DE69300221T2

DE69300221T2 - Kunststoffbehälter und verfahren zu seiner herstellung.

Info

Publication number: DE69300221T2
Application number: DE69300221T
Authority: DE
Inventors: Pierre-Henri Gallay
Original assignee: Gallay SA
Current assignee: Mag-Plastic Sa Plan-Les-Ouates Ch
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: US5511686A; MX9301363A; FR2688476B1; CA2102517A1; DE69300221D1; EP0584306A1; WO1993017918A1; EP0584306B1; JPH06507597A; FR2688476A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter aus Kunststoff, mit einem geschlossenen Boden und einer Öffnung, die in dem oberen, dem Boden entgegengesetzten Teil angeordnet ist, insbesondere einen Behälter aus thermoplastischem Kunststoff, der nach einem Verfahren zum Blasformen, Streck-Blasformen oder Warmformen ausgeführt ist, wobei dessen Wandung mindestens eine Biegelinie, die durch einen engen linearen Bereich der Wandung gebildet ist, enthält.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus Kunststoff mit einem geschlossenen Boden und einer Öffnung, die im oberen Teil dem Boden entgegengesetzt angeordnet ist, insbesondere eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff, der nach einem Verfahren zum Blasformen, Streck-Blasformen oder Warmformen hergestellt ist, wobei der Behälter mindestens eine Biegelinie enthält.
Eines der zwingenden bzw. drängenden Probleme, die zur Zeit in den industrialisierten Ländern bzw. Industrieländern zu lösen ist, betrifft die Beseitigung oder die Wiederverwertung von Abfällen und insbesondere der biologisch nicht abbaubaren Abfälle, wie beispielsweise einer großen Vielzahl von Gegenständen aus Kunststoffen. Von diesen Gegenständen sind insbesondere die Verpackungen und hauptsächlich die Flaschen aus thermoplastischem Kunststoff, wie beispielsweise aus Polyethylen-Terephtalat (PET), zu nennen. Diese Flaschen und andere Behälter, die gewöhnlich für die Abfüllung von kohlensäurehaltigen oder kohlensäurefreien Getränken oder von anderen Flüssigkeiten oder von Pulvern verwendet werden, sind bei verhältnismäßig geringen Dicken der Wandungen bzw. Wanddicken äußerst widerstandsfähig. Wenn sie entleert sind, sind sie schwierig zu zerbrechen und deren Plattdrücken durch Biegen stellt sich als mühsam, sogar als unmöglich heraus, Aus diesem Grund erfordert deren Unterbringung in den Mülltonnen oder in den Müllcontainern ein größeres Volumen, was ein großer Nachteil ist und einen großen Kostenfaktor für deren Beseitigung darstellt.
Es wurden bereits Behälter aus thermoplastischem Kunststoff für die Verpackung von Flüssigkeiten, von Feststoffen oder von Pulvern unter atmosphärischem Druck vorgeschlagen, die Biegelinien aufweisen, welche bei einer Verformung der Wandung als hohler Wulst und manchmal in Verbindung mit zwei erhabenen Wülsten ohne eine Verformung der Wandung sichtbar sind. Andere Behälter weisen eine Verdünnung bzw. Verringerung der Dicken der Wandung bzw. der Wanddicken entlang der Biegelinien (Rillen) auf, um das Falten entlang dieser Linien zu vereinfachen.
Insbesondere ist in der europäischen Veröffentlichung bzw. Druckschrift EP-A-O 472 504 ein faltbarer Behälter beschrieben, der Biegelinien in Form von Nuten von geringerer Stärke aufweist, wodurch der Behälter örtlich bzw. an bestimmten Stellen abgeschwächt ist. Dieses Verfahren erlaubt keine Änderung der Struktur des Werkstoffes, sondern führt zu einer beträchtlichen Schwächung der Festigkeit der Wandungen des Behälter.
Diese bekannten Behälter, die im allgemeinen aus Polyolefinen, wie Polyethylen und Polypropylen, hergestellt sind, weisen mehrere Nachteile und Einschränkungen bei deren Verwendung auf. Zum ersten besitzen die Behälter mit Nuten eine geringere mechanische Festigkeit bei einem vorgegebenen Gewicht des Werkstoffes des gesamten Behälters. Zum zweiten ist das Biegen nach den vorgesehenen Linien mühsam bei Behältern, die ohne eine örtliche Verminderung der Stärke der Wandung entlang der Biegelinien mit Wülsten versehen sind. Zum dritten eignen sich die beiden vorstehenden Typen von Behältern nicht zu einem eindeutigen Biegen wegen der partiellen Bruchgefahr der Wandung entlang der Biegelinien sowie aufgrund der hohen Plastizität der Kunststoffe und aufgrund der "Gedächtniskraft der Verformung" bzw. des