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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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[Gebiet der Erfindung]
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einteiligen
rohrförmigen
Behälters
mit einem Halsabschnitt aus einem dünnwandigen thermoplastischen
Kunststoffrohr. Sie betrifft ebenso eine Vorrichtung zum Herstellen
eines solchen Behälters.
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[Stand der Technik]
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters mit einem Halsabschnitt
aus einem Extrudat durch Blasformen ist bekannt. Das bekannte Verfahren
besitzt jedoch einen Nachteil dahingehend, dass der Schulterabschnitt
des geformten Behälters
einen dicken Schulterabschnitt zeigt, da dieser Abschnitt mit einem
geringen Dehnungsverhältnis
gedehnt wird. Die Wanddicke des Extrudats muss sehr genau eingestellt sein,
um diesen Nachteil zu überwinden,
allerdings ist eine solche genaue Einstellung nur schwer möglich. Falls
die Wanddicke des Extrudats genau eingestellt wird, ergibt sich
ein zusätzliches
Problem dahingehend, dass die Blasdüse nur sehr schwer in das Extrudat
durch den Halsabschnitt eingeführt
werden kann, falls der Halsabschnitt einen geringen Durchmesser
besitzt. Zusätzlich
besteht noch ein Problem dahingehend, dass die Trennlinie der Formhälften auf
die Oberfläche
des blasgeformten Behälters
beim Öffnen
der Form übertragen
werden. Falls die Trennlinie auf die Oberfläche des rohrförmigen Behälters übertragen
wird, so ist dieser für
ein Bedrucken kaum geeignet.
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Ein
bekanntes Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters, das zum Überwinden
der voranstehend geschilderten Nachteile vorgeschlagen wurde, umfasst
die Schritte des Einführens
einer Heizvorrichtung in ein dünnwandiges
Rohr und des Auftreffenlassens der Heißluft auf die Innenwandoberfläche des dünnwandigen
Rohrs und des Aufweichens des vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs, und das anschließende
Abgeben der heißen
Luft durch das vordere Ende des dünnwandigen und erwärmten Rohrs
zur Außenseite,
um so dem vorderen Ende ein konisches Profil zu verleihen und anschließend einen
Halsabschnitt dadurch zu bilden, dass ein Pressformmittel von der
Innenseite des dünnwandigen
Rohrs eingesetzt wird.
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Mit
diesem bekannten Verfahren wird jedoch das dünnwandige und erwärmte Rohr
nach außen
expandiert, um so sein Erscheinungsbild zu verändern, wenn Heißluft von
der Innenseite des Rohrs abgegeben wird, da keine Maßnahme ergriffen
wird, um solch eine Deformation des dünnwandigen Rohrs zu verhindern, und
da die Heißluft
zur Innenwandoberfläche
des Rohrs und weg von dem den Hals bildenden Bereich strömt.
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Mit
diesem technischen Verfahren ist deshalb die Herstellungseffizienz
besonders dann verringert, wenn das dünnwandige Rohr von außerhalb
mit Wärme
behandelt wird, um so am vorderen Ende des dünnwandigen Rohrs das Harz bzw.
den Kunststoff anzusammeln, um so wiederum dort einen Halsabschnitt
zu erzeugen, da das vordere Ende des dünnwandigen Rohrs nur mit Schwierigkeiten
in eine externe Heizvorrichtung bzw. Heizkörper eingeführt werden kann. Zusätzlich können unnötige Abschnitte
des dünnwandigen Rohrs erwärmt und
deformiert werden, da der Bereich der äußeren Wandoberfläche des
dünnwandigen
Rohrs, an den Heißluft
abgegeben wird, nicht genau bestimmt ist. Das Ergebnis ist so ein
rohrförmiger
Behälter
mit einem unverhältnismäßig dicken
Schulterabschnitt aufgrund des größeren Volumens des aufgeweichten Kunststoffs,
der angesammelt wurde, um den Halsabschnitt zu erzeugen, oder es
ist ein deformierter Behälter mit
geringem kommerziellen Wert. Ein weiteres Problem besteht darin,
dass der Halsabschnitt nicht im Anschluss an das Bedrucken der Oberfläche des
rohrförmigen
Behälters
erzeugt werden kann, falls das dünnwandige
Rohr deformiert worden ist.
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Die
EP-A-0,475,126 offenbart ein mit einem Kopf versehenes thermoplastisches
Rohr, das lediglich aus einem thermoplastisch extrudierten, gedehnten
Zylinder gebildet ist, indem der Zylinder über einen formgebenden Dorn
mit einem freiliegenden Abschnitt positioniert wird. Die Innenoberfläche des
freiliegenden Abschnitts wird über
die Glasübergangstemperatur
des Thermoplasts erwärmt,
um so die Innenoberfläche
zu schmelzen, während
die Außenoberfläche den
freiliegenden Abschnitt des Zylinders hält. Der erwärmte freiliegende Abschnitt
wird anschließend
in eine konische Form gebracht, z.B. durch Erwärmen der Außenoberfläche, und Druck wird auf den
konisch geformten, freiliegenden Abschnitt angewendet, um ein erwärmtes thermoplastisches
Rohr zu bilden. Die hergestellten Rohre besitzen einen Korpusabschnitt,
einen Schulterabschnitt und einen Halsabschnitt ohne Nähte, die
allesamt aus dem thermoplastisch extrudierten, gedehnten Anfangszylinder
gebildet sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der voranstehend beschriebenen Probleme des Standes der
Technik ist es deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters mit verbesserter Effizienz
vorzusehen, der ein erwünschtes
rohrförmiges
Profil besitzt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Vorrichtung zum Herstellen solch eines rohrförmigen Behälters vorzusehen. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch
das im Anspruch 1 bestimmte Verfahren und durch die in Anspruch
8 bestimmte Vorrichtung erzielt.
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Beim
Verzieren des Schulterabschnitts eines rohrförmigen Behälters mit einem marmorförmigen Muster
entsprechend einem Prozess aus dem Stand der Technik wird das marmorförmige Muster
typischerweise auf dem Schulterabschnitt durch Drucken gebildet,
und zwar nach der Herstellung des rohrförmigen Behälters. Erfindungsgemäß kann im
Gegensatz dazu ein marmorförmiges
Muster auf dem Schulterabschnitt des rohrförmigen Behälters während der Herstellung des Behälters gebildet
werden.
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(1)
Erfindungsgemäß weist
ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters, der einen Halsabschnitt
zum Aufnehmen einer Kappe besitzt, aus einem dünnwandigen thermoplastischen
Kunststoffrohr die folgenden vier Schritte auf.
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Beim
ersten Schritt wird das dünnwandige
Rohr auf einem Rohrhalter angeordnet, der einen kopfbildenden Abschnitt
zum Bilden des Halsabschnitts besitzt. Ein vorderes Ende des dünnwandigen
Rohrs steht um einen bestimmten Abstand von dem vorderen Ende des
Rohrhalters über.
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Bei
dem zweiten Schritt wird eine Innenseite des vorderen Endes des
dünnwandigen
Rohrs aufgeweicht, während
ein Profil des vorderen Endes des dünnwandigen Rohrs beibehalten
wird, indem ein Temperaturunterschied zwischen der Innenseite und
der Außenseite
des dünnwandigen
Rohrs erzeugt wird. Heißluft wird
auf die Innenwandoberfläche
des vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs abgegeben. Die abgegebene Luft wird in die Richtung weg von
der männlichen
Form kraftmäßig abgezogen.
Gleichzeitig wird die Außenwandoberfläche des
vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs gekühlt.
