DE1234361B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffueberzuegen auf Glasgegenstaenden, insbesondere Glasflaschen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C 03 c

Deutsche Kl.: 32 b -17/32

Nummer: 1234 361

Aktenzeichen: S 65070 VI b/32 b

Anmeldetag: 23. September 1959

Auslegetag: 16. Februar 1967

Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffüberzügen auf Glasgegenständen, insbesondere Glasflaschen, bei dem die längs einer in sich geschlossenen Bahn geführten Gegenstände zunächst auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, hierauf in ein Kunststoffbad eingetaucht und nach dem Herausnehmen aus dem Bad bei einer über der Vorwärmtemperatur liegenden Temperatur behandelt werden, in zweiter Linie aber auch eine Vorrichtung zur Ausübung eines solchen Verfahrens.

In dieser Weise hergestellte Kunststoffüberzüge schützen einerseits den Glasgegenstand, insbesondere Glasflaschen gegen Stoßbeanspruchungen, andererseits aber auch den den Gegenstand Benutzenden gegen beim Bruch des Gegenstandes auftretende Splitter, insbesondere dann, wenn die Füllung des Gegenstandes unter Druck steht.

Ein bekanntes, zu derart vorteilhaften Glasgegenständen, insbesondere Glasflaschen führendes, oben in seinen Grundzügen wiedergegebenes Verfahren wird im einzelnen so durchgeführt, daß der Gegenstand auf eine bei 80 bis 100° C liegende Vorwärmtemperatur gebracht wird. Nachdem der Gegenstand in das Kunststoffbad eingebracht und wieder herausgenommen worden ist, muß man ihn abtropfen lassen, was man gegebenenfalls durch Einwirkung eines elektrostatischen Feldes erreichen kann. Die anschließende Behandlung des Gegenstandes bei einer über der Vorwärmtemperatur liegenden Temperatur dient zur Verfestigung des Überzuges. Bei einem bekannten Verfahren liegt die Temperatur bei 180 bis 200° C und wird auf den Gegenstand verhältnismäßig lang, nämlich etwa 10 Minuten zur Einwirkung gebracht. Damit ist es diese Nachbehandlungszeit, die im Rahmen der einzelnen Schritte des Verfahrens am längsten dauert und deshalb die möglichen Durchsatzleistungen bestimmt.

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, anzugeben, wie eine Verkürzung der Nachbehandlungszeit und damit eine Steigerung der Durchsatzleistung ermöglicht werden kann.

Gemäß der Erfindung gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß die Gegenstände auf eine Vorwärmtemperatur gebracht werden, die so hoch liegt, daß die Gegenstände nach dem Herausnehmen aus dem Bad und nach dem Erstarren des Kunststoffüberzuges noch eine Temperatur aufweisen, die höher ist als die des Bades, und die Verfestigung des erstarrten Überzuges bei einer Temperatur von 350 bis 400° C vorgenommen wird.

Im Rahmen dieses Verfahrens verlassen die Glas-

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von Kunststoffüberzügen auf Glasgegenständen,
insbesondere Glasflaschen

Anmelder:

Compagnie de Saint Gobain, Neuilly-sur-Seine

(Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

M. Claude Louis Duperriez,

Sucy-en-Brie, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 26. September 1958 (775 346) - -

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gegenstände infolge ihrer erheblich gesteigerten Vorwärmtemperaturen mit entsprechend höheren Temperaturen das Kunststoffbad und bringen daher die zur Verfestigung des Überzuges erforderliche Wärme für die dem Glas anliegenden Schichten des Überzuges mit.

Die entsprechend verminderte Zeit zur Aushärtung des gesamten Überzuges ermöglicht die Anwendung einer erheblich gegenüber dem bekannten Verfahren gesteigerten Nachbehandlungstemperatur, die jedoch nicht, wie an sich zu befürchten, zu einer Überhitzung und damit Zerstörung des Überzuges von außen her führt.

