WO2008049506A1

WO2008049506A1 - Preform für die herstellung von biaxial gereckten kunststoffflaschen und aus preform hergestellte kunstoffflasche

Info

Publication number: WO2008049506A1
Application number: PCT/EP2007/008674
Authority: WO
Inventors: Robert M. Siegel
Original assignee: Alpla Werke Alwin Lehner Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2008-05-02
Also published as: EP2094459A1; CH699063B1; US20100028577A1; MX2009004312A

Abstract

Ein Preform (1) zur Herstellung von biaxial gereckten Kunststoff flaschen besitzt einen starren, im wesentlichen länglichen Körper (2), der an seinem einen Längsende einen Boden (3) aufweist und dessen gegenüberliegendes Längsende als ein mit einer Ausgiessöffnung (5) versehener Halsabschnitt (4) ausgebildet ist. Der Preform (1) weist eine Aussen- und eine Innenwandung (A, I) auf, die sich wenigstens über einen Teilbereich seiner axialen Länge erstrecken und von separaten Kunststoffschichten gebildet sind. Wenigstens in einem Teilbereich des Körpers (2) ist in einen von der Aussen- und der Innenwandung (A, I) des Körpers (2) begrenzten Raum wenigstens eine Zwischenschicht (Z) eingebettet, die sich über einen Teil der axialen Länge und des Umfangs des Körpers (2) erstreckt und eine von den Aussen- bzw. Innenschichten (A, I) abweichende Farbgebung aufweist.

Description

Pref orm für die Herstellung von biaxial gereckten Kunststoff flaschen und aus dem Preform hergestellte Kunststoffflasche

Die Erfindung betrifft einen Preform für die Herstellung von biaxial gereckten Kunststoffflaschen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine aus dem Preform hergestellte Kunststoffflasche.

Die in der Vergangenheit üblichen Behältnisse aus Weiss- oder Buntblech, aus Glas oder auch aus Keramik werden in zunehmendem Masse von Behältnissen aus Kunststoff abgelöst. Insbesondere für die Verpackung fluider Substanzen, beispielsweise von Getränken, Haushaltsprodukten, Pflegeprodukten, Kosmetika usw., kommen hauptsächlich Kunststoffbehältnisse zum Einsatz. Das geringe Gewicht und die geringeren Kosten spielen sicher eine nicht unerhebliche Rolle bei dieser Substitution. Die Verwendung re- zyklierbarer Kunststoffmaterialien und die insgesamt günstigere Gesamtenergiebilanz bei ihrer Herstellung tragen auch dazu bei, die Akzeptanz von Kunststoffbehältnissen, insbesondere von Kunststoffflaschen, beim Konsumenten zu fördern.

Die am häufigsten eingesetzten Kunststoffflaschen bestehen aus Polyethylenterephthalat bzw. PET oder dessen leicht abgewandelten Copolyestern und werden meist in einem sogenannten Spritzstreckblasverf ahren hergestellt. Bei diesen Verfahren handelt es sich um eine Kombination aus Spritzgiessen und Blasformen. Dabei wird zunächst in einem Spritzgiessprozess in einer Spritzform ein Preform hergestellt. Neuerdings sind auch Fliesspressverfahren zur Herstellung von Pref orms vorgeschlagen worden. Der Preform weist einen im wesentlichen länglichen, zylindrischen Körper auf, an dessen einem

Längsende ein Boden ausgebildet ist. Ein Supportring trennt den Körper von einem Halsabschnitt mit einer Ausgiessöffnung. Dieser Halsabschnitt weist üblicherweise bereits die spätere Form des Flaschenhalses auf. An der Aussenseite dieses Halsabschnitts sind auch meist bereits Gewindeabschnitte oder dergleichen für die Festlegung eines Verschlussteils ausgebildet. Der Preform wird nach seiner Herstellung in einem Kunststoff spritzverfahren aus der Spritzform entformt, bei Bedarf konditioniert und in eine Blasform einer Blasmaschine eingebracht, in welcher er schliesslich mit Überdruck auf die gewünschte Form aufgeblasen und zusätzlich mit einem Reckdorn verstreckt wird. Die derart biaxial gereckte Kunststoffflasche wird danach entformt. Es ist auch bereits ein Spritzblasverfahren bekannt, bei dem der Blasprozess direkt anschliessend an das Spritzen des Pref orms erfolgt. Der Pref orm verbleibt dabei auf dem Spritzdorn, und ein Teil der Spritzform bildet einen Abschnitt der Blasform.