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Beim
dritten Schritt wird das vordere Ende des dünnwandigen Rohrs geschrumpft,
indem Heißluft
auf die Wandoberfläche
des vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs abgegeben und die Heißluft
in die Richtung weg von der männlichen
Form kraftmäßig abgezogen
wird. Beim vierten Schritt werden ein Halsabschnitt und ein Schulterabschnitt
aus dem vorderen Ende des geschrumpften, dünnwandigen Rohrs mit Hilfe
einer weiblichen Form und der männlichen
Form gebildet.
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Eine
Kühloberfläche wird
in Kontakt mit der äußeren Wandoberfläche gehalten.
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Da
die Heißluft,
die zum Erwärmen
der Innenwandoberfläche
des dünnwandigen
Rohrs verwendet wird, kraftmäßig abgezogen
und entfernt wird, wird kein unerwünschter Bereich der Innenwandoberfläche erwärmt, und
da die Außenwandoberfläche des
dünnwandigen
Rohrs gleichzeitig gekühlt
und jegliche Deformation aufgrund der Ausdehnung verhindert wird,
kann das Profil des dünnwandigen
Rohrs unverändert
vor und nach dem Erwärmen
beibehalten werden. Da die Heißluft,
die zum Erwärmen
der Außenwandoberfläche des dünnwandigen
Rohrs verwendet wird, zusätzlich
kraftmäßig abgezogen
und entfernt wird, wird kein unerwünschter Bereich der Außenwandoberfläche erwärmt. Auf
diese Weise kann das Volumen des Abschnitts, der weich gemacht werden
soll, um den Halsabschnitt zu erzeugen, konstant gehalten werden,
und der Schulterabschnitt kann mit einer erwünschten Dicke erzeugt werden,
so dass folglich ein rohrförmiger
Behälter
mit einem erwünschten
Profil erhalten werden kann.
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(2)
Ein Auslass zum Ausleeren des Inhalts kann in dem Halsabschnitt
zu dem Zeitpunkt erzeugt werden, zu dem der Halsabschnitt und der
Schulterabschnitt durch Pressen gebildet werden, oder ein geschlossener
Halsabschnitt kann durch Pressen gebildet werden, und ein Auslass
kann nach dem Formen des Halsabschnitts gebildet werden.
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(3)
Das dünnwandige
Rohr kann ein mehrschichtiges Rohr oder ein Rohr mit nur einer Schicht
sein.
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(4)
Das dünnwandige
Rohr kann ein dreischichtiges Rohr mit einer Zwischenschicht sein,
die zwischen einer Außenschicht
und einer Innenschicht eingebettet ist, und die Zwischenschicht
kann aus einem Material hergestellt sein, das sich von dem der Außen- und
der Innenschicht unterscheidet, wobei die Innenschicht eine Dicke
besitzt, die größer als
die der Außenschicht
ist.
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Indem
die Innenschicht größer als
die Außenschicht
gemacht wird, kann die Herstellung von fehlerhaft geformten rohrförmigen Behältern verhindert
werden, wenn der Halsabschnitt durch Pressen gebildet wird.
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(5)
Das dünnwandige
Rohr kann ein dreischichtiges Rohr mit einer Zwischenschicht sein,
die zwischen einer Außenschicht
und einer Innenschicht eingebettet ist, und die Zwischenschicht
kann aus einem Material hergestellt sein, das sich von dem der Außen- und
der Innenschicht unterscheidet, wobei das Material der Innenschicht
ein Fließvermögen besitzt,
das größer ist
als das des Materials der Außenschicht.
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Indem
das Material der Innenschicht ein Fließvermögen besitzt, das sich von dem
Material der Außenschicht
unterscheidet, das erstere also ein Fließvermögen besitzt, das größer als
das der letzteren ist, kann das Auftreten einer Ungleichmäßigkeit
bezüglich
der Linearität
des Übergangs
der unterschiedlichen Harzmaterialien verhindert werden.
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Das
dünnwandige
Rohr kann ein dreischichtiges Rohr mit einer Zwischenschicht sein,
die zwischen einer Außenschicht
und einer Innenschicht eingebettet ist, und die Zwischenschicht
kann aus einem Material hergestellt sein, das sich von dem der Außen- und
der Innenschicht unterscheidet, wobei die Innenschicht eine Dicke
besitzt, die größer als
die der Außenschicht
ist, und das Material der Innenschicht ein Fließvermögen besitzt, das größer ist
als das des Materials der Außenschicht.
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Indem
die Innenschicht dicker als die Außenschicht ist, kann die Herstellung
von fehlerhaft geformten, rohrförmigen
Behältern
vermieden werden, wenn der Halsabschnitt durch Pressen gebildet
wird. Indem das Material der Innenschicht ein Fließvermögen besitzt,
das sich von dem Material der Außenschicht unterscheidet, das
erstere also ein größeres Fließvermögen als
das letztere besitzt, kann das Auftreten einer Ungleichmäßigkeit
bezüglich
der Linearität
des Übergangs
der unterschiedlichen Harzmaterialien verhindert werden.
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(7)
Erfindungsgemäß weist
eine Vorrichtung zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters, der einen Halsbereich
zum Aufnehmen einer Kappe besitzt, aus einem dünnwandigen thermoplastischen
Kunststoffrohr einen Rohrhalter, einen internen Heizkörper, einen
externen Heizkörper
und eine weibliche Form auf.
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Der
Rohrhalter hält
das dünnwandige
Rohr und umfasst eine männliche
Form zum Pressen. Die männliche
Form wird in das dünnwandige
Rohr eingeführt.
Die männliche
Form wird nach innen gerichtet in axialer Richtung von dem vorderen
Ende des dünnwandigen
Rohrs um einen bestimmten Abstand angeordnet. Der Rohrhalter ist
in axialer Richtung bewegbar.
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Der
interne Heizkörper
umfasst einen Heizbereich, der Heißluft auf die Innenwandoberfläche des
vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs abgibt.
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Der
externe Heizkörper
gibt Heißluft
auf die Außenwandoberfläche des
vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs ab. Ebenso umfasst der externe Heizkörper eine Heißluftsaugbahn,
die die Heißluft
axial in die Richtung weg von dem dünnwandigen Rohr abzieht, nachdem
die innere Wandoberfläche
erwärmt
ist.
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Die
weibliche Form wirkt mit der männlichen
Form des Rohrhalters zusammen, um das vordere Ende des dünnwandigen
Rohrs zusammen zu drücken
und den Halsabschnitt und den Schulterabschnitt durch Pressen zu
bilden.
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Der
interne Heizkörper
umfasst einen Kühlbereich
außerhalb
des Heizbereichs mit einem dazwischenliegenden ringförmigen Spalt,
wobei der Kühlbereich
eine Kühloberfläche besitzt,
die in Kontakt mit einer Außenwandoberfläche des
vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs ist, um die Außenwandoberfläche zu kühlen, und
eine Heißluftsaugbahn,
entlang derer die Heißluft
in axialer Richtung entlang dem ringförmigen Spalt und weg von dem
dünnwandigen
Rohr abgezogen wird, nachdem die Innenwand erwärmt ist.
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Das
voranstehend beschriebene Herstellungsverfahren kann auf einfache
Weise angewendet werden, indem eine Vorrichtung zum Herstellen eines
rohrförmigen
Behälters
gemäß der Erfindung
verwendet wird.
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Eine
Vorrichtung zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters gemäß der Erfindung kann mit einer Stechvorrichtung
zum Bilden eines Auslasses in dem Halsbereich vorgesehen werden,
wenn der Halsabschnitt und ein Schulterabschnitt mit Hilfe der männlichen
Form und der weiblichen Form des Rohrhalters erzeugt werden.