Durch die Erfindung läßt sich eine erhebliche Verminderung der Nachbehandlungszeit erzielen, die tatsächlich weniger als 2 Minuten zu betragen hat.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anwendung gelangende, erheblich über die bekannten Vorwärmtemperaturen gesteigerte Temperatur, die bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung zwischen 130 bis 180° C liegen kann, läßt sich aber auch in anderer Hinsicht vorteilhaft aus.

Solche Vorteile entstehen im wesentlichen aus der Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der behandelte Gegenstand im Bad und nach dem Bad ein höheres Wärmepotential als das Bad selbst

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besitzt, während bei dem bekannten Verfahren das Das Eintauchverfahren gemäß der Erfindung er-Wärmepotential des behandelten Gegenstandes auf möglicht es ferner, mit einem Behälter von sehr kleidas des Bades abfällt. Dieser Unterschied des erfin- nen Abmessungen auszukommen, was bedeutet, daß dungsgemäßen Verfahrens bewirkt zunächst, daß die am Ende des Herstellungsganges nur eine kleine Dicke der auf dem behandelten Gegenstand abge- 5 Menge an Kunststoff verlorengeht,
setzten Schicht eine Funktion der Eintauchdauer ist. Infolge des vertikalen Anhebens der Gegenstände, Der Koagulationsvorgang der noch flüssigen Außen- wenn diese die Gestalt von Behältern mit einer von schicht des Überzuges kann bereits bewirkt werden, einem Ring umgebenen Öffnung beispielsweise je wenn das Werkstück das Bad verläßt, wodurch die einer Flasche besitzen, aus dem Bad wird der Rest-Notwendigkeit des Abtropfenlassens durch elektro- io tropfen in der Mitte des Bodens gebildet, wo er die statische Behandlung oder die bei gewissen bekann- Stabilität der auf seine Unterlage aufgesetzten Flasche ten Verfahren angewendete Herbeiführung der Ko- nicht beeinträchtigt. Es ist deshalb nicht erforderlich, agulation durch die Einwirkung von Infrarotstrahlen einen besonderen Kunstgriff anzuwenden, um ihn auf die Außenschicht vermieden wird. zu entfernen.

Eine Folge des oben herausgearbeiteten grand- 15 Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, daß

sätzlichen Unterschiedes ist ferner die Tatsache, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das vertikale Aus-

bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Einfluß heben der Flasche aus dem Bad erfolgt, nach der

der Dicke des Glaskörpers auf die Dicke des Über- Beziehung

zuges ausgeschaltet ist. Dadurch kann auch eine V = K sin² <x
wesentlich konstantere Überzugsdicke erhalten wer- 20

den. Insbesondere werden Einspränge des Werk- eingestellt wird, wobei V die vertikale Entnahmestückes besser abgedeckt. Die Verringerung der Über- geschwindigkeit, K eine von der Viskosität des zugsdicke in den einspringenden Bereichen beträgt, plastischen Werkstoffes abhängige Konstante und wie festzustellen ist, nur etwa 25% statt 50 bis 60% α der Winkel ist, welchen die Tangente an jedem bei den bekannten Verfahren. Außer den durch das 25 Punkt des Profils des Gegenstandes mit der Horierfmdungsgemäße Verfahren zu erzielenden Zeitge- zontalen bildet.

winnen ergibt sich auch noch eine bessere Durch- Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung

sichtigkeit des Überzuges selbst. wird das Bad unter elektrostatische Spannung ge-

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im wei- setzt. Auf diese Weise läßt sich ein besseres Schlieteren Unterschied zu bekannten Verfahren zweck- 30 ßen des Kunststoffes längs der Gegenstände erzielen, mäßig auch hinsichtlich des Eintauchvorganges des so daß die Dicke des mitgenommenen flüssigen Gegenstandes in das Bad so abgeändert, daß dieser Films verringert und der Verlauf des Koagulations-Vorgang unter einem Minimum an Bewegung des Vorganges der Außenschicht verbessert wird.
Gegenstandes im Bad ablaufen kann. Nachstehend wird eine zur Durchführung des vor-

