DE2343125B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von molekular orientierten Hohlkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von molekular orientierten Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Durch die molekulare Orientierung von thermoplastischen Kunststoffen beim Herstellen von Hohlkörpern wie Behältern im Hohlblasverfahren kann eine sehr wünschenswerte Verbesserung der Festigkeitseigenschat'ten des fertigen Behälters erreicht werde.n. Grundsätzlich gilt, daß für die molekulare Orientierung eines orientierbaren thermoplastischen Kunststoffes dessen Temperatur innerhalb eines bestimmten Bereiches während des Verstreckens des Materials zur Entwicklung der Molekularorientierung liegen muß. Dieser Bereich ist niedriger als die Temperatur, bei welcher der Kunststoff extrudiert wird, liegt jedoch immer noch beträchtlich über Zimmertemperatur, so daß das Verstrecken vor oder bei dem endgültigen Hohlblasen eines extrudierten Vorformlings in die Fertigform erfolgen kann. Hierzu ist es bekannt (DE-OS 21 64 526), einen Vorformling zu extrudieren und in einer Zwischenblasform zu einem Zwischenformliiig aufzublasen, welcher in der Zwischenblasform selbst auf eine Temperatur konditioniert wird, bei welcher das Material des Zwischenformlings molekular orientiert wird, wenn es verstreckt wird. Anschließend wird der Zwischenformling längsverstreckt und in die endgültige Gestalt des Hohlkörpers aufgeblasen. Bei diesem bekannten Verfahren ist es jedoch nachteilig, daß das Temperaturkonditionieren des Zwischenformlings in der Zwischenblasform selbst erfolgt, denn bis zum Erreichen des gewünschten Temperaturzustandes verstreicht notwendig eine geraume Zeit, in welcher dann die Zwischenblasform nicht zur Aufnahme eines neuen Vorformlings zur Verfugung steht. Da der Zwischenformling noch eine verhältnismäßig große Wandstärke hat, und der Kunststoff nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, verstreicht für das Temperaturkonditionieren eine erhebliche Zeit, so daß die mögliche Ausstoßgeschwindigkeit bei dem bekannten Verfahren beschränkt ist. Vorrichtungsmäßig muß eine verhältnismäßig leistungsfähige Kühleinrichtung für die Zwischenblasform vorgesehen werden, was zu einem entsprechend hohen Aufwand für die Zwischenblasform führt. Außerdem muß bei einer gegebenen Extrusionsgeschwindigkeit eine verhältnismäßig große Anzahl von Zwischenblasformen zur Verfügung stehen.

Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche der Aufwand für die Zwischenblasformen verringert und eine höhere Ausstoßgeschwindigkeit ermöglicht sind.

so Dies wird durch die im Anspruch 1 bzw. Anspruch 5 beschriebene Erfindung erreicht.

Da erfindungsgemäß der Zwischenformling in der Zwischenblasform nicht vollständig auf die Temperatur gebracht wird, die zum Längsverstrecken unter gleichzeitiger Molekularorientierung erforderlich ist, sondern in der Zwischenblasform nur soweit gekühlt wird, daß er eine tragfähige Außenhaut erhält, und dies verhältnismäßig rasch erreicht werden kann, kann der Zwischenformling aus der Zwischenblasform herausgenommen und weiter transportiert werden, ohne daß es dabei zu nachteiligen Verformungen kommt. Das eigentliche Konditionieren kann daher in einer der Zwischenblasform nachgeschalteten Konditionierkammer stattfinden, die gleichzeitig mehrere Zwischenformlinge aufnehmen kann, so daß der Ausstoß ohne wesentlich höheren Vorrichtungsaufwand erhöht ist, weil die Zwischenblasform kurzzeitig wieder zur Verfügung steht, bevor noch der Zwischenformling auf