Memory-Effektes der thermoplastischen Werkstoffe in diesem Zustand bei hoher Plastizität, wodurch sich die gebogene Wandung spontan wieder entfaltet bzw. auffaltet. Zum vierten können die vorstehend beschriebenen Behälter nicht aus thermoplastischen Werkstoffen ausgeführt werden, die in einen Zustand einer hohen mechanischen Festigkeit gebracht werden können, die für die Verpackung von Medien bei einem Druck, der über dem Atmosphärendruck liegt, wie beispielsweise von kohlensäuregesättigten Getränken, erforderlich ist. Behälter, die aus solchen Werkstoffen, wie beispielsweise aus PET, hergestellt sind, eignen sich noch weniger als die vorstehenden zum Falten wegen der Bruchgefahr aufgrund deren hoher Elastizitätsmodule in Kombination mit einer bestimmten Verformbarkeit.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Beseitigung der Nachteile und der Einschränkungen bei der Verwendung der bekannten Behälter, die die vorstehend angeführten Biegelinien aufweisen, und bietet außerdem den Vorteil, daß keine geometrische Veränderung der Wandung (Wülste und/oder Nuten) entlang der Biegelinien notwendig ist, bei gleichzeitiger Verbesserung der Sichtbarkeit dieser Biegelinien und bei Sicherstellung eines eindeutigen, endgültigen, auf die Biegelinien klar begrenzten und bequemen Biegens, ohne Einschränkung der Festigkeit der Behälter vor dem Biegevorgang.
Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Behälter dadurch gekennzeichnet, daß in dem engen linearen Bereich der Kunststoff eine unterschiedliche physikalische Struktur gegenüber der übrigen Wandung aufweist.
In dem genannten Bereich weist der Kunststoff vorzugsweise eine physikalische Struktur auf, welche plastisch weniger verformbar ist, als die Struktur des Kunststoffes der übrigen Wandung, jedoch mindestens die gleiche Zugfestigkeit aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt der Kunststoff eine physikalische Struktur, die zwischen einer amorphen Struktur und einer kristallinen Struktur liegt. Vorzugsweise weist der Kunststoff in diesem Bereich eine Struktur mit einem höheren Kristallisationsgrad als in der übrigen Wandung auf.
Auf vorteilhafte Art ist der Kunststoff in der übrigen Wandung durchsichtig und in dem Bereich mit einem höheren Kristallisationsgrad undurchsichtig.
Vorzugsweise ist die mittlere Stärke des Bereiches kleiner als die Stärke der übrigen Wandungen außerhalb dieses Bereiches, und zwar in einem Verhältnis zwischen 1 und dem Verhältnis der mechanischen Spannungen zur Zugfestigkeit des Bereiches und der übrigen Wandung.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht der Kunststoff aus Polyethylen-Terephtalat (PET) und ist durch Vernetzung der Polymerketten, aus denen er besteht, härtbar.
Gemäß einer ersten Ausführungsform verläuft die Biegelinie in Längsrichtung und ist mindestens teilweise in einer mittleren Ebene des Behälters angeordnet. Die Biegelinie kann auch in Querrichtung verlaufen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die in Längsrichtung verlaufende Biegelinie in der Nähe des Bodens und/oder der öffnung des Behälters in mindestens zwei schräg verlaufende Segmente unterteilt.
Um den vorgesehenen Zweck zu erzielen, ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß nach einem mindestens Teil formen des Behälters die physikalische Struktur des Kunststoffes in einem engen linearen Bereich der Wandung des Behälters, der die Biegelinie bildet, abgeändert wird.
Vorzugsweise wird die physikalische Struktur des Kunststoffes durch eine lokale mechanische Einwirkung in dem Bereich abgeändert.
Des weiteren kann die physikalische Struktur des Kunststoffes durch eine lokale thermische Einwirkung in dem Bereich oder durch die Einwirkung einer lokalen Bestrahlung mit Partikeln oder mit Photonen oder eines chemischen Stoffes in dem Bereich abgeändert werden.
Der Kunststoff kann durch Strecken gehärtet werden, wenn nach dem mindestens teilweisen Formen des Behälters durch Streck-Blasformen eines Rohlings der Kunststoff in dem Bereich gehärtet wird, in welchem ein zusätzliches, lokales Strecken der Wandung des Behälters in diesem Bereich, in dem die Biegelinie gebildet ist, in Querrichtung gegenüber der Biegelinie, durchgeführt wird.
