DE102007050582B4

DE102007050582B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren sowie Vorrichtung zur Blasformung von Behältern

Info

Publication number: DE102007050582B4
Application number: DE102007050582.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Haesendonckx; Klaus Vogel; Werner Hoffmann
Original assignee: KHS Corpoplast GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: DE102007050582A1; WO2009052800A1

Abstract

Verfahren zum Sterilisieren von Werkstücken aus einem thermoplastischen Material bei der Herstellung von blasgeformten Behältern, wobei als Werkstück ein Vorformling (1) sterilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisierung durch Anwendung einer Elektronenstrahlung durchgeführt wird, wobei die Elektronenstrahlung mit einer Strahlungsintensität von mindestens 15 kGy auf die Oberfläche des Werkstückes geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren von Werkstücken aus einem thermoplastischen Material bei der Herstellung von blasgeformten Behältern.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Blasformen von mindestens bereichsweise sterilen Behältern.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Werkstücken aus einem thermoplastischen Material bei Herstellung von blasgeformten Behältern. Ebenfalls ist von der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von mindestens bereichsweise sterilen Werkstücken aus einem thermoplastischen Material umfaßt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die mindestens eine auf einer Tragstruktur angeordnete Blasstation zur Umformung von thermoplastischen Vorformlingen in die Behälter aufweist.
Eine Herstellung von sterilen blasgeformten Behältern erfolgt typischerweise derart, daß diese Behälter nach ihrer Blasformung und vor einer Befüllung unter Verwendung von Wasserstoffperoxid oder anderen Chemikalien sterilisiert werden. Ebenfalls ist es bereits bekannt, die bei der Blasformung der Behälter als Ausgangsprodukt verwendeten Vorformlinge zu sterilisieren, insbesondere den Bereich der inneren Oberfläche dieser Vorformlinge.
Es ist ebenfalls bereits bekannt, daß bei der Durchführung einer Beschichtung von Behältern unter Anwendung eines Plasmas Sterilisierungseffekte auftreten. Aufgrund der üblicherweise vorgesehenen Konturen im Bereich der Behälterwandungen treten bei derartigen Sterilisierungen aber sogenannten Abschattungen auf, die einer zuverlässigen Sterilisierung entgegenstehen.
Generell wird bei der Sterilisierung von Behältern und Vorformlingen zwischen einer feuchten Sterilisierung unter Verwendung von flüssigen Sterilisationsmitteln und einer trockenen Sterilisierung, beispielsweise unter Verwendung von getrockneter heißer Luft oder Heißdampf, unterschieden. Eine weitere Möglichkeit zur Sterilisierung von Vorformlingen oder Behältern besteht in der Verwendung von hochenergetischer Strahlung zur Abtötung von Bakteriensporen und Keimen.
Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephtalat), innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE 43 40 291 A1 erläutert.
Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung wird in der DE 42 12 583 A1 beschrieben. Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE 23 52 926 A1 erläutert.
Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung von Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.
Eine Handhabung von Behältern unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der DE 199 06 438 A1 bei einer Anordnung des Übergaberades zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke beschrieben.
Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.
Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.
Verfahren und Vorrichtungen zur Sterilisierung von Werkstücken oder Artikeln sind aus einer Reihe von Veröffentlichungen bekannt.
So beschreibt die EP 1 406 590 B1 ein Verfahren zur Herstellung von Artikeln aus Polymerstoffen mit medikamentöser Depotwirkung. Vernetzung und Sterilisierung des Artikels erfolgen mittels Elektronenstrahlung.
In gleicher Weise betrifft die EP 1 374 915 A1 Verfahren zur Sterilisierung von Abformmaterialien, bei dem wiederum Elektronenstrahlung zum Einsatz kommt.
Die EP 1 198 505 B1 beschreibt die Sterilisierung eines geformten oder extrudierten Gegenstandes aus einer Carbonatpolymerzusammensetzung mittels Elektronenstrahlung während der Herstellung.
Aus der WO 2005/080495 A1 ist eine Sterilisierung eines produzierten fertigen Artikels bekannt, der unter Anderem mittels Blasformung und Streckblasformung hergestellt werden kann.
Die nachveröffentlichte DE 10 2007 017 938 B4 beschreibt eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern mit einer Blasmaschine, an oder auf der ein Strahlungsemitter angebracht ist, der ein Elektronenstrahler sein kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß in einfacher Weise eine zuverlässige Sterilisation durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sterilisierung durch Anwendung einer Elektronenstrahlung durchgeführt wird, wobei die Elektronenstrahlung mit einer Strahlungsintensität von mindestens 15 kGy auf die Oberfläche des Werkstückes geleitet wird, wobei das Werkstück ein Vorformling ist.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine effektive Sterilisation mit geringem Aufwand durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Sterilisiereinheit einen Generator für eine Elektronenstrahlung aufweist, wobei der Generator eine Leistungsabgabe zur Erzeugung einer Strahlungsintensität im Bereich einer Oberfläche des Werkstückes von 15 kGy aufweist, und wobei die Sterilisiereinheit zur Sterilisierung von Vorformlingen ausgebildet ist.
Schließlich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß die Herstellung von sterilen Behältern unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß entlang eines Teiles eines Transportweges der Vorformlinge eine Sterilisiereinheit angeordnet ist, die mit einem Generator für eine Elektronenstrahlung versehen ist.
Für eine Vielzahl von Anwendungen ist es ausreichend, daß eine innere Oberfläche der Vorformlinge sterilisiert wird.
Darüber hinaus ist aber auch daran gedacht, daß eine äußere Oberfläche der Vorformlinge sterilisiert wird.
Eine wirkungsvolle Sterilisierung wird dadurch realisiert, daß jeder Teil der Oberfläche des Vorformlings von einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird.
Eine vorteilhafte Ausrichtung der Strahlungsquelle erfolgt dadurch, daß der Elektronenstrahl mit einem Winkelbereich von 0 bis 15° relativ zu einer Flächennormalen der Oberfläche ausgerichtet wird.
Eine konstruktiv einfache Realisierung wird dadurch unterstützt, daß der Elektronenstrahl von einer Strahlungsquelle generiert wird.
Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, daß der Elektronenstrahl von mindestens zwei Strahlungsquellen generiert wird.
Eine gleichmäßige Beaufschlagung des Vorformlings in einer Umfangsrichtung wird dadurch erleichtert, daß das Werkstück während der Durchführung des Sterilisationsvorganges mindestens zeitweilig in eine Rotation um seine Längsachse versetzt wird.
Zur Beaufschlagung der Oberfläche des Vorformlings in einer Längsrichtung wird vorgeschlagen, daß die Sterilisiereinheit mindestens zeitweise während der Durchführung des Sterilisiervorganges verschwenkt wird.
Eine Anordnung der Sterilisiereinheit kann beispielsweise derart erfolgen, daß der Vorformling im Bereich einer Zuführstrecke sterilisiert wird.
Eine weitere Anordnungsvariante wird dadurch bereitgestellt, daß eine Sterilisierung der Vorformlinge in Transportrichtung vor einer Heizstrecke und nach einer durchgeführten Anordnung der Vorformlinge mit konstanten Abständen relativ zueinander durchgeführt wird.
Eine weitere konstruktive Realisierung besteht darin, daß die Sterilisiereinheit verschieblich angeordnet ist.
Ein kompakter Aufbau der Vorrichtung wird dadurch unterstützt, daß die Sterilisiereinheit mindestens bereichsweise stabartig ausgebildet ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