Bei einer insoweit abgeänderten Ausführungsform 35 stehend grundsätzlich beschriebenen Verfahrens gedes erfindungsgemäßen Verfahrens wird dazu so vor- eignete beispielsweise Vorrichtung an Hand der gegangen, daß die Gegenstände in das Bad vertikal Zeichnung beschrieben. Es zeigt
eingetaucht und in der gleichen Weise diesem verti- F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht der Vorkai entnommen, gegebenenfalls in eine zusätzliche richtung,

schwingende Bewegung gegenüber der Badflüssigkeit 4° F i g. 2 in Einzelansicht eine Einrichtung zum Abversetzt werden. Insoweit ist die Erfindung noch ab- nehmen der Flaschen von sie transportierenden endänderungsfähig hinsichtlich der konkreten Gestalt losen Ketten,

des zu behandelnden Behälters, nämlich dann, wenn F i g. 3 schematisch eine Einrichtung zum EinBehälter mit einer von einem Ring umgebenen Öff- tauchen der Flaschen.

nung behandelt werden, worunter beispielsweise Fla- 45 Gemäß den F i g. 1 und 2 sitzen Flaschen 1 auf

sehen fallen. In diesem Falle schlägt die Erfindung Zöpfen 2 an Stangen 3, die mit ihren beiden Enden

vor, daß in der Endphase des Eintauchens der Kunst- an endlose Ketten 4 angelenkt sind. Die Stangen 3

Stoffüberzug an der Stelle des Ringes durch eine ver- sind in nicht dargestellter Weise so geführt, daß die

tikale Bewegung geringer Amplitude des Gegenstan- Zapfen 2 ihre aus Fig. 2 ersichtliche Lage ständig

des in dem Bad verstärkt wird. Der Vorteil, der sich 50 beibehalten.

dadurch ergibt, daß der Gegenstand bzw. die Flasche F i g. 2 veranschaulicht die gemäß dem dargestellnur eine minimale Bewegung gegenüber dem Bad ten Ausführungsbeispiel verwendete Vorrichtung ausführt, besteht in einer denkbar gleichmäßigen zum Greifen der Gegenstände, im Ausführungs-Verteilung des Kunststoffmaterials auf allen Flächen beispiel Flaschen dienenden Greiferorgane. Zwei des Gegenstandes, während im Gegensatz hierzu bei 55 Hebel mit je zwei an einer Achse 7 angelenkten den bekannten Verfahren die Bewegung des Gegen- Armen 8 und 9 sitzen an jedem Zapfen 2. Die Standes, insbesondere einer Flasche in dem Bad eine Arme 8 liegen symmetrisch zur Achse 7 auf den asymmetrische Konvektionsströmung und damit eine beiden Seiten dieser Achse horizontal, die anderen ungleichmäßige Verteilung der Kunststoffschicht er- Arme 9 vertikal. Die Arme 9 tragen Ansätze 10. Auf gibt. 60 jeden Zapfen 2 ist eine Scheibe 11 aufgefädelt, die

Ferner macht die Durchführung des Eintauchvor- durch eine Feder 5 gegen die Arme 8 der beiden

ganges, wie sie bei dem Verfahren nach der Erfin- Hebel gedrückt wird und derart die beiden Ansätze

dung erfolgt, ein Drehen des Gegenstandes bzw. der 10 in ihrer voneinander entfernten Lage hält. Es

Flasche in dem Bad, wie es bei bekannten Verfahren braucht also lediglich der Flaschenhals auf die

zwecks besserer Verteilung der Kunststoffschicht er- 65 schnabelartigen Ansätze 10 aufgesetzt und die

folgen muß, überflüssig. Dadurch ergibt sich eine Flasche heruntergedrückt zu werden, um zu bewir-

Vereinfachung der Apparatur und eine größere Ge- ken, daß die Ansätze sich zuerst nähern, in dieser

nauigkeit der Eintauchhöhe. Lage den Flaschenhals passieren, sich dann wieder

voneinander entfernen und dann die Flasche jenseits des Halses, im Flascheninneren angreifend, halten. Die Freigabe der Flasche erfolgt dadurch, daß Profilkörper 12, die an einer in vertikaler Richtung beweglichen Stange 13 angebracht sind, abwärts bewegt werden und in der unteren Stellung der Stange 13 auf die Arme 8 der Hebel wirken, diese gegen die Wirkung der Feder 5 herunterdrücken und hierdurch das Einandernähern der Ansätze 10 bewirken, die derart den Flaschenhals passieren können.