Aus dem Stand der Technik sind bereits im Extrusionsblasverf ahren hergestellte Kunststoffbehälter bekannt, die verschieden gefärbte Bereiche aufweisen und/ oder mit längs verlaufenden Dekorstreifen versehen sind. Die farblich abgestuften Bereiche oder Streifen haben im allgemeinen keine technische Funktion und dienen nur zur Veränderung der äusseren Erscheinungsform des Kunststoffbehälters. Bei diesen bekannten Kunststoffbehältern weisen die farblich abgesetzten Bereiche oder Streifen einen relativ langen Übergangsbereich auf, in dem die Grundfarbe in den farblich abgesetzten Bereich übergeht bzw. von diesem wieder in die Grundfarbe übergeht. Manchmal mag dieser Effekt ja beabsichtigt sein; in der Regel ist er jedoch optisch wenig ansprechend und erzielt er nicht die gewünschte Wirkung. Diese im Extrusionsblasverf ahren hergestellten Kunststoffflaschen mit den über eine relativ lange Strecke verlaufenden Übergängen kommen daher nur selten zur Anwendung.

In einem Streckblasverfahren hergestellte, biaxial gereckte Kunststoffflaschen werden hingegen immer nur einfarbig hergestellt. Dazu wird ein grosser Aufwand betrieben, um die Preforms mit einer gleichmässigen vollständigen Einf ärbung zu versehen. Farbeffekte werden allenfalls durch eine nachträgliche Beschichtung der Kunststoffflasche oder durch das Aufkleben von Folien und dergleichen erzielt. Andererseits besteht aber auch bei im Streckblasverfahren hertestellten, biaxial gereckten Kunststoffflaschen, insbesondere bei den das Gros der Kunststoffflaschen ausmachenden PET-Flaschen, der Wunsch nach gezielten Einfärbungen, die sowohl ästhetische als auch funktionelle Eigenschaften aufweisen können. Beispielsweise kann dem Kunsumenten durch eine gezielte Einfärbung signalisiert werden, in welchem Bereich die Flasche am Besten ergriffen werden soll. Eine gezielte Einfärbung der Kunststoffflasche kann auch für nachfolgende Verarbeitungs- schritte von Nutzen sein, beispielsweise um den Ettiketierbereich hervorzuheben oder um einem roboter gesteuerten Transport- und/ oder Bearbeitungssystem die Mustererkennung zu erleichtern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Preform für die Herstellung von biaxial gereckten Kunststoffflaschen zu schaffen, der die Herstellung von Kunststoffflaschen mit gezielt plazierten Farbeffekten ermöglicht. Der Preform soll dabei auf konventionelle Art herstellbar und in gewohnter Weise im Streckblasverfahren weiterverarbeit- bar sein. Zusätzlicher technischer Aufwand und zusätzliche Kosten für die Preformher- stellung sollen weitgehend vermieden werden können. Weiters ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer biaxial gereckten Kunststoffflasche, welche Farbeffekte im gewünschten Umfang aufweist.

Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einem Preform für die Herstellung von biaxial gereckten Kunststoffflaschen, welcher die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Biaxial gereckte Kunststoffflaschen, hergestellt aus dem erfindungsgemässen Preform, sind Ge- genstand der darauf gerichteten Ansprüche.

Der erfindungsgemässe Preform zur Herstellung von biaxial gereckten Kunststoffflaschen besitzt einen starren, im wesentlichen länglichen Körper, der an seinem einen Längsende einen Boden aufweist und dessen gegenüberliegendes Längsende als ein mit einer Aus- giessöffnung versehener Halsabschnitt ausgebildet ist. Der Preform weist eine Aussen- und eine Innenwandung auf, die sich wenigstens über einen Teilbereich seiner axialen Länge erstrecken und von separaten Kunststoff schichten gebildet sind. Wenigstens in einem Teilbereich des Körpers ist in einen von der Aussen- und der Innenwandung des Körpers begrenzten Raum wenigstens eine Zwischenschicht eingebettet, die sich über einen Teil der axialen Länge und des Umfangs des Körpers erstreckt und eine von den Aussen- bzw. Innenschichten abweichende Farbgebung aufweist.