1 Eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
5 einen Längsschnitt durch einen Vorformling mit seitlich neben dem Vorformling verschwenkbar angeordneter Sterilisiereinheit,
6 eine gegenüber 5 abgewandelte Ausführungsform mit einer verschieblich angeordneten Sterilisiereinheit,
7 eine nochmals abgewandelte Ausführungsform mit einer verschwenkbaren Sterilisiereinheit zur Sterilisierung einer inneren Oberfläche des Vorformlings,
8 eine Ausführungsform mit einer stabartigen Sterilisiereinheit zum Einführen in einen Innenraum des Vorformlings,
9 eine schematische Darstellung einer Sterilisiereinheit zum Sterilisieren der inneren Oberfläche eines Behälters und
10 eine schematische Darstellung einer Sterilisiereinheit zum Sterilisieren der äußeren Oberfläche eines Behälters.

Vor einer Erläuterung des Detailaufbaus der Vorrichtung zum Sterilisieren der Werkstücke durch Anwendung einer Elektronenstrahlung sowie vor einer Erläuterung eines konkreten Einbaues einer entsprechenden Vorrichtung in eine Blasmaschine soll nachfolgend zunächst der grundsätzliche Aufbau einer Blasmaschine beschrieben werden.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in 1 und in 2 dargestellt.
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blasform (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2) besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9) ein Anschlußkolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente durchzuführen, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind. Eine Verwendung von Zylindern (12) ist zweckmäßig, wenn ortsfest angeordnete Blasstationen (3) vorgesehen sind.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem-Anordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle (17), die während der Durchführung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18).
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Verriegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40).
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe (26) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24) sind Heizstrahler (30) sowie Gebläse (31) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, daß der Behälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
Aus 3 ist ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (34) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35). Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke (32) transportiert.
In der in 4 dargestellten modifizierten Heizstrecke (24) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (39) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungsrichtung für die Kühlluft im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39) können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.
5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Vorformling (1). Der Vorformling (1) besitzt eine Wandung (41), die mit einer Außenfläche (42) und einer einem Innenraum (43) zugewandten Innenfläche (44) versehen ist. Außenseitig neben dem Vorformling (1) ist eine Sterilisiereinheit (45) angeordnet, die als ein Elektronenstrahlgenerator ausgebildet ist und die einen Elektronenstrahl (46) in Richtung auf die Außenfläche (42) leitet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sterilisiereinheit (45) in Richtung einer Längsachse (47) des Vorformlings (1) verschwenkbar angeordnet.
Der Vorformling (1) wird während der Durchführung des Sterilisiervorganges um seine Vorformlingslängsachse (47) herum in eine Rotation versetzt. Beispielsweise ist es möglich, jeweils nach einer vollständigen Rotation um 360° eine Schwenkbewegung der Sterilisiereinheit (45) derart durchzuführen, daß nacheinander in Richtung der Längsachse (47) hintereinander liegende ringartige bzw. hülsenartige Segmente der Außenfläche (42) sterilisiert werden.
6 zeigt eine gegenüber 5 abgewandelte Ausführungsform, bei der die Sterilisiereinheit (45) nicht verschwenkbar, sondern in Richtung der Längsachse (47) verschieblich angeordnet ist. Insbesondere wird hierbei die Sterilisiereinheit (45) im wesentlichen parallel zur Längsachse (47) positioniert, so daß ein konstanter Abstand zwischen der Sterilisiereinheit (45) und der Außenfläche (42) gewährleistet ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, sowohl eine Verschieblichkeit als auch eine Verschwenkbarkeit der Sterilisiereinheit (45) zu realisieren.