die erforderliche Temperatur heruntergekühlt ist

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling mit einem verdickten Wandbereich extrudiert, der beim Konditionieren für das Längsverstrecken wärmer als die dünneren Wandbereiche oleibt Hierdurch wird beim Längsverstrecken der verdickte Wandbereich des Vorformlings stärker gestreckt als die dünneren Wandbereiche, so daß die Wanddicke des verdickten Wandbereichs reduziert wird und das Maß der anderen Wandbereiche erreicht Es ist zwar an sich bekannt (DE-AS 16 29 340) den Vorformling mit einem verdickten Wandbereich zu extrudieren, um diejenigen Teile des Vorformlings, welche beim Aufblasen desselben zu einem Hohlkörper am meisten gedehnt werden, nicht gegenüber Teilen, die weniger stark gedehnt werden, zu schwächen, vielmehr für den gesamten Hohlkörper eine im wesentlichen konstante Wanddicke zu erreichen. Jedoch ist es im bekannten Fall nicht vorgesehen, den Vorformling vor dem Hohlblasen auf eine geringere Temperatur als die Extrusionstemperatur einzustellen, um vor dem Hohlblasen eine Molekularorientierung durch Längsverstrecken zu erreichen. Für diesen Fall lehrt demgegenüber die Erfindung weiter, den verdickten Wandbereich für das Längsverstrecken auf eine höhere Temperatur einzu- 2^r> stellen als die dünneren Wandbereiche, so daß erfindungsgemäß auch bei einem vorangehenden Längsverstrecken noch eine i. w. konstante Wanddicke des Hohlkörpers erhalten werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich beson- jo ders für die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit hohem Nitrilgruppengehalt, wobei mindestens 60Gew.% des Kunststoffes aus einem Nitrilgruppen enthaltenden Monomer, wie einem Metracrylnitril polymerisiert wurden. Der Kunststoff enthält dabei mindestens ein polymerisiertes Comonomer mit mindestens einer äthylenisch ungestättigten Bindung im Molekühl, wie z. B. Styrol, und wird bei einer Temperatur zwischen 204 und 260° extrudiert.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Hohlkörper mit einem Halsende dieses beim Aufblasen des Vorformlings zum Zwischenformling in seine fertige Endform aufgeblasen. Zwar ist die Erzeugung des Halsendes durch Hohlblasen an sich bekannt (US-PS 35 38 211), wobei jedoch nicht 4-> eine Streckorientierung des Behältermaterialü vorgesehen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung in einem bevorzugten Beispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt so

F i g. 1 bis 5 teils im Schnitt Ansichten einer Anordnung von Apparateteilen, durch welche aufeinanderfolgende Schritte bei dem Verfahren erläutert werden.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, zeigt die F i g. 1 ^r> > bis 5 verschiedene Teile einer Vorrichtung zur Erzeugung mehrachsigmolekularorientierter Behälter mit einer gesteuerten Wanddickenverteilung.

Der erste Teil dieser Vorrichtung ist in F i g. 1 gezeigt und enthält eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete f>o Extrusionseinrichtung zur Bildung eines Vorformlings 12. Die Extrusionseinrichtung 10 umfaßt einen Extruderkopf 14 mit einem axial bewegbaren Kern 16 im Inneren. Der Extruderkopf 14 enthält ein Endteil 18, welches nach innen konvergieren kann und mit einer Spitze 20 am vorderen Ende des Kerns 16 zusammenwirkt, um eine ringförmige Extrusionsauslaßöffnung zwischen der inneren Oberfläche 112 des Endteils 18 und der Außenoberfläche UO des Spitzenteils 20 zu bilden, so daß ein langgestreckter schlauchförmiger Vorformling 12 erzeugt wird.

Die in ihrer Gesamtheit mit 22 bezeichnete Steuereinrichtung dient zum Einiegeln der Wanddicke des thermoplastischen Kunststoffs bei der Extrusion in die Gestalt des Vorformlings 12. Die Steuereinrichtung 22 enthält bei der gezeigten Ausführungsform gem. F i g. 1 ein Gehäuse 24, in welchem ein starr am oberen Teil des Kerns 16 sitzender Kolben 26 auf- und niederbewegbar angeordnet ist Für die Bewegung des Kolbens 26 und damit des Kerns 16 dient ein Druckmedium, mit welchem der Kolben 26 an seinen beiden Kolbenflächen durch Zufuhr des Druckmediums durch die Öffnungen 28 oder 30 im Gehäuse 24 beaufschlagt werden kann.

Unterhalb der Extrusionseinrichtung 10 und der Steuereinrichtung 22 befindet sich eine Zwischenblasform für den Vorformling 12, die in Fig.2 in ihrer Gesamtheit mit 32 bezeichnet ist Die Zwischenblasform 32 weist trennbare Formabschnitte 34 und 36 auf, welche in geschlossenem Zustand zusammen einen Formhohlraum 38 bilden. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 hat der Formhohlraum 38 die Form eines langgestreckten Zylinders mit einem Abschnitt 40 oberhalb seines Zentrums, welcher gewindebildende Halsblasformteile 39 sowie eine Schulter 41 aufweisen kann. Ebenfalls als Teil des Formhohlraumes 38 ist ein Halteabschnitt 42 für einen verlorenen Kopf des Zwischenformlings 80 unmittelbar über dem Abschnitt 40 ausgebildet. Die Formabschnitte 34 und 36 bilden außerdem einen Abklemmteil 46 am unteren Ende der Zwischenblasform 32. Die Zwischenbiasform 32 umfaßt ferner eine Einrichtung zum Einstellen der Oberflächentemperatur der Wandung des Formhohlraums 38. Diese Einrichtung weist beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Reihe von Innenkanälen 43 nahe der Wandfläche des Formhohlraumes 38 auf. Durch die Innenkanäle 43 kann ein Kühlmittel hindurchgeleitet werden, um die Oberflächentemperatur des Formhohlraums 38 zu senken.