Vorzugsweise wird das zusätzliche Strecken bei einer Temperatur durchgeführt, die unter der Temperatur bei der Durchführung des Streck-Blasformens liegt.
Außerdem kann der Kunststoff, nachdem der Behälter mindestens teilgeformt wurde, durch eine Kristallisation durch Erwärmung gehärtet werden, indem die Wandung in einem eingeschränkten Teil des Bereiches zeitweilig auf eine Temperatur gebracht wird, die über der Temperatur bei der Durchführung des Formens liegt.
Der Kunststoff kann auch durch Vernetzung der Polymerketten, aus denen er besteht, gehärtet werden, wenn, nachdem der Behälter mindestens teilgeformt wurde, ein eingeschränkter Bereich der Wandung des Behälters, entsprechend dem genannten Bereich, einer Bestrahlung von Partikeln, von Photonen oder einem chemischen Stoff, der die Vernetzung herbeiführen kann, ausgesetzt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Wandung des Behälters auf eine Temperatur gebracht, bei der dessen plastische Verformung möglich ist, wobei die Wandung auf die Oberfläche des Hohlraumes einer Form, die mindestens aus zwei aneinandergestoßenden Teilen entlang einer Linie entsprechend der Biegelinie besteht, mit Hilfe eines Mediums, das bei einem Druck gehalten wird, der über dem Atmosphärendruck liegt, fest angepreßt wird, wobei ein vorherbestimmtes Spreizen bzw. Öffnen der beiden Formhälften eingeleitet wird, um das zusätzliche Strecken in dem Bereich der Biegelinie lokal durchzuführen, und wobei der Druck des Mediums auf den atmosphärischen Druck gesenkt wird und die beiden Hälften der Form geöffnet werden, um den Behälter herauszunehmen.
Bei dieser Art der Anwendung des Verfahrens liegt die Temperatur, die die plastische Verformung des Behälters ermöglicht, zwischen 95 und 110 ºC, der überatmosphärische Druck bzw. Überdruck zwischen 10 und 60 bar und vorzugsweise zwischen 35 und 45 bar und die vorherbestimmte Öffnung zwischen 0,5 und 5 mm und vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm.
Auf vorteilhafte Weise wird die Wandung des Behälters auf die Oberfläche des Hohlraumes der Form, vor und/oder nach dem vorherbestimmten Öffnen, mit Hilfe des Mediums bei einem überatmosphärischen Druck bzw. Überdruck zeitweilig fest angepreßt, und zwar während einer Dauer zwischen 0,1 und 0,35 s vor dem öffnen und zwischen 0,1 und 2 s nach dem Öffnen.
Bei einer Art der Anwendung des Verfahrens für die Herstellung des Behälters mit der Biegelinie werden der Blasvorgang und der Streckvorgang mit einem Rohling gleichzeitig durchgeführt, der auf die Temperatur für die Verformung mit Hilfe des Mediums gebracht wird, das in der Form bei einem Druck über Atmosphärendruck gehalten wird, wobei die Form auf einer Temperatur unter der Temperatur für die Verformung des Behälters gehalten wird. Die Temperatur der Form liegt zwischen 0 und 20 ºC und vorzugsweise zwischen 4 und 8 ºC.
Ebenfalls können gleichzeitig der zusätzliche Streckvorgang und ein Thermofixieren des gesamten Behälters mit Hilfe des Mediums, das bei einem überatmosphärischen Druck in der Form gehalten wird, durchgeführt werden, wobei die Form auf einer Temperatur über der Temperatur des Behälters gehalten wird, die zwischen 110 und 120 ºC, vorzugsweise zwischen 140 und 180 ºC liegt.
Bei einer anderen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der enge bzw. schmale lineare Bereich mit Hilfe eines konzentrierten Bündels von elektromagnetischen Strahlen bestrichen werden, die von einer Laserquelle in einem Bereich von Wellenlängen des UV-Spektrums oder des IR-Spektrums erzeugt werden, wobei die Extinktionsdistanz der Strahlen in dem Kunststoff, aus dem der Behälter besteht, kleiner als das Vierfache der Dicke der Wandung des Behälters ist und vorzugsweise zwischen 0,002 und 1, bezogen auf die Dicke der Wandung des Behälters, liegt.
Ebenso kann die physikalische Struktur des Kunststoffes in dem Bereich durch eine örtliche Erwärmung abgeändert werden, die erreicht wird, indem dieser Bereich mit Hilfe eines konzentrischen Bündels von IR-Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 1,2 und 12 um, die von einer Laserquelle erzeugt werden, bestrichen wird, und indem die Leistung und die Geschwindigkeit des Bestreichens durch das Bündel derart eingestellt werden, daß die Temperatur der Wandung in dem engen bzw. schmalen linearen Bereich in einen Temperaturbereich gebracht wird, in welchem der Kristallisationsgrad des Kunststoffes erhöht wird, wobei die Wellenlänge des konzentrierten Bündels von IR-Strahlen vorzugsweise zwischen 10 und 12 um und insbesondere zwischen 1,6 und 1,7 um liegt.
Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden unter Bezugnahme auf die Beschreibung eines Anwendungsbeispieles und die beiliegende Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Behälters mit einer Biegelinie in Längsrichtung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Behälters, wenn dieser entlang der Biegelinie gefaltet ist;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Behälters mit Biegelinien in Querrichtung;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Behälters mit einer Biegelinie in Längsrichtung, die in der Nähe des Bodens und in der Höhe der Öffnung unterteilt ist;
Fig. 5 eine Darstellung der Anfangsphase des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens; und
Fig. 6 eine Darstellung einer Endphase des Blasvorganges, der zu dem erf indungsgemäßen Verfahren für die Herstellung des Behälters gehört.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 besitzt der Behälter 10, der als Flasche aus einem thermoplastischen Werkstoff dargestellt ist, einen Boden 11 und eine Öffnung 12, die dem Boden entgegengesetzt angeordnet ist, und an seiner Wandung 9 eine Biegelinie 13, die auf einer mittleren oder axialen Ebene angeordnet ist. Die Biegelinie 13 wird erhalten durch eine Änderung der physikalischen Struktur des Werkstoffes, aus dem die Flasche geformt ist, beispielsweise auf mechanischem Wege, wie nachstehend, unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6, ausführlicher beschrieben wird.
Je nach Gestalt des Behälters, insbesondere je nach der relativen Größe der Öffnung, wird der Behälter durch Warmformen bzw. Warmumformen eines flachen Rohlings oder durch Blasformen oder durch Streck-Blasformen eines hohlen Rohlings hergestellt. Um dem Behälter bei einer kleineren Werkstoffmasse eine hohe mechanische Festigkeit zu verleihen, wird der Behälter vorteilhaft aus einem thermoplastischen Werkstoff wie PET hergestellt, der eine physikalische Struktur zwischen einer amorphen Struktur und einer kristallinen Struktur haben kann. Eine Zwischenstruktur mit hoher mechanischer Festigkeit, jedoch unter Beibehaltung der Durchsichtigkeit des Werkstoffes, kann erzielt werden, indem dieser Werkstoff einer beträchtlichen biaxialen Verlängerung während des Formens des Behälters unterworfen wird, die beispielsweise durch Streck-Blasformen eines Vorformlings durchgeführt wird und/oder indem nach dem Formen bzw. Herstellen der Werkstoff einem Thermofixieren unterworfen wird, das dessen Kristallisationsgrad steigert.
Die physikalische Struktur des Werkstoffes wird lediglich in dem engen bzw. schmalen Bereich 13a (in Fig. 1 vergrößert dargestellt) der Wandung 9 der Flasche, in welchem die Biegelinie 13 vorgesehen sein soll, verändert. Diese Änderung der Struktur, die bei diesem Ausführungsbeispiel darin besteht, die dazwischen liegende und durchsichtige Struktur des verwendeten Werkstoffes in eine kristalline und undurchsichtige Struktur umzuwandeln, kann durch eine mechanische oder thermische Einwirkung oder durch Bestrahlung des Bereiches 13a, beispielsweise mit Hilfe einer Laserquelle, erzielt werden. Unter einer Änderung der physikalischen Struktur ist ebenfalls eine rein thermische Änderung oder eine physikalisch-chemische Anwendung, wie beispielsweise eine Umwandlung der Vernetzungsverbindungen der Polymerketten, zu verstehen.
Wenn eine mechanische Einwirkung zur Anwendung kommt, wird nach dem oder im Laufe des Streck-Blasformens des Rohlings der Flasche ein zusätzliches Strecken von geringer Stärke in dem Bereich 13a senkrecht zu der Biegelinie bei einer Temperatur eingeleitet, die vorteilhafterweise unter der Temperatur, bei der das Streck- Blasformen erfolgt, liegt.
Wenn eine thermische Einwirkung zur Anwendung kommt, wird nach dem Formen des Behälters der Kunststoff durch eine Kristallisation gehärtet, indem der Bereich 13a auf eine Temperatur gebracht wird, die über der Temperatur bei der Durchführung des Formens liegt. Beispielsweise wird dieses Ergebnis erzielt, indem ein Draht, der durch einen elektrischen Strom erwärmt ist, zeitweilig in unmittelbarer Nähe der Wandung des Behälters entlang der Biegelinie angeordnet wird.