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Der
interne Heizkörper
einer Vorrichtung zum Erzeugen eines rohrförmigen Behälters gemäß der Erfindung kann einen
ringförmigen
Kühlbereich
zum Kühlen
der Außenwandoberfläche des
vorderen Endes des dünnwandigen
Rohrs, einen Heizbereich, der innerhalb des Kühlbereichs angeordnet ist,
wobei ein ringförmiger
Spalt dazwischen vorgesehen ist, und eine Heißluftsaugbahn, die in Verbindung
mit dem ringförmigen Spalt
steht, aufweisen, so dass das vordere Ende des dünnwandigen Rohrs, das durch
den Rohrhalter gehalten wird, in den ringförmigen Spalt zwischen dem Kühlbereich
und dem Heizbereich eingeführt
werden kann, wobei der Heizbereich im Inneren mit einer Heißluftbahn
und einer Heißluftabgabeöffnung an
einer Position, die zum Kühlbereich
hin gerichtet ist, versehen ist, und das dünnwandige Rohr dazwischen angeordnet
ist.
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Der
externe Heizkörper
einer Vorrichtung zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters gemäß der Erfindung kann einen
ringförmigen
Heizbereich, der im Inneren mit einer Heißluftbahn versehen ist, so
dass das vordere Ende des dünnwandigen
Rohrs, das von dem Rohrhalter gehalten wird, in das Innere des Heizbereichs
eingeführt
werden kann, eine Saugbahn, die mit der Innenseite des Heizbereichs
verbunden ist, aufweisen, wobei der Heizbereich mit einer Heißluftabgabeöffnung an
der Innenwandoberfläche,
die zum vorderen Ende des eingeführten
dünnwandigen
Rohrs hin gerichtet ist, vorgesehen ist.
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(11)
Ein dünnwandiges
Rohr, das zum Zwecke der Erfindung verwendet wird, kann, muss aber
nicht, aus adhäsivem
Polyethylen und einem Harz, die Gassperreigenschaften wie z.B. Ethylenvinylalkohol-Copolymer
besitzen, hergestellt sein.
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(12)
Erfindungsgemäß ist ein
Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters vorgesehen, bei dem das
dünnwandige
Rohr zumindest eine Innen- und eine Außenschicht mit unterschiedlichen
Farben besitzt, das Rohr aus einem thermoplastischen Kunststoff
hergestellt ist und einen elliptischen Querschnitt besitzt, der
eine Hauptachse und eine Nebenachse umfasst und ein marmorförmiges Muster
auf dem rohrförmigen
Behälter
bildet.
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In
einem Verfahren zum Herstellen eines marmorförmigen Musters auf einem rohrförmigen Behälter gemäß der Erfindung,
wie zuvor beschrieben wurde, wird das vordere Ende des dünnwandigen
Rohrs beim dritten Schritt geschrumpft und nach innen gefaltet.
Da der Halsabschnitt und der Rohrhalter aus dem vorderen Ende durch
Pressen unter dieser Bedingung bei dem vierten Schritt gebildet
werden, zeigt der gefaltete Abschnitt eine Phasendifferenz, einen Überlapp
und eine Verschiebung zwischen der Innen- und der Außenschicht,
um folglich die Außenschicht
zu dehnen, wodurch diese dünn
gestaltet wird. In dem Bereich, in dem die Außenschicht dünn ist,
kann die Zwischenschicht und die Innenschicht durch die Außenschicht
hindurch betrachtet werden, um so ein marmorförmiges Muster entlang der Mantellinie
zu erzeugen.
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Beispiele
eines Verfahrens zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters entsprechend der vorliegenden
Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, von denen:
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1 eine
Vorderansicht eines dünnwandigen
Rohrs ist, das für
eine erste Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden kann.
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2 eine
Vorderansicht des Rohrhalters ist, der bei dem ersten Schritt der
ersten Ausführungsform der
Erfindung verwendet wird.
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3 eine
Querschnittsansicht des Rohrhalters der ersten Ausführungsform
der Erfindung und des von dem Rohrhalter gehaltenen dünnwandigen
Rohrs ist.
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4 eine
Querschnittsansicht des internen Heizkörpers der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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5 eine
Querschnittsansicht des Rohrhalters und des von dem Rohrhalter gehaltenen
dünnwandigen
Rohrs nach der Wärmebehandlung
bei dem zweiten Schritt der ersten Ausführungsform der Erfindung ist.
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6 eine
Querschnittsansicht des externen Heizkörpers der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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7 eine
Vorderansicht des Rohrhalters und des von dem Rohrhalter gehaltenen
dünnwandigen Rohrs
unmittelbar nach der Wärmebehandlung
bei dem dritten Schritt der ersten Ausführungsform der Erfindung ist.
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8 eine
Vorderansicht des Rohrhalters und des von dem Rohrhalter gehaltenen
dünnwandigen Rohrs
nach der Wärmebehandlung
beim dritten Schritt der ersten Ausführungsform der Erfindung ist.
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9 eine
Querschnittsansicht der männlichen
Form vor dem Formen des Halsabschnitts beim vierten Schritt der
ersten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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10 eine
Querschnittsansicht der männlichen
Form beim Formen des Halsabschnitts beim vierten Schritt der ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist.
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11 eine
Querschnittsansicht der männlichen
Form nach dem Formen des Halsabschnitts bei dem vierten Schritt
der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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12 eine
Querschnittsansicht des rohrförmigen
Behälters
ist, der durch die erste Ausführungsform der
Erfindung hergestellt ist.
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13 eine
Querschnittsansicht in Längsrichtung
eines dünnwandigen
Rohrs ist, das für
die erste oder die zweite Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden kann.
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14 eine
Querschnittsansicht eines rohrförmigen
Behälters
ist, der durch die dritte Ausführungsform
der Erfindung hergestellt ist.
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15 eine
Teilvorderansicht des Schulterabschnitts und des Halsabschnitts
eines rohrförmigen
Behälters
ist, der durch die dritte Ausführungsform
der Erfindung hergestellt ist.
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16 eine
Teilquerschnittsansicht entlang der Linie A-A der 17 ist.
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17 eine
Teilvorderansicht des von dem Rohrhalter gehaltenen dünnwandigen
Rohrs nach der Wärmebehandlung
bei dem dritten Schritt der dritten Ausführungsform der Erfindung ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nun durch Bezugnahme auf die 1 bis 13,
die die erste Ausführungsform
der Erfindung darstellen, beschrieben.
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Zunächst wird
ein rohrförmiger
Behälter,
der durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt wird, unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben.
Ein rohrförmiger
Behälter 1 umfasst
einen Zylinderabschnitt 3 und einen Halsabschnitt 5.
Der Zylinderabschnitt wird durch thermisches Formen eines zylindrischen,
weichen, dünnwandigen
Rohrs aus Harz gebildet. Der Halsabschnitt wird durch Pressen des
Harzes gebildet. Der Zylinderabschnitt 3 weist einen geradlinigen
Zylinderabschnitt 7 und einen konischen Schulterabschnitt 9 auf. Der
Halsabschnitt 5 besitzt an einem Ende einen Auslass 11 zum
Ausleeren eines Inhalts (nicht gezeigt) und ist an einer Außenwandoberfläche mit
einem Schraubengewinde 13 versehen zum eingriffsmäßigen Aufnehmen
einer Kappe.