Eine in ihrer Gesamtheit mit 48 bezeichnete Blaseinrichtung dient zum Expandieren des Vorformlings 12 in dem Formhohlraum 38 und weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Hohlnadel 50 auf, die auf einem Kolben 52 montiert ist, der seinerseits in einer Bohrung im Formabschnitt 36 mittels eines Druckmediums bewegbar ist, welches durch einen Kanal 54 zugeführt werden kann.

Die in ihrer Gesamtheit in F i g. 3 mit 56 bezeichnete Konditionierkammer ist unterhalb der Zwischenblasform 32 angeordnet. Sie soll die Temperatur des in der Zwischenblasform 32 gebildeten Zwischenformlings 80 auf den Temperaturbereich bringen, in welchem eine wesentliche molekulare Orientierung des Kunststoffes beim Dehnen oder Recken des Zwischenformlings 80 auftritt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 enthält die Konditionierkammer 56 ein Gehäuse 58 mit einem Einlaß 60 und einem Auslaß 62, die einen Durchlaß für Luft mit einer bestimmten Temperatur bilden, um die Temperatur von einem oder mehreren thermoplastischen Zwischenformüngen 80 auf die gewünschte Orientierungstemperatur zu verringern. Die Zwischenformlinge 80 sind in Halter 64 eingesetzt, welche von einer Trägerplatte 66 getragen sind, die ihrerseits von einer Antriebseinrichtung 68 gedreht wird, welche einen Elektromotor 70 sowie ein zugehöriges Untersetzungsgetriebe 72 aufweisen kann.

Eine Überführungseinrichtung 74 in F i g. 3 dient zum Überführen eines Zwischenformlings 80 von der Zwischenblasform 32 in die Konditionierkammer 56. Die Überführungseinrichtung 74 kann ein paar Backen 76 und 78 aufweisen, welche um den gezeigten herausragenden Umfangsteil des verlorenen Kopfabschnittes 49 des Zwischenformlings 80 geschlossen werden können.

Die Fertigblasform 82 (Fig.4) ist unterhalb der Zwischenblasform 38 vorgesehen und enthält einen Formhohiraum 84, welcher der Fertiggestalt des in ihr zu formenden Behälters entspricht. Die Fertigblasform 82 weist trennbare Formhälften 86 und 88 auf, welche im geschlossenen Zustand zwischeneinander den Formhohlraum 84 bilden. Die Fertigblasform 82 weist in der Ausführungsform gemäß F i g. 4 eine öffnung 90 auf, durch welche ein Rohr 96 in den Formhohlraum 84 eingebracht werden kann. Ferner enthält sie eine Kühleinrichtung zum Regeln der Oberflächentemperatur der Wand des Formhohlraumes 84. Eine derartige Kühleinrichtung kann ebenfalls eine Reihe von Kanälen 92 aufweisen, durch welche ein geeignetes Kühlmedium in an sich bekannter Weise geleitet werden kann.

Eine durch eine Öffnung 90 in der Fertigblasform 82 in diese einführbare Längsverstreckeinrichtung 94 (Fig.4) ist zum Längsverstrecken des Zwischenformlings 80 vor dessen vollständigen radialen Ausdehnung in der Fertigblasform 82 vorgesehen. Eine derartige Längsverstreckeinrichtung 94 kann ein sich axial erstreckendes Rohr 96 mit einem Fußteil 98 an seinem vorderen Ende sowie einem hohlen Kanal 100 aufweisen.

Zum Aufblasen des Zwischenformlings 80 in der Fertigblasform 82 ist eine nicht gezeigte Druckmediumquelle vorgesehen, welche durch Leitungen mit dem Kanal 100 im Rohr 96 verbunden ist. Ein elastisches Dichtglied 102, das vom Haltering 104 getragen ist, kann unter Druck gegen die obere Oberfläche 106 der Fertigblasform 82 um die öffnung 90 herum anliegen, um den inneren Teil des Zwischenformlings 80 von der Umgebung während der Formung des Behälters abzuschließen.