Eine Bestrahlung von bzw. mit Partikeln, Photonen oder geeigneten chemischen Stoffen in dem Bereich 13a ermöglicht es ebenfalls, ein Härten des Werkstoffes in diesem Bereich durch Vernetzung der Polymerketten, aus denen er besteht, durchzuführen.
Durch diese Umwandlungen der Struktur des Werkstoffes in dem Bereich 13a wird der Bereich 13a härter und brüchiger als die übrige Wandung 9, weist jedoch vor dem Falten mindestens die gleiche Zugfestigkeit auf. Somit ist die mechanische Festigkeit der Wandung in dem Bereich 13a nicht vermindert, trotz der geringeren Stärke bzw. Wandstärke. Festigkeitsmessungen haben diese Eigenschaft bewiesen. In der Praxis ist die Verringerung der Stärke kleiner als 10 %.
Durch diese Tatsache ist die volle Stoßfestigkeit des Behälters und der Festigkeit gegen den Druck des Mediums, das der Behälter aufnehmen kann, garantiert. Jedoch werden die mechanischen Zug- und Druckspannungen durch die Durchbiegung der Wandung bei dem Falten in dem Biegebereich 13a um einen Faktor verstärkt, welcher der dritten Potenz des Verhältnisses der Stärken der Wandung 9 außerhalb dieses Bereiches und in diesem Bereich entspricht. Somit ist bei dem Falten der Wandung der Bruch der Wandung sauber und auf den Biegebereich konzentriert bzw. beschränkt, der härter und brüchiger als der übrige bzw. restliche Bereich ist.
Aufgrund dieser gehärteten und brüchig gewordenen Biegelinie kann die Flasche leicht platt gedrückt werden (Fig. 2), wenn sie leer ist, wodurch sie in einem Mülleimer oder in einem Abfallbehälter derart gelagert werden kann, daß sie einen verhältnismäßig geringen Raum einnimmt. Es ist zu bemerken, daß die derzeitigen Flaschen aus PET besonders schwer zu falten sind, wenn sie eine solche Biegelinie nicht aufweisen. Es ist sehr schwierig, die Wandung eines Behälters, der aus diesen Werkstoffen ausgeführt ist, zu falten, denn diese Werkstoffe besitzen außerdem eine Art von Gedächtniskraft der Form bzw. einen Memory-Effekt und streben danach, nach dem Falten ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, können die Biegelinien sehr unterschiedliche Verläufe haben, insbesondere in Abhängigkeit von der Form der Behälter. In dem Fall des Behälters 20, der in der Fig. 3 dargestellt ist, ist eine Biegelinie in Längsrichtung 21 vorgesehen, die auf jeder Seite der Flasche auf einer mittleren oder axialen Ebene angeordnet ist. Außerdem können zwei andere Biegelinien in Längsrichtung 21' vorgesehen sein, die auf einer mittleren Ebene angeordnet sind, die zu der Ebene durch die Biegelinien 21 senkrecht ist. Außerdem ist eine erste Biegelinie in Querrichtung 22 in der Nähe des Bodens der Flasche und eine zweite Biegelinie in Querrichtung 23 in der Nähe der Öffnung dieser Flasche angebracht.
In dem Ausführungsbeispiel der Flasche 30, die in der Fig. 4 dargestellt ist, ist eine Biegelinie in Längsrichtung 31 beiderseits der Flasche vorgesehen. Jede dieser Biegelinien ist unterteilt in zwei schräge Linien 32, die in der Nähe des Bodens der Flasche angeordnet sind, und in zwei weitere schräge Linien 33, die in der Nähe der Öffnung angeordnet sind. Es ist zu bemerken, daß bei ein und derselben Flasche alle möglichen Kombinationen vorgesehen sein können, indem beispielsweise eine oder mehrere Biegelinien, die kombiniert sind, in Längsrichtung 31, entweder mit zwei oder mehreren schrägen Linien 32 oder mit zwei oder mehreren schrägen Linien 33 ausgeführt werden.
Beispielhaft veranschaulichen die Fig. 5 und 6 schematisch eine besondere Art des Verfahrens zur Herstellung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Behälter. Diese Art von Behälter wird üblicherweise durch Streck-Blasformen eines Rohlings hergestellt, der ursprünglich aus einem Vorformling besteht, der nach einem Spritzverfahren oder einem Preßverfahren geformt wird. In einer ersten Phase wird der Vorformling auf eine Temperatur in einem Temperaturbereich gebracht, der dem verwendeten Kunststoff ein günstiges rheologisches Verhalten für seine mechanische Verstärkung durch eine Neuorientierung seiner molekularen Polymerketten (partielle mikroskopische Kristallisation) verleiht. Anschließend wird die biaxiale Verlängerung