Während für die aus dem Stand der Technik bekannten herkömmlichen mehrschichtigen Kunststoffflaschen Preforms eingesetzt werden, die eine oder mehrere Zwischenschichten aufweisen, welche sich möglichst gleichmässig über den gesamten Körper des Preforms erstrecken, wird durch die Erfindung ein Preform geschaffen, der wenigstens eine Zwischenschicht aufweist, die sich nur über einen Teilbereich des Körpers des Preforms erstreckt. Die Zwischenschicht weist eine von den Innen- und Aussenschichten abweichen- de Farbgebung auf. Dadurch sind bei der fertig steckgeblasenen Kunststoffflasche spezielle optische Effekte, Farbübergänge, Mischfarben, 3-D Effekte, und Effekte, die abhängig vom Betrachtungswinkel des Beobachters sind, erzielbar.

Eine zweckmässige Variante der Erfindung sieht vor, dass wenigstens die Aussenschicht des Körpers transparent ausgebildet ist. Durch die Farbe des Grundmaterials der Innenschicht und der transparenten Aussenschicht und durch die davon abweichende Farbgebung der Zwischenschicht(en) sind additive oder subtraktive Farmischungen und Übergänge erzielbar.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass alle Schichten des Körpers transparent ausgebildet sind. Dadurch sind farbliche Wechselwirkungen der Schichten mit einem eingefärbten Füllgut möglich. Durch unterschiedliche Dichtegradienten im Füllgut selbst kann dieses noch zusätzliche optische Effekte beisteuern.

Grundsätzlich muss sich die Zwischenschicht nicht über den gesamten Umfang des Körpers des Preforms erstrecken. Zur Vereinfachung der spritztechnischen Herstellung des Preforms ist die wenigstens eine Zwischenschicht mit Vorteil ringförmig ausgebildet und sie sich über den gesamten Umfang des Körpers.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemässen Preforms weist die Zwischenschicht über ihre axiale und/ oder radiale Erstreckung eine variable Dicke auf. Während bei den bekannten Preforms und den daraus hergestellten biaxial gereckten Kunststoffflaschen eine möglichst gleichmässige Wandstärke der Zwischenschicht im Vordergrund steht, beispielsweise um als Barriereschicht zu wirken, macht sich die Erfindung die Dickeschwankungen zu eigen, um steuerbar ganz bestimmte optische Effekte, beispielsweise 3- D Effekte zu erzielen.

Zu Kennzeichnungszwecken, die insbesondere bei vollautomatischen Verarbeitungssy- stemen mit Mustererkennung einsetzbar sind, kann in einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Zwischenschicht im Bereich des Bodens und/ oder im Bereich des Halses des Körpers die Aussenschicht durchdringt. Zur Abhebung bestimmter Teilbereiche der streckgeblasenen Kunststoffflasche kann der erfindungsgemässe Preform entlang der axialen Erstreckung seines Körpers zwei oder mehrere Zwischenschichten aufweisen, die sich ringförmig über den Umfang des Körpers erstrecken. Dadurch beispeilsweise der Bereich festgelegt werden, in dem die Etikette angebracht werden soll. Auch kann auf diese Weise dem Konsumenten signalisiert werden, wo die Flasche zweckmässigerweise ergriffen werden soll.

Indem die wenigstens eine Zwischenschicht aus einem Material besteht, welches sich mit der Aussen- und/ oder der Innenschicht schlecht bis gar nicht verbindet, kann die einge- färbte Schicht beim Rezyklieren der Kunststoffflasche leicht wieder von den übrigen Schichten abgetrennt und separat weiterverarbeitet werden. Dies erlaubt auch die Verwendung von eingefärbten Materialien, die ein geringeres lebensmitteltechnisches Niveau aufweisen, ohne dadurch das Rezyklieren der Kunststoffflaschen in Frage zu stellen.