Im Betrieb wird ein molekularorientierbarer thermoplastischer Kunststoff 108 (Fig. 1), wie z.B. ein hoch nitrilgruppenhaltiges Polymer mit 90% polymerisiertem Metacrylnitril und 10% Polystyrol durch den Extrusionskopf 14 der Extrusionseinrichtung 10 extrudiert. Obwohl bei dem beschriebenen Verfahren der bevorzugte Kunststoff 108 ein derartiges hoch nitrilgruppenhaltiges Polymer ist, können auch andere molekularorientierbare Thermoplaste verwendet werden. Typische andere geeignete Thermoplaste sind z. B. polymerisiert^ 1-Olefine, wie Polyäthylen und Polypropylen sowie Polyvinylchlorid. Der Kunststoff 108 wird zwischen der Außenoberfläche HO der Spitzen 20 und der inneren Oberfläche 112 des Endteils 18 des Extruderkopfes 14 kontinuierlich ausgepreßt, um einen langgestreckten freien schlauchförmigen Vorformling 12 bei einer Temperatur zu erzeugen, die über der Temperatur liegt, bei welcher eine wesentliche molekulare Orientierung beim Verstrecken erfolgt Eine derartige Temperatur liegt für das hoch nitrilgruppenhaltige Polymerisat der gezeigten Ausführungsform in einem Bereich zwischen 204 und 260⁰C

Wenn der Kunststoff 108 durch die Extrusionseinrichtung 10 hindurchgedrückt wird, wird der Kolben 26 mittels Druckflüssigkeit, welche durch die öffnung 30 zugeführt wird, aufwärts bewegt, so daß die Größe der öffnung zwischen den Spitzen 20 und dem Endteil 18 wächst. Dadurch erfolgt ein entsprechendes Anwachsen der Wanddicke des Vorformlings 12 während dessen Extrusion, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Aufwärtsbewegung kann so gesteuert werden, daß sie genau zu der Zeit erfolgt, während der das Halsende 115 des Hohlkörpers 114 (Fig.5) nahe deren den fertigen Halsabschnitt 45 bildenden Wandabschnitt des Vorformlings 12 aus dem Auslaß austritt. Wenn die Spitze 20 zwecks Verringerung der Größe der Öffnung nach unten bewegt wird, erfolgt eine Verringerung der Wanddicke des extrudiert werdenden Vorformlings 12.

Wenn ein Teil des Vorformlings 12 extrudiert ist, der ausreicht, um den gewünschten Raum zwischen den

is Formabschnitten 34 und 36 der Zwischenblasform 32 einzunehmen, werden die Formabschnitte 34 und 36 so aufeinanderzu bewegt, daß sie einen solchen Teil des Vorformlings 12 mit veränderlicher Wanddicke einschließen. Hierbei wird das untere offene Ende 116 des Vorformlings 12 mit Hilfe der Klemmkanten am Endteil 118 der Formabschnitte 36 und 34 abgequetscht und geschlossen. Der Vorformling 12 mit unterschiedlicher Wanddicke befindet sich nun innerhalb der Zwischenblasform 32. Das andere Ende des Vorformlings 12 kann vom Extruderkopf 14 mit Hilfe üblicher nicht gezeigter Schneidmittel durch Abklemmen zwischen Klemmkanten 120 am oberen Ende der Zwischenblasform 32 abgetrennt werden. Da die Temperatur des thermoplastischen Kunststoffs des Vorformlings 12 in dieser Verfahrensstufe relativ hoch ist, treten keinerlei Schwierigkeiten auf, dicht verschweißte Enden des Vorformlings 12 zwischen den Oberflächen der Klemmkanten 120 der Zwischenblasform 32 zu erhalten. Nachdem der Teil des Vorformlings 12, der innerhalb der Zwischenblasform 32 geformt werden soll, extrudiert und in der Zwischenblasform 32 eingeschlossen ist, wird die Zwischenblasform 32 von der Extrusionseinrichtung 10 wegbewegt, so daß eine andere ähnliche Zwischenblasform 32 den nächst folgenden Teil des Vorformlings 12 aufnehmen kann, welcher kontinuierlich extrudiert und in der in Fig. 1 gezeigten Art und Weise in seiner Wanddicke gesteuert ist.