dieses Vorformlings durch Streck-Blasformen durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die Vorformlinge in eine Form 40 eingelegt, die aus mindestens zwei Schalen 41 und 42 besteht, die einen Hohlraum 43 mit einem Profil, welches dem herzustellenden Behälter entspricht, aufweist. Aus der Fig. 5 ist ein strichpunktiert dargestellter Vorformling 44 ersichtlich, der beim Streck-Blasformen aufgeblasen wurde. Unter Einwirkung der Druckluft, die gemäß den beiden Pfeilen 46 durch eine Einspritzdüse 47, auf die der Vorformling aufgesetzt ist, eingespritzt bzw. eingebracht wird, erreicht der Vorformling einen Zwischenzustand 45 entsprechend den durchgezogenen Strichen bzw. Linien. Der Druck für das Formblasen des Behälters wird aufrechterhalten oder gesteigert, um ihn gegen die Oberfläche des Hohlraumes 43 fest angepreßt zu halten.
In der Schlußphase des Streck-Blasform-Vorgangs gemäß der Fig. 6, wenn der Behälter mindestens teilweise seine endgültigen Abmessungen 48 erreicht hat, wird für die Entstehung der Biegelinie eine geringe bzw. kleine Öffnung der Form vorgenommen, d.h. die Schalen 41 und 42 werden auseinander gespreizt bzw. geöffnet, um einen Zwischenraum 50 zwischen den Rändern dieser Schalen entstehen zu lassen. Da ein verhältnismäßig hoher Druck innerhalb des geblasenen Behälters vorhanden ist, bewirkt dieses Öffnen der Form ein zusätzliches Strecken der Wandung des Behälters entlang der Linie der öffnung des Hohlraumes beim Zusammenfügen bzw. Zusammensetzen der beiden Schalen 41 und 42, und zwar senkrecht zu dieser Linie der Öffnung, was zu einer Kristallisation des Kunststoffes in einem engen Bereich führt, und zwar auf einer Breite, die dem Zwischenraum 50 entspricht, und zwischen einigen Zehnteln von Millimetern und einigen Millimetern liegen kann, und somit auch zum Entstehen der Biegelinie führt. Dieses zusätzliche Strecken erfolgt bei einer Temperatur, die in der Nähe der Temperatur der Oberfläche der Form liegt, welche kleiner als die Temperatur des Vorformlings während des Streck-Blasform-Vorgangs ist.
Um die mechanische Festigkeit des Behälters zu verstärken, können gleichzeitig das zusätzliche Strecken und ein Therrnofixieren bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur von ca. 100 ºC durchgeführt werden. Diese Temperatur entspricht genau der Temperatur, bei der die Reinigung der Flaschen, die wiederverwendbar sind, und die Pasteurisierung der Getränke vorgenommen werden. Das Thermofixieren erfolgt durch eine zeitweilige Erhöhung der Temperatur des Behälters nach dem Streck- Blasform-Vorgang in einer ersten Form, um dessen Kristallisation zu fördern, ohne daß der Behälter undurchsichtig wird, d.h. um einen Kristallisationsgrad zu erreichen, der geringer als der Kristallisationsgrad ist, der während der Phase des zusätzlichen Streckens in dem Biegebereich herbeigeführt wird.
Es ist offensichtlich, daß in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Biegelinie eine Biegelinie in Längsrichtung ist, die auf einer mittleren Ebene des hergestellten Behälters angeordnet ist. Für die Ausführung von Biegelinien, die in mehreren Ebenen angeordnet sind, genügt es, eine Form aus mehreren Schalen auszuführen, die paarweise während der Endphase des Blasvorganges gespreizt bzw. geöffnet werden können.
Außerdem ist anzumerken, daß das Verfahren nicht nur für Flaschen angewendet werden kann, sondern auch für andere Arten von Verpackungen, wie beispielsweise für Dosen, die dafür bestimmt sind, feste Stoffe wie Pulver oder Granulate aufzunehmen, für Tuben als Behältnis für dickflüssige Stoffe, für Nahrungsmittel, für kosmetische Mittel, für Zahnpasten, für technische Mittel wie Fette, Reinigungsstoffe, usw.. Zahlreiche Produkte, die zu diesen Mitteln zählen, werden nämlich in Tuben aus Metall oder aus Kunststoff abgefüllt, die den Nachteil aufweisen, schwer faltbar zu sein oder die dazu neigen, ihre ursprüngliche Form wieder einzunehmen bzw. anzunehmen. Die Anwendung des obigen Verfahrens für die Schaffung einer Biegelinie an der bzw. in der Verpackung ermöglicht es, dieses Problem zu lösen. Aufgrund dessen kann diese Art von Verpackung aus Kunststoff eine allgemeine Verbreitung erfahren und nach und nach die herkömmlichen Tuben aus Metall oder aus Kunststoff ersetzen.