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Der
rohrförmige
Behälter 1 wird
durch Formen eines einteiligen dünnwandigen
Rohrs 15 gebildet. Wie in 1 gezeigt
ist, ist das dünnwandige
Rohr 15 ein zylindrisches Teil mit bestimmter Länge und
wird durch Erwärmen
von adhäsivem
Polyethylen und einem Harz, die Gassperreigenschaften wie z.B. von
Ethylenvinylalkohol- Copolymer
besitzen, durch Dehnen des erwärmten
Materials, Extrusionsformen und Zuschneiden zu einer bestimmten
Länge gebildet.
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Das
dünnwandige
Rohr 15 kann ein einschichtiges Rohr oder ein mehrschichtiges
Rohr sein. Zum Beispiel kann, wie in 13 gezeigt
ist, das dünnwandige
Rohr 15 einen dreischichtigen Aufbau besitzen, der eine
Außenschicht 61,
eine Innenschicht 63 und eine Zwischenschicht 65,
die zwischen der Außen-
und der Innenschicht eingebettet ist, aufweist. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf den dreischichtigen Aufbau beschränkt.
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Die
Außenschicht 61 kann
aus einem beliebigen bekannten Harzmaterial hergestellt sein, das
zum Herstellen von rohrförmigen
Behältern
geeignet ist. Materialien, die für
die Außenschicht
verwendet werden können,
umfassen Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), die bedruckbar
sind. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf diese Materialien
beschränkt.
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Die
Innenschicht 63 und die Zwischenschicht 65 können aus
einem beliebigen Harzmaterial hergestellt sein, das die erwünschten
physikalischen und chemischen Eigenschaften besitzt. Falls Gassperreigenschaften
erwartet werden, so kann entweder die Innenschicht 63 oder
die Zwischenschicht 65 aus einem Harzmaterial mit solchen
Gassperreigenschaften hergestellt sein. Harzmaterialien mit solchen
Gassperreigenschaften umfassen Ethylenvinylalkohol-Copolymer (EVOH),
Polyethylenterephthalat (PET), PET-G (ein thermoplastisches Copolyester
von der Sorte eines Polyethylenterephthalats, bei dem Glykol teilweise
durch 1,4-Cyclohexandimethanol
substituiert ist) und Polybutylenterephthalat (PBT). Falls der Behälter mit
einer Flüssigkeit,
die ein Vitamin oder ein Färbemittel
enthält, abgefüllt werden
soll, kann die Innenschicht 63 auf geeignete Weise aus
einem nicht-adsorbtiven Harzmaterial hergestellt sein. Ein typisches
nicht-adsorbtives Harzmaterial ist nicht-adsorbtives PET.
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Die
Außenschicht 61,
die Innenschicht 63 und die Zwischenschicht 65 können jeweils
aus einem adhäsiven
Harzmaterial hergestellt sein, um so kein Klebstoffmittel verwenden
zu müssen.
Adhäsive
Harzmaterialien umfassen adhäsives
Polyethylen, z.B. ADMER (Handelsname: erhältlich von "Mitsui Petrochemical Industries") und MODIC (Handelsname:
erhältlich
von "Mitsubishi
Chemical Industries"),
obwohl andere Materialien ebenso verwendet werden können. Falls
kein adhäsives
Harz verwendet wird, können
bekannte Klebstoffmittel verwendet werden.
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Auf
diese Weise umfasst die vorliegende Erfindung nicht nur einen rohrförmigen Behälter mit
einem zweischichtigen Aufbau aus adhäsivem Polyethylen und EVOH,
sondern ebenso einen rohrförmigen
Behälter mit
einem dreischichtigen Aufbau aus nicht-adhäsivem Polyethylen, einem Klebstoffmittel
und EVOH. Die vorliegende Erfindung umfasst ebenso einen rohrförmigen Behälter mit
einem fünfschichtigen
Aufbau aus Polyethylen, einem Klebstoffmittel, EVOH, Klebstoffmittel
und Polyethylen.
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Das
dünnwandige
Rohr 15 kann einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt
besitzen.
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Eine
erste Ausführungsform
der Vorrichtung zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird mit Bezug auf die 2, 4, 6 und 9 nun
beschrieben.
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Die
Herstellungsvorrichtung weist einen Rohrhalter 17, einen
internen Heizkörper 23,
einen externen Heizkörper 25,
eine weibliche Form 27 und eine Stechvorrichtung 29 auf.
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Der
Rohrhalter 17 wird dazu verwendet, das dünnwandige
Rohr 15 zu halten und den Halsabschnitt 5 und
den konischen Schulterabschnitt 9 durch Pressen zu bilden.
Der Rohrhalter umfasst einen Rohrhalterhauptkorpus 31 und
eine männliche
Form 16. Die männliche
Form 16 und der Rohrhalterhauptkorpus 31 besitzen
einen kreisförmigen
Querschnitt, genau wie das dünnwandige
Rohr 15. Die männliche
Form 16 ist an dem vorderen Ende des Rohrhalterhauptkorpus 31 angeordnet
und in Bezug auf den Halterhauptkorpus 31 bewegbar. Wie
in 3 gezeigt ist, wird das dünnwandige Rohr 15 von
dem Rohrhalterhauptkorpus 31 des Rohrhalters 17 derart
gehalten, dass sein vorderes Ende um eine vorbestimmte Länge von
dem vorderen Ende des Rohrhalters 17 übersteht.
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Der
interne Heizkörper 23 wird
dazu verwendet, eine Innenwandoberfläche 19 des dünnwandigen Rohrs 15 zu
erwärmen
und eine Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs zu kühlen,
um so die Innenwandoberfläche 19 aufzuweichen,
während
ein Temperaturunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite
des dünnwandigen
Rohrs 15 erzeugt wird. Wie in 4 gezeigt,
besitzt der interne Heizkörper 23 einen
ringförmigen
Kühlbereich 33 zum
Kühlen
der Außenwandoberfläche 21 des
vorderen Endes 15a des dünnwandigen Rohrs 15,
einen Heizbereich 37, der innerhalb des Kühlbereichs 13 mit
einem dazwischenliegenden ringförmigen
Spalt 35 angeordnet ist, und eine Heißluftsaugbahn 39,
die in Verbindung mit dem ringförmigen
Spalt 35 steht.
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Der
Kühlbereich 33 umfasst
einen Zirkulierbereich 41 zum konstanten Zirkulieren eines
Kühlmittels, wie
z.B. Wasser, und eine Kühloberfläche 43 zum
Kühlen
der Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen Rohrs 15,
so dass die Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 gekühlt
wird, während
die Kühloberfläche 43 in
Kontakt mit der Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 gehalten wird.
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Der
Heizbereich 37 ist in der Form eines hohlförmigen Zylinders
verwirklicht, der in Verbindung mit einem Heizgenerator (nicht gezeigt)
steht und am oberen Ende abgeschlossen ist. Der Heizbereich 37 besitzt einen
Bereich 37a mit geringem Durchmesser am oberen Abschnitt
derselben, so dass er in das vordere Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15 eingeführt
werden kann. Der untere Abschnitt des Heizbereichs 37 ist
ein Bereich 37b mit großem Durchmesser, der in Verbindung
mit dem Abschnitt 37a mit geringem Durchmesser steht. An
einem oberen Abschnitt des geringen Durchmesserbereichs 37a ist
eine Heißluftabgabeöffnung 45 vorgesehen,
die zum Kühlbereich 33 hin
gerichtet ist. Das dünnwandige
Rohr 15 kann zwischen der Heißluftabgabeöffnung und dem Kühlbereich
angeordnet sein.