Dann wird die Hohlnadel 50 durch die Wand des eingeschlossenen Vorformlings 12 in dessen verlorenem Teil 51 gestoßen, worauf ein Druckmedium durch den Kanal 54 in der Hohlnadel 50 und dann in den in der Zwischenblasform eingeschlossenen Vorformling 12 eingeführt wird, so daß dieser nach außen bis in die Berührung mit den gekühlten Oberflächen des Formhohlraums 38 aufgeblasen wird. Dadurch wird ein selbsttragender Zwischenformling 80 mit unterschiedlicher Wanddicke geschaffen, welcher eine Außenhaut von verringerter Temperatur infolge seines Kontakts mit der gekühlten Oberfläche des Formhohlraums 38 hat Das Ausmaß der Expansion des Vorformlings 12 mit variabler Wanddicke innerhalb der Zwischenblasform 32 ist minimal. Es ist ziemlich kritisch und sollte zwischen 150 und 300% des geringsten Innendurchmessers des während der Extrusion geformten Vorformlings 12 liegen. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist z. B. der Teil 81 des Zwischenformlings 80 nach der Expansion in der Dicke nicht wesentlich über das Maß reduziert, welches er hatte, als er aus der Extrusionseinrichtung 10 in F i g. 1 austrat (z. B. zwischen 63 und 4,5 mm). Das ist wichtig, denn wenn das Ausmaß der in der Zwischenblasform 32 auftretenden Expansion zu groß wird, können diejenigen Spannungen, die erforderlich sind, um in dem Thermoplast die gewünschte Orientierung zu

erreichen, nicht mehr in ausreichendem Maß in dem nachfolgenden Blasschritt erzeugt werden.

Auf der anderen Seite ist eine gewisse Expansion erforderlich. Sie erfolgt vorzugsweise in dem Maße, das notwendig ist, um den fertigen Halsabschnitt 45 am Zwischenformling 80 zu formen, während der Thermoplast sich im wesentlichen im Temperaturbereich zwischen 204 und 260°C befindet. Diese Formung des fertigen Halsabschnittes 45 erfolgt wünschenswerterweise bei dieser erhöhten Temperatur, um die ziemlich ι ο kritischen, den Verschluß tragenden Oberflächen des Hohlkörpers 114 genau zu formen. Eine derartige Expansion ist ferner wünschenswert, damit eine äußere Haut des Zwischenformlings 80 mit verringerter Temperatur verhältnismäßig schnell erzeugt werden kann, damit der Zwischenformling 80 selbsttragend wird, ohne daß Hilfsmittel während der nachfolgenden Überführungsstufen des Verfahrens erforderlich sind.

Nach einer relativ kurzen Zeitperiode (z. B. in der Größenordnung von 5 bis 15 see nach der Expansion des Vorformlings 12 in der Zwischenblasform 32) werden die Formabschnitte 34 und 36 getrennt. Der Zwischenformling 80 mit einem geblasenen, genau definierten fertigen Halsabschnitt 45 wird aus der Zwischenblasform 32 ausgestoßen, die dann sofort wieder verfügbar ist, um einen anderen Vorformling 12 für den nächsten Zyklus aufzunehmen. Einander gegenüberliegende Bakken 76 und 78 schließen sich dann um den verlorenen Kopfteil des Zwischenformlings 80 und transportieren diesen (entweder manuell oder automatisiert) in Halter 64 der Konditionierkammer 56. Der verlorene Kopfteil und der verlorene Teil über dem Halsende können, wenn gewünscht, an einer Stelle zwischen der Zwischenblasform 38 und der Konditionierkammer 56 entfernt werden. In ähnlicher Weise kann der untere ·»"> Teil 47 (F i g. 2) des Zwischenformlings 80 in üblicher Weise entweder in dieser Verfahrehsstufe abgebrochen werden, d. h., nach der Formung des Zwischenformlings 80 und vor dem Fertigblasen oder nach dem Fertigblasen des Hohlkörpers 114. ·*<»

Da der Thermoplast in dieser Verfahrensstufe im Vergleich zu seinem nachfolgenden Zustand immer noch ziemlich flexibel ist, ist eine Entfernung der Abfallteile in dieser Stufe besonders leicht.

Der Zwischenformling 80 wird in der Konditionierkammer 56 so lange gehalten, bis die Temperatur des Thermoplasten in den Bereich gebracht ist, in welchem eine wesentliche molekulare Orientierung beim Strekken oder Recken auftritt Für das hoch nitrilgruppenhaltige Polymer gemäß der gezeigten Ausführungsform ^o liegt dieser Bereich zwischen 121 und 177°C. Er variiert von diesem Bereich für andere Thermoplaste. Die Temperatur der Außenhaut des Zwischenformlings 80, die durch Berührung mit den gekühlten Oberflächen des Formhohlraumes 38 der Zwischenblasform 32 erzeugt wurde, steigt wieder infolge des wärmeleitenden Kontaktes mit der heißen Innenoberfläche der Wandung des Zwischenformlings 80. Ferner hat der dickere Teil 81 des Zwischenformlings 80 eine etwas höhere Temperatur als der unverdickte angrenzende Teil, weil für eine gegebene Zeitperiode die Wärmemenge, die aus dem dickeren Wandteil abgeführt wird, geringer ist als die aus dem dünneren Wandteil abgeführte Wärmemenge. Dennoch ist es wichtig, daß die gesamte Wandung des Zwischenformlings 80 immer noch in einem Temperaturbereich ist in welchem eine wesentliche molekulare Orientierung auftreten kann, wenn der Zwischenformling 80 die Konditionierkammer 56 verläßt. Die Zeit, in welcher der Zwischenformling 80 einem Temperaturkonditioniermedium ausgesetzt wird, hängt von der Temperatur und Art des letzteren, der Natur des Thermoplasten, der Wanddicke und der Temperatur des Zwischenformlings 80 ab. Im allgemeinen ist die Zeit, in welcher der Zwischenformling 80 einem derartigen Medium auszusetzen ist, um beste Molekularorientierbarkeit zu erreichen zwischen 5 und 200 see.