Claims

1. Behälter aus Kunststoff, mit einem geschlossenen Boden und einer öffnung, die in dem oberen, dem Boden entgegengesetzten, Teil angeordnet ist, insbesondere Behälter aus thermoplastischem Kunststoff, der nach einem Verfahren zum Blasformen, Streck-Blasformen oder Warmformen hergestellt ist, wobei dessen Wandung (9) mindestens eine Biegelinie (13), die durch einen engen linearen Bereich (13a) der Wandung gebildet ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in dem engen linearen Bereich (13a) der Kunststoff eine unterschiedliche physikalische Struktur gegenüber der übrigen Wandung (9) aufweist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich (13a) der Kunststoff eine physikalische Struktur aufweist, welche plastisch weniger verformbar als die Struktur des Kunststoffes der übrigen Wandung (9) ist, jedoch mindestens die gleiche Zugfestigkeit aufweist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine physikalische Struktur besitzt, die zwischen einer amorphen Struktur und einer kristallinen Struktur liegt.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Struktur mit einem höheren Kristallisationsgrad in dem Bereich (13a) als in der übrigen Wandung (9) aufweist.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in der Wandung (9) durchsichtig und in dem Bereich (13a) mit einem höheren Kristallisationsgrad undurchsichtig ist.

6. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Stärke des Bereiches (13a) kleiner als die Stärke der Wandung (9) außerhalb dieses Bereiches ist, und zwar in einem Verhältnis zwischen 1 und dem Verhältnis der mechanischen Spannungen zur Zugfestigkeit des Bereiches und der übrigen Wandung.

7. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus Polyethylen-Terephtalat (PET) besteht.

8. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff durch Vernetzung der Polymerketten, aus denen er besteht, härtbar ist.

9. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegelinie (13) in Längsrichtung verläuft und mindestens teilweise in einer mittleren Ebene des Behälters (10) angeordnet ist.

10. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegelinie in Querrichtung verläuft.

11. Behälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung verlaufende Biegelinie (31) in der Nähe des Bodens (11) und/oder der Öffnung (12) des Behälters in mindestens zwei schräg verlaufende Segmente (32,33) unterteilt ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus Kunststoff mit einem geschlossenen Boden und einer öffnung, die im oberen Teil dem Boden entgegengesetzt angeordnet ist, insbesondere eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff, der nach einem Verfahren zum Blasformen, Streck-Blasformen oder Warmformen hergestellt ist, wobei der Behälter mindestens eine Biegelinie enthält, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem mindestens Teil formen des Behälters die physikalische Struktur des Kunststoffes in einem engen linearen Bereich der Wandung des Behälters, der die Biegelinie enthält, abgeändert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Struktur des Kunststoffes durch eine lokale mechanische Einwirkung in dem Bereich abgeändert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Struktur des Kunststoffes durch eine lokale thermische Einwirkung in dem Bereich abgeändert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Struktur des Kunststoffes durch die Einwirkung einer lokalen Bestrahlung mit Partikeln oder mit Photonen oder eines chemischen Stoffes in dem Bereich abgeändert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff durch Strecken gehärtet wird, und daß, nachdem der Behälter durch Streck-Blasformen eines Rohlings mindestens teilweise geformt wurde, der Kunststoff in dem Bereich gehärtet wird, in welchem ein zusätzliches Strecken der Wandung des Behälters in dem Bereich, in dem die Biegelinie verläuft, in Querrichtung gegenüber der Biegelinie, lokal durchgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Strecken bei einer Temperatur durchgeführt wird, die unter der Temperatur bei der Durchführung des Streck-Blasformens liegt.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem der Behälter mindestens teilgeformt wurde, der Kunststoff durch eine Kristallisation gehärtet wird, indem die Wandung in einem eingeschränkten Teil des Bereiches zeitweilig auf eine Temperatur gebracht wird, die über der Temperatur bei der Durchführung des Formens liegt.