Für die kostengünstige Herstellung des erfindungsgemässen Preforms erweist ein Mehrschicht-Kunststoffspritzverfahren als zweckmässig. Diese Verfahren sind für die Herstellung mehrschichtiger Preforms hinlänglich bekannt, erprobt und für eine kostengüstige massentechnische Fertigung geeignet. Zum Unterschied von den bekannten Verfahren wird der Spritzprozess für die Herstellung der erfindungsgemässen Preforms derart ge- steuert, dass eine oder mehrere Zwischenschichten nur in Teilbereichens des Körpers des Preforms hergestellt werden. Dies ist ohne grossere konstruktive Umbauten durch eine entsprechende Steuerung der Einspritzzeiten und -mengen der Materialien für die Zwischenschichten) sowie der Spritzgeschwindigkeiten erreichbar.

Biaxial gereckte Kunststoff flaschen, die in einem Streckblasprozess aus einer der geschilderten Varianten der erfindungsgemässen Preforms hergestellt sind, zeichgnen sich durch spezielle optische Effekte aus. Sie können Farbübergänge, Mischfarben, 3-D Effekte oder vom Betrachtungswinkel abhängie Effekte aufweisen. Die Farbeffekte können im Zusammenspiel mit dem Inhalt der Kunststoffflaschen beispielsweise auch für eine einf ache- re und leichtere Festellung des Füllstands der Flasche eingesetzt werden. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Figuren. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:

Fig. 1 - Fig. 6 verschieden Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Preforms.

Die in den Fig. 1 - Fig. 6 beispielsweise dargestellten Ausführungsvarianten von Preforms sind jeweils gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Sie weisen einen länglichen Körper 2 auf, dessen eines Ende mit einem üblicherweise bombiert ausgebildeten Boden 3 verschlossen ist. Am gegenüberliegenden Ende weist der Körper 2 einen Halsabschnitt 4 auf, der eine Ausgiessöffnung 5 besitzt. Der Halsabschnitt 4 ist durch einen flanschartig überstehenden Supportring 6 vom übrigen Körper 2 des Preforms 1 getrennt. An seiner Aussenseite ist der Halsabschnitt 4 üblicherweise mit Gewindeabschnitten 7 oder dergleichen versehen. Der Körper 2 des Preforms 1 weist eine Aussenwandung A und eine In- nenwandung I auf. Gemäss der Erfindung weist der Preform 1 zwischen den beiden

Schichten A, I wenigstens eine Zwischenschicht Z auf, die nur in einem Teilbereich seiner Erstreckung vorgesehen ist. Die Zwischenschicht Z kann sich nur über einen Teilabschnitt des Umf angs des Körpers 2 des Preforms 1 erstrecken, oder sie kann ringförmig ausgebildet sein. Die Zwischenschicht Z muss nicht exakt mittig zwischen der Innenwandung I und der Aussenwandung A angeordnet sein, sondern kann auch mehr an der Aussenwandung A oder der Innenwandung I verlaufen. Die Preforms 1 sind in einem Mehrschicht-Kunststoffspritzverfahren hergestellt. Als Materialien für die Aussen- und die Innenschichten A bzw. I kommen PET, Polypropylen, Polystyrol, HDPE, LDPE und dergleichen in Frage. Der Anspritzpunkt eines Preforms 1 am Boden 3 des Körpers 2 ist mit dem Bezugszeichen 8 versehen.

Fig. 1 zeigt einen Preform 1, dessen Zwischenschicht Z durch speziell eingestellte Spritzgeschwindigkeiten in axialer Richtung eine unterschiedliche Wandstärke aufweist. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Farbverlauf von oben nach unten ermöglicht. Die Lager der Zwischenschicht Z, wann diese beginne oder aufhört, ist durch den Spritzbeginn und -stopp der eingefärbten Komponente, die bei der Herstellung des Preforms mit zweiten Spritzaggregat zwischen die beiden Aussenschichten A, I eingespritzt wird, einstellbar. Fig. 2 zeigt einen Preform, der zwei Zwischenschichten Z aufweist, die axial übereinander angeordnet sind. Dies erfolgt durch ein gezieltes Starten und Stoppen des Einspritzens des eingefärbten Materials mit dem zweiten Spritzaggregat. Auf analoge Weise sind auch mehr als zwei Zwischenschichten erstellbar.

Fig. 3 zeigt einen Preform 1, dessen Zwischenschicht Z nahe dem Anspritzpunkt 8 angeordnet ist.