Nachdem der Thermoplast der Wandung des Zwischenformlings 80 auf eine Temperatur gebracht ist, der zur molekularen Orientierung erforderlich ist, wird der Zwischenformling 80 aus dem Halter 64 entweder automatisch oder von Hand entfernt zwischen die offenen Formhälften 86, 88 der Fertigblasform 32 gebracht. Diese werden dann um den Zwischenformling 80 geschlossen. Wie aus Fig.4 ersichtlich, wird der so eingeschlossene Zwischenformling 80 von einem ringförmigen Bord getragen, der zur Hafte in jedem der beiden Formhälften 86 und 88 vorgesehen ist. Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform müssen die Tragzange und der verlorene Teil 51 oberhalb des fertigen Halsabschnittes 45 in dieser Verfahrensstufe entfernt worden sein, damit das Rohr 96 in den abgestützten Zwischenformling 80 eingeführt werden kann. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Zwischenformling 80 in der Zwischenblasform 32 auch geformt werden könnte, ohne daß ein Ende desselben geschlossen wird, worauf dann ein derartiger offenendiger Zwischenformling 80 in die Fertigblasform 32 eingebracht werden kann, ohne daß das überstehende Ende bei dem fertigen Halsabschnitt 45 entfernt wird. Auf jeden Fall wird vor dem Fertigblasen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Länge des Zwischenformlings 80, der auf eine Temperatur mit dem zur Molekularorientierung durch Längsverstrecken geeigneten Wert konditioniert ist, durch Anpressen des Fußteils 98 des Rohres 96 gegen die innere Oberfläche des geschlossenen Endes des Zwischenformlings 80 vergrößert, so daß dieser längsverstreckt wird, bis er die Oberfläche 124 am Fußteil des Formhohlraums 84 der Fertigblasform 82 erreicht. Ein derartiges Längsverstrecken in dem zur der molekularen Orientierung geeigneten Temperaturbereich dient dazu, eine einachsige molekulare Orientierung im Thermoplast hervorzurufen. Da außerdem der verdickte Teil 81 des Zwischenformlings 80 eine höhere Temperatur hat, als die anschließenden unverdickten Teile desselben, bewirkt eine derartige Längsverstrekkung, daß sich die dicken Teile mehr strecken als die kühleren dünneren Teile. Das führt seinerseits dazu, daß das Material aus dem dickeren Teil 81 in denjenigen Teil des Zwischenformlings 80 gezogen wird, welcher später den im Durchmesser größeren Bauchabschnitt des Hohlkörpers 114 bildet Nachdem der Vorformling 12 derart in Axialrichtung vorzugsweise bis zum Anliegen des geschlossenen Endes an dem Fußteil des Formhohlraums 84 verstreckt wurde, wird ein Druckmedium durch den Kanal 100 im Rohr 96 eingeführt um den verstreckten Zwischenformling 80 radial nach außen gegen die Wände des Formhohlraums 84 zu dehnen und somit eine radiale Orientierung in dem temperaturkonditionierten Thermoplast herbeizuführen, während der Körperteil des Behälters geformt wird. Wenn der Thermoplast die gekühlten Oberflächen des Formhohlraums 84 berührt, wird die Temperatur des Thermoplastes ausreichend weiter reduziert um die Orientierungsspannungen, die während der Längs- und Radialstrekkung des Thermoplasten erzeugt wurden, einzufrieren.

Wie man erkennt, strecken sich die dünnen kühleren Abschnitte des Zwischenformlings 80 während des Längsverstreckens weniger als die dickeren heißeren Abschnitte desselben (z. B. Teil 81). Dadurch wird nach dem Aufblasen eine verhältnismäßig gleichmäßige Wanddickenverteilung sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung im fertigen Hohlkörper 114 erzielt, obwohl das Ausmaß der Dehnung während des endgültigen Blasens notwendigerweise unterschiedlich ist, damit die unterschiedlichen Durchmesser des Hohlkörpers 114 erhalten werden.