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Die
Heißluftsaugbahn 39,
die in Verbindung mit dem Spalt 35 steht, steht ebenso
mit einem Heißluftsaugmittel
(nicht gezeigt) in Verbindung, um die Heißluft weg von dem vorderen
Ende 15a des dünnwandigen Rohrs 15 abzuziehen.
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Der
externe Heizkörper 25 ist
derart ausgestaltet, um die Außenwandoberfläche 21 des
vorderen Endes 15a des dünnwandigen Rohrs 15 zu
erwärmen.
Wie in 6 gezeigt ist, besitzt der externe Heizkörper einen
ringförmigen
Heizbereich 49, der eine Heißluftflussbahn 47 enthält. Das
vordere Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15, das von dem Rohrhalter 17 gehalten wird,
kann in den Heizbereich 49 eingeführt werden. Eine Innenseite
des Heizbereichs 49 steht in Verbindung mit einer Heißluftsaugbahn 51.
Eine Heißluftabgabeöffnung 53 ist in
dem Heizbereich an einer Position angeordnet, an der das eingeführte vordere
Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15 angeordnet ist.
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Wie
in 9 gezeigt ist, umfasst die weibliche Form 27 eine
erste Metallform 55 und eine zweite Metallform 57.
Die erste Metallform 55 besitzt einen Hohlraum 55a mit
einem Profil, das der äußeren Kontur
des konischen Schulterabschnitts 9 des rohrförmigen Behälters 1 entspricht.
Die zweite Metallform ist unterhalb der ersten Metallform 55 angeordnet
und besitzt einen Hohlraum 57a mit einem Profil, das der äußeren Kontur des
Halsabschnitts 15 entspricht. Die Stechvorrichtung 29 zum
Bilden des Auslasses 11 in dem Halsabschnitt 5 ist
unterhalb der zweiten Metallform 57 angeordnet. Die Stechvorrichtung 29 wird
nach oben in 9 durch ein elastisches Mittel,
wie z.B. eine Feder, bewegt. Ist das vordere Ende 15b des
dünnwandigen
Rohrs 15 durch die männliche
Form 16 und die weibliche Form 27 gepresst worden,
bildet die Stechvorrichtung den Auslass 11 in dem Halsabschnitt 5.
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Nun
wird das Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters gemäß der Erfindung unter Bezugnahme
auf die 1 bis 11 beschrieben.
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Die 1 bis 3 stellen
den ersten Schritt des Anordnens eines Harzteils an der richtigen
Position für
den rohrförmigen
Behälter 1 dar.
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Wie
in 3 gezeigt ist, wird das dünnwandige Rohr 15 zum
Herstellen eines rohrförmigen
Behälters 1 um
den Rohrhalter 17 angeordnet. Das vordere Ende des dünnwandigen
Rohrs steht um einen bestimmten Abstand von dem vorderen Ende der
männlichen
Form 16 in axialer Richtung und nach außen hin über. Selbst wenn das dünnwandige
Rohr 15 um den Rohrhalter 17 angeordnet ist, so
kann die männliche
Form 16 in axialer Richtung innerhalb des Rohrhalters 17 bewegt
werden.
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Die 4 und 5 stellen
den zweiten Schritt des Aufweichens der Innenwandoberfläche 19 des dünnwandigen
Rohrs 15 dar.
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Der
Rohrhalter 17, der das dünnwandige Rohr 15 an
seiner äußeren Umfangsoberfläche trägt, wird
so weit bewegt, bis das vordere Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15 in den Spalt 35 zwischen der Kühloberfläche 43 des
internen Heizkörpers 23 und
dem geringen Durchmesserbereich 37a des Heizbereichs 37 eingeführt ist.
Anschließend
wird die Innenwandoberfläche 19 des
dünnwandigen
Rohrs 15 durch den Heizbereich 37 erwärmt, während die
Außenwandoberfläche 21 durch
die Kühloberfläche 43 gekühlt wird.
Die Erwärmung
wird durch einen Heißluftstrom
in dem Heizbereich 37 und dessen Ausgabe durch die Heißluftabgabeöffnung 45 entlang
der Richtung, die in der 4 durch die Pfeile angezeigt
ist, durchgeführt,
um so die Innenwandoberfläche 19 aufzuweichen.
Die Heißluft,
die auf die Innenwandoberfläche 19 aufgebracht
wird, wird nach unten in 4 durch die Heißluftsaugbahn 39 mit
Hilfe eines Saugmittels (nicht gezeigt) kraftmäßig abgezogen. Auf diese Weise
werden die Bereiche des dünnwandigen
Rohrs 15, die nicht erwärmt
werden sollen, nur minimal von der Erwärmung betroffen.
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Die
Heißlufttemperatur
und die Zeitdauer der Erwärmung
sind so gewählt,
dass die Innenwandoberfläche 19 des
dünnwandigen
Rohrs 15 ausreichend weich wird. Während genaue Werte für die Heißlufttemperatur
in den im Anschluss beschriebenen Beispielen angegeben sind, so
sind diese aber nicht auf diejenigen Werte beschränkt. Die
Zeitdauer der Erwärmung
ist ebenso nicht auf diejenigen der Beispiele beschränkt. Es wird
darauf hingewiesen, dass das Harzmaterial des dünnwandigen Rohrs jedoch vollständig geschmolzen wird,
falls die Heißlufttemperatur
zu hoch ist. Deshalb ist es bevorzugt, die Erwärmung durch Steuern der Zeitdauer
zu steuern.
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Die
Kühlung
wird dadurch durchgeführt,
dass ein Kühlmittel,
wie z.B. Wasser, in dem Kreislaufbereich 41 konstant zirkuliert
wird, um Wärme
von der Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15, die in Kontakt mit der Kühloberfläche 43 gehalten wird,
zu absorbieren.
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Da
die Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 gekühlt
wird, wird so vermieden, dass die Außenwandoberfläche 21 weich
wird, um so das Profil des vorderen Endes 15a des dünnwandigen
Rohrs 15 beizubehalten.
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Beim
Weichwerden der Innenwandoberfläche 19 des
dünnwandigen
Rohrs 15 nimmt die Wanddicke des vorderen Endes 15a des
dünnwandigen
Rohrs 15 zu, und seine Länge, wie in 5 gezeigt
ist, verringert sich. Dies liegt womöglich daran, dass das vordere
Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15, welches durch Streck- und Extrusionsformen erzeugt
wird, auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des dünnwandigen
Rohrs 15 durch den Heizbereich 37 erwärmt wird,
so dass es sich zusammenzieht und sein ursprüngliches Profil aufgrund der
Gedächtniseigenschaft
wieder annimmt. Das zusammengezogene vordere Ende 15a des
dünnwandigen
Rohrs 15 sieht ein gewisses Harzvolumen vor, das erforderlich
ist, um den Halsabschnitt 5 und den konisch verlaufenden
Schulterabschnitt 9 zu bilden.
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Die 6 bis 8 stellen
den dritten Schritt des Aufweichens der Außenwandoberfläche 21 des
vorderen Endes 15a des dünnwandigen Rohrs 15 dar.
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Der
Rohrhalter 17, der das dünnwandige Rohr 15 trägt, dessen
vorderes Ende 15a derart hergestellt worden ist, dass es
eine größere Wandstärke aufweist,
wird anschließend
so weit bewegt, bis das vordere Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15 in den Heizbereich 49 des externen Heizkörpers 25 eingeführt wird, wie
dies in 6 dargestellt ist. Anschließend wird
die Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 mit Hilfe eines Heizkörpers 49, der um die äußere Umfangsoberfläche des
vorderen Endes 15a des dünnwandigen Rohrs 15 positioniert
ist, erwärmt.