Gemäß der Ausführungsform in 7 ist die Sterilisiereinheit (45) in der Nähe des Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) angeordnet. Die Anordnung der Sterilisiereinheit (45) erfolgt hierbei derart, daß der Elektronenstrahl (46) durch eine Mündungsöffnung (48) des Vorformlings (1) in den Innenraum (43) vordringt und hier auf die Innenfläche (44) auftrifft. Vorzugsweise ist die Sterilisiereinheit (45) verschwenkbar angeordnet, um unterschiedliche Sterilisierbereiche in Richtung der Längsachse (47) zu beaufschlagen. Auch für eine derartige Innensterilisierung des Vorformlings (1) erweist es sich als zweckmäßig, den Vorformling (1) während der Durchführung des Sterilisiervorganges in eine Drehbewegung um die Längsachse (47) herum zu versetzen.
Bei verschwenkbar angeordneten Sterilisiereinheiten (45) ist es möglich, den Schwenkvorgang kontinuierlich oder schrittweise durchzuführen. Bei einer Überlagerung mit einer Rotationsbewegung des Vorformlings (1) können hierdurch entweder die bereits erwähnten ringartigen Sterilisierbereiche oder ein spiralförmig verlaufender Sterilisierbereich generiert werden.
8 zeigt eine nochmals abgewandelte Ausführungsform, bei der eine stab- bzw. rohrförmige Sterilisiereinheit (45) in den Innenraum (43) des Vorformlings (1) eingefahren wird. Die Sterilisiereinheit (45) ist hierbei in Richtung der Längsachse (47) positionierbar. Der Elektronenstrahl (46) kann entweder auf 360° fächerförmig aufgeweitet sein, oder zu einem bestimmten Zeitpunkt lediglich einen bestimmten Winkelabschnitt der Innenfläche (44) beaufschlagen. Bei einer derartigen Fokussierung des Elektronenstahles (46) wird die Sterilisiereinheit (45) und/oder der Vorformling (1) um die Längsachse (47) herum gedreht. Zwischen der stabförmigen Sterilisiereinheit (45) und der Innenfläche (44) erstreckt sich ein Abstand (49).
Alle in den 5 bis 8 dargestellten Anordnungen und Betriebsweisen der Sterilisiereinheit (45) können auch zur Sterilisierung von geblasenen Behältern (2) verwendet werden. 9 zeigt hierzu beispielhaft die Anordnung einer Sterilisiereinheit (45) im Behälter (2) und 10 eine Anordnung außenseitig neben dem Behälter (2).
Der Elektronenstrahl (46) kann in allen Ausführungsformen entweder von einer oder von mehreren Elektronenstrahlquellen generiert werden. Es ist ebenfalls möglich, den von einer oder mehreren Elektronenstrahlquellen generierten Elektronenstrahl (46) in einen einheitlichen Elektronenstrahl zu bündeln oder mehrere unterschiedliche Strahlengänge in Richtung auf den Vorformling (1) oder den Behälter (2) zu leiten. Typischerweise wird der Elektronenstrahl (46) mit seiner Hauptachse im wesentlichen senkrecht zur zu sterilisierenden Oberfläche ausgerichtet. Typischerweise liegt ein entsprechender Ausrichtbereich im Bereich von 0 bis 15°, wobei zusätzlich die bereits erläuterten Schwenkbewegungen durchgeführt werden können.
Eine typische Stärke der Elektronenstrahlung wird derart gewählt, daß in jedem zu sterilisierenden Oberflächenbereich eine Strahlungsintensität von mindestens 15 kGy erreicht ist. Hierdurch wird eine Sterilisierung von mindestens log 3 hinsichtlich von Keimen, Bakterien und Sporen erreicht.
Bei einer Sterilisierung von Vorformlingen (1) ist insbesondere daran gedacht, die Sterilisiereinheit (45) im Bereich der Vorformlingseingabe (26), eines Übergaberades (27, 29) oder im Bereich der Heizstrecke (24) anzuordnen. Bei einer Sterilisierung von geblasenen Behältern (2) erfolgt eine Anordnung der Sterilisiereinheit (45) typischerweise im Bereich eines Übergaberades oder im Bereich der Ausgabestrecke (32).
Zur Aufrechterhaltung der erreichten Sterilität ist insbesondere daran gedacht, die geblasenen Behälter (2) nach dem Verlassen der Blasstation (3) in steriler Luft zu transportieren, die insbesondere mit einer laminaren Strömung versehen ist. Vorzugsweise werden die geblasenen Behälter (2) unter derartigen sterilen Bedingungen bis in den Bereich einer Abfülleinrichtung transportiert.
Bei einer positionierbaren Sterilisiereinheit (45) kann die jeweilige Positionierung, beispielsweise die Durchführung einer Schwenkbewegung oder einer Verschiebung, unter Verwendung eines pneumatischen Zylinders, eines elektrischen Antriebes oder kurvengesteuert erfolgen.