Obwohl bei dem Verfahren jede Art orientierbarer Thermoplaste Verwendung finden kann, werden Thermoplaste bevorzugt, deren Hauptbestandteil durch Polymerisation eines Monomeren erhalten wurde, das mindestens eine Nitrilgruppe im Molekül enthält. Dieses die Nitrilgruppe enthaltende polymerisierte Monomer sollte in einem Anteil von mindestens 60 Gew.%, vorzugsweise zwischen 85 — 95 Gew.°/o im Thermoplast vorliegen, um dem geformten Gegenstand die Kombination von chemischen und physikalischen Eigenschaften zu verleihen, die erforderlich ist, daß der Gegenstand bei der bevorzugten Verwendung zur Verpackung umweltempfindlicher Materialien verwendet werden kann. Bei der Formgebung solcher Polymere sollte die Temperatur des Thermoplasten auf den verschiedenen Verfahrensstufen innerhalb folgender Bereiche liegen, um die gewünschte molekulare Orientierung und Stoffverteilung im Fertigprodukt zu erhalten: Extrusion: 204 bis 260⁰C; nach Konditionierung und während der longitudinalen und radialen Verstreckung: 121 bis 177°C. Die Temperatur kann innerhalb der vorgenannten Bereiche abhängig vom Anteil des Nitrilgruppen enthaltenden Bestandteils im Polymeren schwanken. Allgemein kann gesagt werden, daß mit Zunahme des Anteils des Nitrilgruppenhaltigen Bestandteiles im Polymeren die Temperatur des Thermoplasten auf den verschiedenen Verfahrensstufen entsprechend erhöht werden sollte, während das Umgekehrte gilt, wenn dieser Anteil auf etwa 60 Gew.% vermindert wird.

Typische Nitrilgruppenhaltige Monomere, die für die erfindungsgemäß verarbeitbaren Thermoplaste brauchbar sind, sind beispielsweise Acrylnitril, Methacrylnitril, Äthacrylnitril, Propacrylnitril, a-Chloracrylnitril, «-Bromacrylnitril, Λ-Fluoracrylnitril, a-Cyanostyrol, Vinylidencyanit, «-Cyanoacrylsäuren, «-Cyanoacrylate wie z. B. a-Cyanomethylacrylate, «-Cyanoäthylacrylate u. a., 2,3-Dicyanobuten-2, 1,2-Dicyanopropen-l, «-Methylenglutarsäurenitril u.a. Bevorzugte Monomere sind Acrylnitril und Methacrylnitril, wobei letzteres ganz besonders bevorzugt wird.

Jedes mit dem Nitrilgruppen enthaltenden Bestandteil copolymerisierbare Monomere kann verwendet werden. Ein solches Comonomeres ist deshalb erforderlich, um die Verarbeitbarkeit in der Schmelze (Formgebung des Ausgangsstückes) des Thermoplasten zu verbessern, da bei Anwesenheit eines Oberschusses an CN-Gruppen im Polymeren das Material polar wird, was die Tendenz bewirkt, die Verarbeitbarkeit des geschmolzenen Polymeren zu vermindern. Das Comonomer hat die Eigenschaft, diese Tendenz zu vermindern, jedoch nicht ausreichend, um die durch den Nitrilgruppen enthaltenden Bestandteil bewirkten Sperreigenschaften zu beseitigen. Dieses Comonomer kann bis zu einem Gehalt von 40 Gew.%, vorzugsweise 5—15 Gew.%, anwesend sein. Beispiele solcher Monomere sind äthylenisch ungesättigte aromatische Verbindungen, wie Styrol, a-Methylstyrol, o-, m-, und p-substituierte Alkylstyrole wie z. b. o-Methylstyrol,

o-Äthylstyrol, p-Methylstyrol, p-Äthylstyrol, o-, m- oder p-Propylstyrol, o-, m- oder p-lsopropylstyrol, o-, m-, p-Butylstyrol, o-, m- oder p-sec.-Butylstyrol, o-, m- oder p-tert.-Buty!styrol usw., ot-halogeniertes Styrol wie z. B. Λ-Chlorstyrol, α-Bromstyrol, ringsubstituierte haloge-

!5 nierte Styrole wie z.B. o-Chlorstyrol, p-Ch!orstyrol, u. a.; Ester äthylenisch ungesättigter Carbonsäure wie z. B. Methylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, Propylacrylat, Butylmethacrylat, Glycidolacrylat, Glycidolmethacrylat u. a., äthylenisch ungesättigte Säuren, Carbonsäuren wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Propacrylsäure, Crotonsäure, Critaconsäure, u. a., Vinylester wie z. B. Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, usw. Vinyl- und Vinylidenhalogenide wie z. B. Vinylchlorid, Vinylbromide, Vinylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylfluoride usw.; Vinyläther wie z. B. Methylvinyläther, Äthylvinyläther, «-Olefine wie z. B. Äthylen, Propylen, Buten, Penten, Hexen, Hepten, Oxten, Isobuten und deren Isomere.