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem der Behälter mindestens teilgeformt wurde, der Kunststoff durch Vernetzung der Polymerketten, aus denen er besteht, gehärtet wird, indem die Wandung in einem eingeschränkten Teil des Bereiches einer Bestrahlung von Partikeln, von Photonen oder eines chemischen Stoffes ausgesetzt wird, die die Vernetzung herbeiführen.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Behälters auf eine Temperatur gebracht wird, bei der dessen plastische Verformung möglich ist, daß die Wandung auf die Oberfläche des Hohlraumes an eine Form, die mindestens aus zwei aneinandergestoßenen Teilen entlang einer Linie entsprechend der Biegelinie besteht, mit Hilfe eines Mediums, das bei einem Druck gehalten wird, der über dem Atmosphärendruck liegt, fest angepreßt wird, und daß das Medium in eine vorher bestimmte Öffnung der beiden Formhälften eingeleitet wird, um das zusätzliche Strecken in dem Bereich der Biegelinie lokal durchzuführen, daß der Druck des Mediums auf den atmosphärischen Druck gesenkt wird, und daß die beiden Hälften der Form geöffnet werden, um den Behälter herauszunehmen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, die die plastische Verformung des Behälters ermöglicht, zwischen 95 und 110 ºC liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der überatmosphärische Druck zwischen 10 und 60 bar und vorzugsweise zwischen 35 und 45 bar liegt.

23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die vorherbestimmte Öffnung zwischen 0,5 und 5 mm und vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm liegt.

24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Behälters mit Hilfe des Mediums bei einem überatmosphärischen Druck gegen die Oberfläche des Hohlraumes der Form vor und/oder hinter der vorherbestimmten Öffnung zeitweilig fest angepreßt gehalten wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Behälters gegen die Oberfläche des Hohlraumes der Form während einer Dauer zwischen 0,1 und 0,35 s vor der vorherbestimmten Öffnung und zwischen 0,1 und 2 s nach der vorherbestimmten Öffnung fest angepreßt gehalten wird.

26. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ausführung des Behälters mit der Biegelinie der Blasvorgang und der Streckvorgang mit einem Rohling gleichzeitig durchgeführt werden, der auf die beschriebene Temperatur mit Hilfe des Mediums gebracht wird, das in der Form mit einem Druck über Atmosphärendruck vorliegt, wobei die Form auf einer Temperatur unter der Temperatur des Behälters gehalten wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, daurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Form zwischen 0 und 20 ºC und vorzugsweise zwischen 4 und 8 ºC liegt.

28. Verfahren nach Anspruch 20, daurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Streckvorgang und ein Thermofixieren des gesamten Behälters mit Hilfe des Mediums, das bei einem überatmosphärischen Druck in der Form gehalten wird, gleichzeitig durchgeführt werden, wobei die Form auf einer Temperatur über der Temperatur des Behälters gehalten wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, daurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Form zwischen 110 und 120 ºC und vorzugsweise zwischen 140 und 180 ºC liegt.

30. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale lineare Bereich mit Hilfe eines konzentrierten Bündels von elektromagnetischen Strahlen bestrichen wird, die von einer Laser-Quelle in einem Bereich von Wellenlängen des UV-Spektrums oder des IR-Spektrums erzeugt werden, wobei die Extinktionsdistanz der Strahlen in dem Kunststoff, aus dem der Behälter besteht, kleiner als das Vierfache der Dicke der Wandung des Behälters ist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, daurch gekennzeichnet, daß die Extinktionsdistanz der Strahlen vorzugsweise zwischen 0,002 und 1 bezogen auf die Dicke der Wandung des Behälters beträgt.

32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Struktur des Kunststoffes in dem Bereich durch eine örtliche Erwärmung abgeändert wird, die erreicht wird&sub1; indem dieser Bereich mit Hilfe eines konzentrierten Bündels von IR-Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 1,2 und 12 um, die von einer Laser-Quelle erzeugt werden, bestrichen wird, und daß die Leistung und die Geschwindigkeit des Bestreichens durch das Bündel derart eingestellt werden, daß die Temperatur der Wandung in dem schmalen linearen Bereich in einen Temperaturbereich gebracht wird, in dem der Kristallisationsgrad des Kunststoffes erhöht wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wellenlänge des konzentrierten Bündels von IR- Strahlen vorzugsweise zwischen 10 und 12 um liegt.

34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wellenlänge des Bündels Von IR-Strahlen vorzugsweise zwischen 1,6 und 1,7 um liegt.