Claims

Verfahren zum Sterilisieren von Werkstücken aus einem thermoplastischen Material bei der Herstellung von blasgeformten Behältern, wobei als Werkstück ein Vorformling (1) sterilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisierung durch Anwendung einer Elektronenstrahlung durchgeführt wird, wobei die Elektronenstrahlung mit einer Strahlungsintensität von mindestens 15 kGy auf die Oberfläche des Werkstückes geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Oberfläche des Werkstückes sterilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Oberfläche des Werkstückes sterilisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil der Oberfläche des Werkstückes von einem Elektronenstrahl (46) beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrahl (46) mit einem Winkelbereich von 0 bis 15° relativ zu einer Flächennormalen der Oberfläche ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrahl von einer Strahlungsquelle generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrahl von mindestens zwei Strahlungsquellen generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück während der Durchführung des Sterilisationsvorganges mindestens zeitweilig in eine Rotation um seine Längsachse versetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) mindestens zeitweise während der Durchführung des Sterilisiervorganges verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (1) im Bereich einer Zuführstrecke (26) sterilisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisierung der Vorformlinge (1) in Transportrichtung vor einer Heizstrecke (24) und nach einer durchgeführten Anordnung der Vorformlinge (1) mit konstanten Abständen relativ zueinander durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück gemeinsam mit der Sterilisiereinheit (45) entlang eines Transportweges bewegt wird.
Vorrichtung zum Sterilisieren von Werkstücken aus einem thermoplastischen Material bei der Herstellung von blasgeformten Behältern, wobei die Sterilisiereinheit (45) zur Sterilisierung von Vorformlingen (1) als Werkstück ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sterilisiereinheit (45) einen Generator für eine Elektronenstrahlung aufweist, wobei der Generator eine Leistungsabgabe zur Erzeugung einer Strahlungsintensität im Bereich einer Oberfläche des Werkstückes von mindestens 15 kGy aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) zur Beaufschlagung des gesamten Bereiches der zu sterilisierenden Oberfläche des Werkstückes ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) mit einer Hauptstrahlungsrichtung in einem Bereich von 0 bis 15° relativ zu einer Flächennormalen der zu sterilisierenden Oberfläche ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) eine Elektronenstrahlquelle aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) mindestens zwei Elektronenstrahlquellen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zu sterilisierende Werkstück mit einem Rotationsantrieb gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) verschwenkbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) im Bereich einer Zuführstrecke der Vorformlinge (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) in einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) vor einer Heizstrecke (24) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) verschieblich angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinheit (45) mindestens bereichsweise stabartig ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Blasformung von Behältern (2), die mindestens eine auf einer Tragstruktur angeordnete Blasstation zur Umformung von thermoplastischen Vorformlingen (1) in die Behälter (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass entlang eines Transportweges der Vorformlinge (1) eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Werkstücken gemäß einem der Ansprüche 13 bis 23 angeordnet ist.