Wenn dem fertigen Gegenstand erhöhte physikalische Eigenschaften verliehen werden sollen, können 40 Gew.% eines die Schlagzähigkeit modifizierenden Materials verwendet werden, das mit dem Polymeren mit hohem Nitrilgehait des Harzes verträglich ist. Der

-15 Anteil solcher Materialien sollte im Verhältnis zum Anteil des keine Nitrilgruppen enthaltenden Materials im Polymerisat 40% nicht überschreiten, wenn wesentliche Eigenschaftsänderungen der Fertigprodukte vermieden werden sollen. Typische, die Schlagfestigkeit modifizierende Materialien, die mit den Polymeren vermischt werden können, sind synthetische oder natürliche Kautschukbestandteile wie z. B. Polybutadien, Butadien-Styrol-Copolymerisate, Isopren, Neopren, Nitrilkautschuk, Acrylatkautschuk, natürlicher

« Kautschuk, Polymerisate aus Butadien mit Acrylnitril, Methacrylnitril, tert-Butylstyrol, Styrol und Gemische hiervon wie z. B. Acrylnitril-Butadien-Copolymerisate, Methacrylnitril-Butadien-Copolymerisate, Acrylnitril-Styrol-Butadien-Terpolymerisate, Methacrylnitril-Sty-

5(i rol-Butadien-Terpolymerisate, Methacrylnitril-terL-Butylstyrol-Butadien-Terpolymerisate, Acrylnitril-tert.-Butylstyrol-Butadien-Terpolymerisate, Äthylen-Propylen-Copolymerisate, chlorinierte oder fluorierte Kautschuke usw. Es können auch andere harte Polymerisate, die nicht als Materialien auf Kautschuk-Basis bekannt sind, zur Modifizierung der Schlagfestigkeit verwendet werden. Hierher gehören Polycarbonate, Polyäthylen, Polyäthylen-Vinylacetat, Polyäthylen-Vinylalkohol, Polyamide, Polyketone, Phenoxide, Polyacetale und

W) Silikone.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von molekular orientierten Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein schlauchförmiger Vorformling extrudiert und in einer Zwischenblasform zu einem Zwischenformling aufgeblasen wird, welcher auf eine zur Molekularorientierung des Materials durch Verstrecken geeignete Temperatur konditioniert wird, wonach der Zwischenformling längsverstreckt und zum endgültigen Hohlkörper aufgeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zwischenformling in der Zwischenblasform vor dem Konditionieren durch Kühlung im Bereich seiner Außenflächen eine tragfähige Außenhaut gebildet wird, deren Temperatur geringer ist, als die Temperatur in seinen übrigen Wanddickenbereichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling in an sich bekannter Weise mit einem verdickten Wandabschnitt extrudiert wird, der beim Konditionieren für das Längsverstrecken des Zwischenformlings wärmer als die dünneren Wandbereiche bleibt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling aus einem Kunststoff, welcher ein zum größeren Teil nitrilgruppenhaltiges Polymer ist, bei einer Temperatur zwischen 204 und 260° extrudiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Hohlkörper mit einem Halsende dieses beim Aufblasen des Vorformlings zum Zwischenformling in seine fertige Endform aufgeblasen wird.

5. Vorrichtung zum Herstellen von molekularorientierten Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Extrusionseinrichtung zum Extrudieren eines Vorformling.*, welcher eine mit kühlbaren Wänden ausgestattete Zwischenblasform zum Aufblasen des Vorformlings zu einem Zwischenformling mit Formgebungsteilen zum Fertigformen eines Halsabschnittes des Hohlkörpers nachgeordnet ist, mit einer Temperaturkonditioniereinrichtung für den Zwischenformling zum Einstellen von dessen Temperatur auf einen zur Molekularorientierung durch Verstrecken des Zwischenformlings geeigneten Wert, mit einer der Konditioniereinrichtung nachgeordneten Längsverstreckeinrichtung für den Zwischenformling und mit einer Fertigblasform, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinrichtung als gesonderte, für mehrere Zwischenformlinge (80) gleichzeitig aufnahmefähige Konditionierkammer (56) der Zwischenblasform (32) nachgeordnet ist, und daß die Formteile der Zwischenblasform (32) zum Fertigformen des Halsabschnittes (45) des Hohlkörpers (114) als an sich bekannte Halsblasformteile (39) ausgebildet sind.