Die Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 wird der Heißluft
ausgesetzt, die aus der Heißluftabgabeöffnung 53 ausgegeben
wird, um so die Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 zu erwärmen.
Nachdem die Heißluft
in Kontakt mit der Außenwandoberfläche 21 tritt,
wird die Heißluft
abgezogen und entlang der Heißluftsaugbahn 51 entfernt,
wie in 6 dargestellt ist, um das vordere Ende 15a des
dünnwandigen
Rohrs 15 zu deformieren oder nach innen hin zu schrumpfen und
gleichzeitig den Einfluss der Heißluft auf die Bereiche, die
durch die Wärme
nicht beeinflusst werden sollen, zu minimieren.
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Die
Heißlufttemperatur
und die Zeitdauer der Erwärmung
sind so gewählt,
um das vordere Ende 15a des dünnwandigen Rohrs 15 ausreichend
aufzuweichen. Während
bestimmte Werte für
die Heißlufttemperatur in
den im Anschluss beschriebenen Beispielen angegeben sind, sind diese
jedoch nicht auf diese Werte beschränkt. Die Zeitspanne der Erwärmung ist
ebenso nicht auf diejenige in den Beispielen beschränkt. Es
wird darauf hingewiesen, dass das Harzmaterial des dünnwandigen
Rohrs vollständig
geschmolzen wird, falls die Heißlufttemperatur
zu hoch ist, und es ist deshalb bevorzugt, die Erwärmung durch
Steuern der Zeitdauer zu steuern.
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Während die
Außenwandoberfläche 21 erwärmt wird,
wird das vordere Ende 15b des dünnwandigen Rohrs 15 zur
Innenseite des dünnwandigen
Rohrs 15 hin deformiert, wie in 7 gezeigt ist,
und zieht sich anschließend,
wie in 8 gezeigt ist, thermisch zusammen. Der zusammengezogene
oder geschrumpfte Abschnitt des dünnwandigen Rohrs 15 sieht
ein gewisses Harzvolumen vor, das erforderlich ist, um den Halsabschnitt 5 und
den konisch verlaufenden Schulterabschnitt 9 zu bilden.
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Das
Ausmaß der
externen Erwärmung
hängt von
dem Volumen ab, das erforderlich ist, um den Halsabschnitt 5 und
den konisch verlaufenden Schulterabschnitt 9 zu bilden.
Falls, z.B., das dünnwandige
Rohr 15 einen Durchmesser von 19 mm besitzt, wird das dünnwandige
Rohr 15 über
eine Länge
von 15 mm vom vorderen Ende erwärmt,
und falls das dünnwandige
Rohr 15 einen Durchmesser von 22 mm besitzt, wird es über eine
Länge von
22 mm vom vorderen Ende erwärmt,
obgleich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Werte beschränkt ist.
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Die 9 bis 11 stellen
den vierten Schritt des Bildens des Halsabschnitts 5 und
eines konisch verlaufenden Schulterabschnitts 9 für den rohrförmigen Behälter 1 dar.
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Der
Rohrhalter 17, der das dünnwandige Rohr 15 hält, dessen
vorderes Ende 15b sich zusammengezogen hat, wird anschließend oberhalb
der weiblichen Form 27 bewegt, wie in den 9 und 10 gezeigt ist.
Anschließend
wird der Rohrhalter 17 nach unten so weit bewegt, bis das
vordere Ende 15 sich auf der weiblichen Form 27 befindet.
Im Anschluss wird die männliche
Form 16 nach unten hin relativ zum Rohrhalter 17 bewegt.
Die männliche
Form 16 und die weibliche Form 27 halten das vordere
Ende 15b des dünnwandigen Rohrs 15 und
bilden den Halsabschnitt 5 und den konisch verlaufenden
Schulterabschnitt 9 durch Pressen. Gleichzeitig wird der
Auslass 11 in dem Halsabschnitt 5 mit Hilfe der
Stechvorrichtung 29 gebildet, wie in 10 gezeigt
ist.
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Nachdem
der Vorgang des Pressformens abgeschlossen ist, wird der Rohrhalter 17,
der das dünnwandige
Rohr 15 hält,
nach oben hin bewegt, und anschließend wird das dünnwandige
Rohr 15 von dem Rohrhalter 17 entfernt, um den
Vorgang des Herstellens des rohrförmigen Behälters 1 abzuschließen, wie
in 12 gezeigt ist.
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Beispiel 1
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Das
dünnwandige
Rohr 15 war aus adhäsivem
Polyethylen und EVOH-Copolymer, das Sperreigenschaften besitzt,
angefertigt. Die Wanddicke des dünnwandigen
Rohrs betrug 0,5 mm. Die Außenschicht
und die Innenschicht waren aus adhäsivem Polyethylen hergestellt,
wobei die Zwischenschicht aus EVOH hergestellt war. Das dünnwandige
Rohr 15 besaß einen
Durchmesser von 19 mm.
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Der
interne Heizkörper 23 wurde
auf die voranstehend beschriebene Weise betrieben. Die Luft wurde von
diesem auf 380°C
erwärmt,
und der Luftdruck betrug 0,08 MPa (der Luftdurchsatz betrug 410
Nl/min). Die Saugkraft der erwärmten
Luft betrug 330 Nl/min. Die Heizdauer betrug 1 Sekunde.
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Der
externe Heizkörper 25 wurde
wie folgt betrieben. Luft wurde von diesem auf 300°C erwärmt, und der
Luftdruck betrug 0,09 MPa (der Luftdurchsatz betrug 380 Nl/min).
Die Saugkraft der erwärmten
Luft betrug 350 Nl/min. Der Wasserdurchsatz des Kühlbereichs
betrug 2,2 l/min. Die Heizdauer betrug 4 Sekunden. Das dünnwandige
Rohr 15 wurde bis auf 15 mm vom vorderen Ende des Rohrs
erwärmt.
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Als
Ergebnis wurde ein guter rohrförmiger
Behälter 1 hergestellt.
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Beispiele 2 bis 5
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Bei
diesen Beispielen wurden die in Tabelle 1 aufgelisteten dünnwandigen
Rohre 15 verwendet, um jeweilige rohrförmige Behälter 1 herzustellen.
Die Tabelle 1 zeigt, wie der interne Heizkörper 23 und der externe
Heizkörper 25 für jedes
Beispiel verwendet wurden.
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Als
Ergebnis wurde ein guter rohrförmiger
Behälter 1 in
jedem der Beispiele hergestellt.
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Die
zweite Ausführungsform
der Erfindung wird im Anschluss beschrieben. Diese zweite Ausführungsform
betrifft einen rohrförmigen
Behälter 15 mit
einem dreischichtigen Aufbau. Bei dieser zweiten Ausführungsform
werden die Dicke und die Eigenschaften einer jeden Schicht erörtert. Das
Herstellungsverfahren und die Herstellungsvorrichtung für diese
zweite Ausführungsform
entsprechen den bereits beschriebenen und werden daher nicht weiter
beschrieben.
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Der
Erfinder der vorliegenden Erfindung führte eine Reihe von Experimenten
an rohrförmigen
Behältern
durch, bei denen verschiedene Harzmaterialien mit unterschiedlichen
Fließeigenschaften
verwendet wurden, und bei denen die Dicke jeder Schicht verändert wurde.
Der Erfinder fand heraus, dass die Dicke und die Fließeigenschaften
Einfluss auf die Anzahl von fehlerhaften rohrförmigen Behältern haben. Dies wird durch Bezugnahme
auf die Tabellen 2 und 3 beschrieben, die die Ergebnisse der Experimente
zusammenfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Experimente
an einem dreischichtigen Aufbau durchgeführt wurden, bei dem die Außenschicht 61 und
die Innenschicht 63 aus dem gleichen adhäsiven Polyethylen
und die Zwischenschicht 65 aus EVOH hergestellt sind.
