deutliche C02-Permeation zulassen würde.

   21. Vorrichtung zur Hitzebehandlung eines geblasenen thermoplastischen Gegenstandes, gekennzeichnet durch Formteile (12, 16; 141 bis 148), die zusammenwirkend einen eine Längsachse aufweisenden Hohlraum, der im wesentlichen mit der Größe und Gestalt eines geblasenen thermoplastischen Gegenstands übereinstimmt, begrenzen; jeder Formteil (12, 16; 141 bis 148) thermisch isolierte Teile (12A bis B; 16A bis B) entlang der Längsachse des Formhohlraums einschließt; und Mittel (14B, 14C; 18B, 18C) zum Erhitzen mindestens eines korrespondierenden Teils in jedem der Formteile (12; 16) zur Hitzebehandlung eines ringförmigen Abschnitts ds in der Form eingeschlossenen geblasenen Gngenstands.(22 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blasdornmechanismus (20 bis 23) zum Aufbringen eines Strömungsmitteldrucks auf das Innere des Gegenstandes, während dieser hitzebehandelt wird, vorgesehen ist.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (12, 16) als Blasformhälften zur Formung des geblasenen Gegenstandes dienen.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (141 bis 148) von einer Blasform (110, 120), der in der/Gegenstand blasgeformt wird, räumlich getrennt sind.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (12, 16) einen inneren Formhohlraum begrenzen, der der Größe und Gestalt einer Flasche entspricht, die einen Hals, einen Körperteil, einen Boden und ein den Boden und den Körper vollständig miteinander verbindendes Endteil aufweist; die Formteile (12, 16) vier thermisch isolierte Teile (12A bis D; 16A bis D) die den Flaschenteilen entsprechen,einschließen, die Mittel zum Erhitzen innere Strömungskanäle (14B, 14C; 18B, 18C) in den Teilen (12B, 12C; 16Rt 16C), die dem Körperteil und deniEndteil entsprechen, einschließen, sowie Mittel zur Zuführung eines erhitzten Sttömungsraittels zu den Kanälen (14B, C; 18B, C).

   26. Vorrichtung nach aspruch 25 dadurch gekennzeichnet, daß die lials- und Bodenteile (12A, 12D; 16A, 16D) der Formteile (12, 16) innere Strömungsmittelkanäle (14A, 14D; 18A, 18D) sowie Mittel zur Zuführung von Kühlmittel zu diesen Kanälen einschließen.