Fig.4 zeigt einen Preform 1, dessen Zwischenschicht Z durch eine sehr frühe Zugabe des eingefärbten Materials im Halsabschnitt 4 des Preforms 1 an die Aussenseite gelegt ist. Insbesondere durchdringt die Zwischenschicht Z am freien Ende des Halsabschnitts 4 die Aussenwandung A und bildet Farbfalten F.

Bei dem in Fig. 5 beispielsweise dargestellten Preform 1 reicht die Zwischenschicht Z in den Anspritzpunkt 8 hinein. Dies wird dadurch erreicht, dass in der Einspritzdüse bereits eingefärbtes Material vorliegt, das sich beim Spritzen des Preforms 1 an die Innenschicht bzw. an die Aussenschicht anlagert. An der Aussenwandung A des Preforms ist das angelagerte Material durch das Bezugszeichen D angedeutet. Dadurch sind an der fertig streckgeblasenen Kunststoffflasche spezielle Farbverläufe erzielbar.

In Fig. 6 ist ein Preform 1 dargestellt, bei dem durch einen möglichst langen Anspritzpunkt 8 vermieden wird, dass Reste des eingefärbten Materials unkontrolliert in den Düsenbereich der Spritzkavität gelangen. Dadurch werden Anlagerungen von eingefärbtem Material an der Aussenwandung A des Preforms 1, wie sie im Ausführungsbeispiel ge- mäss Fig. 5 bewusst vorgesehen sind, vermieden. Der lange Anspritzpunkt 8 wird schliesslich in einem separaten Arbeitsschnitt abgeschnitten.

Die anhand der Fig. 1 - 6 dargestellten Varianten von Preforms sind nur beispielsweise angeführt. Es versteht sich, dass die unterschiedlichen Varianten Ausführungsvarianten (mit Ausnahme der Kombination der Varianten gemäss Fig.5 und Fig. 6) beliebig miteinander kombinierbar sind, um daraus weitere von Preforms herzustellen. Die erfindungs- gemäss ausgebildeten Preforms sind in gewohnter Weise in einem Streckblasverfahren weiterverarbeitbar, um daraus biaxial gereckte Kunststoffflaschen herzustellen.

Claims

Patentansprüche

1. Preform zur Herstellung von biaxial gereckten Kunststoff Haschen mit einem starren, im wesentlichen länglichen Körper (2), der an seinem einen Längsende einen Boden (3) aufweist und dessen gegenüberliegendes Längsende als ein mit einer

Ausgiessöffnung (5) versehener Halsabschnitt (4) ausgebildet ist und der eine Aussen- und eine Innenwandung (A, I) aufweist, die sich wenigstens über einen Teilbereich seiner axialen Länge erstrecken und von separaten Kunststoff schichten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Teilbereich des Körpers in einen von der Aussen- und der Innenwandung (A, I) des Körpers (2) begrenzten Raum wenigstens eine Zwischenschicht (Z) eingebettet ist, die sich über einen Teil der axialen Länge und des Umf angs des Körpers (2) erstreckt und eine von den Aussen- bzw. Innenschichten (A, I) abweichende Farbgebung aufweist.

2. Preform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Aussen- schicht (A) des Körpers (2) transparent ausgebildet ist.

3. Preform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schichten (a, I, Z) des Körpers (2) transparent ausgebildet sind.

4. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (Z) ringförmig ausgebildet ist und sich über den gesamten Umfang des Körpers (2) erstreckt.

5. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (Z) über ihre axiale und/ oder radiale Erstreckung eine variable Dicke aufweist.

6. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (Z) im Bereich des Bodens (3) und/ oder im Bereich des Halsabschnitts (3) des Körpers (2) die Aussenwandung (A) durchdringt.

7. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der axialen Erstreckung des Körpers (2) zwei oder mehrere Zwischenschichten (Z) vorgesehen sind, die sich ringförmig über den Umfang des Körpers (2) erstrecken.

8. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zwischenschicht (Z) aus einem Material besteht, welches sich mit der Aussen- und/ oder der Innenschicht (A, I) schlecht bis gar nicht verbindet.

9. Preform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Mehrschicht-Kunststoff spritzverfahren hergestellt ist.

10. Biaxial gereckte Kunststoffflasche hergestellt in einem Streckblasprozess aus einem Preform (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.