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[Tabelle 2]
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In
Tabelle 2 ist die Fließeigenschaft
im Hinblick auf den Schmelzindex (im Anschluss als MI bezeichnet)
ausgedrückt.
Der MI-Wert wurde durch Extrudieren von geschmolzenem, thermoplastischen
Kunststoff mit vorbestimmter Temperatur und Druck durch eine Öffnung mit
vorbestimmtem Durchmesser und Länge, durch
Abwiegen des extrudierten Materials und Reduzieren desselben in
eine Anzahl von Gramm pro 10 Minuten erhalten. Das Verfahren wurde
in Übereinstimmung
mit ASTM-D-1238
durchgeführt.
Je höher
der MI ist, desto besser ist im Allgemeinen die Fließeigenschaft
und die Verarbeitbarkeit. Je höher
der MI ist, desto geringer ist jedoch im Allgemeinen die Zugfestigkeit
und desto schlechter ist die Spannungsrissbeständigkeit.
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In
Tabelle 2 ergibt die Auswertung der Anzahl von hergestellten guten
Produkten folgendes.
- Θ:
sehr geringe Anzahl von fehlerhaften Produkten
- O: geringe Anzahl von fehlerhaften Produkten
- Δ: relativ
hohe Anzahl von fehlerhaften Produkten
- X: sehr hohe Anzahl von fehlerhaften Produkten
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Der
Ausdruck "fehlerhaftes
Produkt", wie er
hier verwendet wird, bezeichnet ein Produkt, das einen ungewöhnlichen
Vorsprung bzw. Auskragung am Schulterabschnitt, ein fehlerhaftes
Gewinde, keinen Auslass oder einen ähnlichen Fehler zeigt.
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In
der Tabelle 2 betrug die Zahl der Exemplare für jedes Experiment 50.
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Anhand
der Experimente Nr. 1 bis 3 in Tabelle 2 ist zu sehen, dass, falls
die Dicke d3 der Außenschicht 61 und
die Dicke d1 der Innenschicht 63 gleich sind, und die Außenschicht 61 und
die Innenschicht 63 aus Materialien mit den gleichen Fließeigenschaften
hergestellt sind, die herstellten rohrförmigen Behälter eine hohe Anzahl von fehlerhaften
Produkten ergeben.
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Anhand
der Experimente Nr. 4 und 5 in Tabelle 2 ist zu sehen, dass, falls
die Dicke d1 der Innenschicht 63 größer als die Dicke d3 der Außenschicht 61 ist,
die Anzahl der hergestellten guten Produkte erhöht ist.
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[Tabelle 3]
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Basierend
auf dem Ergebnis der in Tabelle 2 gezeigten Experimente wurden weitere
Experimente durchgeführt.
Die Tabelle 3 fasst die Ergebnisse zusammen, die durch Modifizieren
der Werte hinsichtlich der Dicke d2 der Zwischenschicht 63 und
des MI erhalten werden, vorausgesetzt, dass die Dicke d1 der Innenschicht 63 größer als
die Dicke d3 der Außenschicht 61 ist.
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In
Tabelle 3 bezeichnet der Ausdruck "Schweißriefe" den linearen Fehler, der am Übergangsabschnitt des
thermoplastischen Kunststoffs erscheint. Werden zwei oder mehr flüssige thermoplastische
Kunststoffe in eine Metallform gegossen, um ein geformtes Produkt
herzustellen, und werden diese perfekt miteinander verschmolzen,
so erscheint ein linearer Fehler an dem Übergangsabschnitt, was wiederum
den kommerziellen Wert des Produktes herabsetzt. Falls der lineare
Fehler nicht im Erscheinungsbild erheblich zutage tritt, so ist die
Festigkeit des Produkts senkrecht zur Schweißriefe deutlich verringert,
verglichen mit einem Produkt, das keine Schweißriefe besitzt, und daher ist
das Produkt mehr anfällig
für eine
zerstörerische
Spannungsrissbildung.
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In
Tabelle 3 ergibt die Auswertung der Schweißriefe folgendes.
- O:
kein erheblicher linearer Fehler
- Δ: geringer
erheblicher linearer Fehler
- X: erheblicher linearer Fehler
-
Die
Auswertung der Anzahl der hergestellten guten Produkte ist die gleiche
wie in Tabelle 2. In Tabelle 3 betrug die Anzahl der Exemplare für jedes
Experiment 100.
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Anhand
der Ergebnisse der Experimente Nr. 1 und 6 der Tabelle 3 ist zu
sehen, dass die hohe Anzahl der hergestellten guten Produkte dadurch
realisiert oder erhalten werden kann, dass die Dicke d1 der Innenschicht 63 größer als
die Dicke d3 der Außenschicht 61 gewählt wird,
und dass der rohrförmige
Behälter 1,
bei dem die Schweißriefe
nicht erheblich in Erscheinung tritt, durch Auswählen eines größeren MI-Wertes
des Harzmaterials der Innenschicht 63 als des MI-Wertes
des Harzmaterials der Außenschicht 61 erhalten
werden kann.
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Die
Ergebnisse der Experimente Nr. 3 bis 5 oder Nr. 6 bis 8 der Tabelle
3 zeigen, dass die rohrförmigen Behälter 1,
die eine erhebliche Schweißriefe
zeigen, zunehmen, falls die Dicke d2 der Zwischenschicht 65 groß ist.
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Lediglich
bei den Experimenten Nr. 5 und 8 wurde der Fehler, dass kein Auslass 11 am
Halsabschnitt 5 gebildet wurde (im Anschluss als verschlossener
Auslass bezeichnet) festgestellt. Anhand dieser Tatsache und der
Ergebnisse der Experimente Nr. 3 bis 5 und Nr. 6 bis 8 ist zu sehen,
dass ein verschlossener Auslass dann auftritt, wenn die Dicke d2
der Zwischenschicht 65 groß ist.
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Hinsichtlich
der voranstehenden Beschreibung ist es bevorzugt, die folgenden
Erfordernisse zu erfüllen,
wenn ein dreischichtiges dünnwandiges
Rohr 15 verwendet wird.
- (1) Die Dicke
d1 der Innenschicht 63 ist größer als die Dicke d3 der Außenschicht 61.
- (2) Der MI-Wert der Innenschicht 63 ist größer als
der der Außenschicht 61.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung kann der rohrförmige Behälter 1 mit einem marmorförmigen Muster
am Schulterabschnitt vorgesehen werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann das marmorförmige
Muster, wie es in den 14 und 15 gezeigt
ist, beim Bilden des Schulterabschnittes und des Halsabschnittes
an dem rohrförmigen
Behälter 1 vorgesehen
werden. Zum Herstellen eines marmorförmigen Musters am Schulterabschnitt
des rohrförmigen
Behälters 1 wird
das dünnwandige,
mehrschichte Rohr 15 verwendet, und die Schichten des Rohrs
werden jeweils mit erwünschten
Farben gefärbt.
Zum Herstellen z.B. eines rosafarbenen, marmorförmigen Musters auf einem weißen Behälter wird
die Außenschicht
weiß gefärbt, während die
Zwischenschicht und/oder die Innenschicht rosafarben gefärbt werden.
Ein beliebiges bekanntes Färbemittel
kann zum Färben
verwendet werden. Das dünnwandige
Rohr besitzt einen ellipsoiden Querschnitt.
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Das
voranstehend beschriebene Herstellungsverfahren und die Herstellungsvorrichtung
können
zum Herstellen des rohrförmigen
Behälters 1,
der das marmorförmige
Muster an dem Schulterabschnitt und an dem Halsabschnitt besitzt,
verwendet werden. Deshalb wird die Beschreibung des ersten und des
zweiten Herstellungsschrittes hier weggelassen.
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Bezugnehmend
auf den dritten Schritt des Verfahrens zum Herstellen des voranstehend
beschriebenen rohrförmigen
Behälters 1 wird
die Außenwandoberfläche 21 des
dünnwandigen
Rohrs 15 durch den Heizkörper 49 erwärmt, die
Heißluft
tritt in Kontakt oder prallt auf der Außenwandoberfläche 21 auf,
und die Heißluft wird
durch die Heißluftsaugbahn 51 abgezogen
und entfernt. Da die Heißluft
auf die Außenwandoberfläche 21 aufprallt
und anschließend
abgezogen und entfernt wird, schrumpft das aufgeweichte vordere
Ende 15a des dünnwandigen
Rohrs 15 oder deformiert sich nach innen hin aufgrund des
positiven Drucks, der durch die Heißluft, die auf die Außenwandoberfläche 21 aufprallt,
erzeugt wird, und aufgrund des negativen Drucks, der durch das Abziehen
und Entfernen der Heißluft
erzeugt wird. Wie voranstehend beschrieben wurde, besitzt das dünnwandige
Rohr 15 einen ellipsoiden Querschnitt. Die Kontraktion
entlang der Längsachse
ist deshalb größer als
die Kontraktion entlang der kurzen Achse. Folglich zeigt das vordere
Ende 15b ein undefinierbares Profil, wie in 6 gezeigt
ist, als ob es in radialer Richtung gefaltet ist.
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Der
vierte Schritt wird anschließend
unter dieser Bedingung durchgeführt.
Wie voranstehend beschrieben wurde, wird die männliche Form 16 relativ
zu dem Rohrhalter 17 abgesenkt, und das vordere Ende 15b des
dünnwandigen
Rohrs 15 wird zwischen der männlichen Form 16 und
der weiblichen Form 27, die zusammenwirken, zusammengedrückt, um
einen Halsabschnitt 5 und einen konisch verlaufenden Schulterabschnitt 9 durch
Pressen zu bilden. Da der gefaltete Abschnitt unter dieser Bedingung
gepresst und geformt wird, zeigt der gefaltete Abschnitt einen Phasenunterschied,
einen Überlapp
und eine Verschiebung zwischen der Innen- und der Außenschicht.
Auf diese Weise wird die Außenschicht
gedehnt, und ein dünner
Abschnitt wird erzeugt, der sich von dem Halsabschnitt zur Außenseite
des Schulterabschnittes erstreckt. In diesem Abschnitt, in dem die
Außenschicht
dünn ist,
kann die Zwischenschicht oder die Innenschicht in Erscheinung treten.
Auf diese Weise kann die Farbe der Zwischenschicht am Schulterabschnitt
in Erscheinung treten, und zwar entlang der Mantellinie, um so ein
marmorförmiges
Muster entlang der Mantellinie zu erzeugen.
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Beispiel 5
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Bei
diesem Beispiel wurde ein dünnwandiges
Rohr 15 mit einem dreischichtigen Aufbau verwendet. Die
Außenschicht
und die Innenschicht waren aus einem adhäsiven Polyethylen, und die
Zwischenschicht war aus EVOH hergestellt. Die Außenschicht war weiß gefärbt. Die
Innenschicht war rosafarben gefärbt.
Die Zwischenschicht war ungefärbt.
Die gesamte Wanddicke des dünnwandigen
Rohrs 15 betrug 0,5 mm. Das dünnwandige Rohr 15 besaß einen
langen Durchmesser von 30 mm und einen kurzen Durchmesser von 20
mm.
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Der
interne Heizkörper 23 wurde
dazu verwendet, Heißluft
mit einer Temperatur von 375°C
und einem Durchsatz von 410 Nl/min zu erzeugen. Eine Heißluftabzugsleistung
von 300 Nl/min wurde realisiert, und ein Kühlwasserfluss von 2,2 l/min
wurde im Kühlbereich
verwendet.
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Der
externe Heizkörper 25 wurde
dazu verwendet, Heißluft
mit einer Temperatur von 400°C
und einem Durchsatz von 380 Nl/min zu erzeugen. Eine Heißluftabzugsleistung
von 400 Nl/min wurde realisiert, und die Erwärmung wurde für 4 Sekunden
durchgeführt.
Der Heizbereich betraf eine Länge
von 22 mm vom vorderen Ende des dünnwandigen Rohrs 15.
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Als
Ergebnis wurde ein guter rohrförmiger
Behälter 1 mit
einem marmorförmigen
Muster am Halsabschnitt und an dem Schulterabschnitt hergestellt.
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Wie
voranstehend im Detail beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung
kein unerwünschter
Bereich der Innenwandoberfläche
erwärmt,
da die Heißluft,
die zum Erwärmen
der Innenwandoberfläche
des dünnwandigen
Rohrs verwendet wird, kraftmäßig abgezogen
und entfernt wird, und das Profil des dünnwandigen Rohrs kann unverändert vor
und nach der Erwärmung
beibehalten werden, da die Außenwandoberfläche des
dünnwandigen
Rohrs gleichzeitig gekühlt
und eine mögliche
Deformation aufgrund einer Expansion verhindert wird.
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Da
die Heißluft,
die zur Erwärmung
der Außenwandoberfläche des
dünnwandigen
Rohrs verwendet wird, zusätzlich
kraftmäßig abgezogen
und entfernt wird, wird kein unerwünschter Bereich der Außenwandoberfläche erwärmt. Auf
diese Weise kann das Volumen des aufzuweichenden Abschnitts, um
den Halsabschnitt zu erzeugen, auf einem bestimmten Wert gehalten
werden, und der Schulterabschnitt kann mit einer erwünschten
Dicke hergestellt werden, so dass folglich ein rohrförmiger Behälter mit
einem erwünschten
Profil erhalten werden kann.
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Erfindungsgemäß weist
der rohrförmige
Behälter
keine Trennlinie auf, da ein rohrförmiger Behälter direkt aus einem dünnwandigen
Rohr gebildet wird. Die Oberfläche
eines rohrförmigen
Behälters
entsprechend der Erfindung ist deshalb in höchstem Maße zum Bedrucken geeignet.
Da ein rohrförmiger
Behälter
ohne Veränderungen
hinsichtlich des Profils des erwärmten
dünnwandigen
Rohrs hergestellt werden kann, kann zusätzlich das dünnwandige
Rohr im voraus einem Druckvorgang unterzogen und lediglich ein Halsabschnitt
und ein Schulterabschnitt aus diesem in den nachfolgenden Bearbeitungsschritten
gebildet werden.
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Falls
das dünnwandige
Rohr einen dreischichtigen Aufbau besitzt, und zwar mit einer Zwischenschicht,
die zwischen der Außen-
und der Innenschicht eingebettet ist, kann ein fehlerloser rohrförmiger Behälter auf
einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass die Innenschicht
dicker als die Außenschicht
ist, oder ein Material für
die Innenschicht ausgewählt
wird, das ein höheres
Fließvermögen besitzt
als das Material der Außenschicht.
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Erfindungsgemäß kann der
Schulterabschnitt eines rohrförmigen
Behälters
beim Herstellen des rohrförmigen
Behälters
derart hergestellt werden, dass er ein marmorförmiges Muster aufweist.