Die Ketten bewegen sich intermittierend vorwärts.

Die bei A aufgesetzten Flaschen werden in den z. B. durch Brenner 15 beheizten Vorwärmöfen 14 eingeführt und nach oberhalb des Tauchbehälters transportiert, wo sie zum Stillstand gelangen, weil diese Stellung einer Stillstandsstellung der Ketten entspricht. In dieser Stellung wird die quadratische Stange 3, welche den eine Flasche tragenden Stumme^ trägt, von ihrer Führung freigegeben, so daß ao sie sich drehen kann. Sie wird jedoch festgehalten, sobald sie zur Auflage auf die obere Kante 16 einer einen Hebel bildenden Platte 17 gelangt, die einen vertikalen Schlitz 18 aufweist, in welchen ein mit dem Tauchbehälter 20 fest verbundener Zapfen 19 eingreift. Der Behälter 20 ist mit einem Rohrstutzen 21 versehen, durch welchen die flüssige Kunststoffmasse zugeführt wird, und weist ferner einen Überlauf 22 auf, über welchen die überschüssige Flüssigkeit nach dem Speisebehälter zurückfließt.

Mittels eines nicht dargestellten Nockensystems wird der Behälter erst geringfügig in der Querrichtung im Sinne des Pfeils D bewegt und hierdurch mittels des Zapfens 19 und der Hebelplatte 17, die durch ihre Drehung die Verschwenkung der quadratischen Stange bewirkt, die Flasche in die geneigte Lage verbracht.

Nunmehr hebt sich der Behälter in Richtung des Pfeiles F an, das Bad gelangt in Kontakt mit der Flasche, und der Überziehvorgang beginnt. Da die Flasche geneigt ist, kann sich unter dem Boden keine Luftblase bilden.

Hierauf bewegt sich der weiter ansteigende Behälter in Richtung des Pfeiles E, bis die Flasche wieder aufgerichtet ist. Am Ende des Eintauchvorganges wird der Behälter, wie oben erläutert wurde, in eine vertikale Schwingbewegung von geringer Amplitude versetzt. Wenn der Überziehvorgang beendet ist, bewegt sich der Behälter im Sinne des Pfeiles F₁ abwärts und gelangt wieder in seine Ausgangsstellung.

Diese Bewegungen werden durch einen Nocken von zweckentsprechendem Profil gesteuert. Wie oben bereits ausgeführt wurde, ist es zweckmäßig, daß die Eintauchgeschwindigkeit das Quadrat des Sinus des Winkels, welchen das Flaschenprofil zu der Horizontalen bildet, ist. Entsprechend wird das Profil des Nockens ausgebildet.

Im Falle von im wesentlichen zylindrischen Flaschen kann dieser Bereich mit einer konstanten Geschwindigkeit auftauchen, d. h., das Profil des Nockens ist in dem entsprechenden Bereich konstant.

Wie oben bereits erläutert, ist es von Vorteil, wenn der Behälter unter einer hohen elektrostatischen Spannung steht.

Die derart überzogenen Flaschen werden durch die Ketten 4 in den schematisch bei 23 dargestellten Brennofen eingeführt und nach dessen Verlassen durch aus den Düsen 24 ausströmende Frischluft gekühlt. Sobald die Flaschen den Punkt i? erreicht haben, werden sie durch die Wirkung der Profilkörper auf die Hebelarme 8 in die Ansätze der Hebelarme 9 einander näherndem Sinne, wie oben beschrieben, freigegeben, und der Kreislauf beginnt von neuem.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffüberzügen auf Glasgegenständen, insbesondere Glasflaschen, bei dem die längs einer in sich geschlossenen Bahn geführten Gegenstände zunächst auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, hierauf in ein Kunststoffbad eingetaucht und nach dem Herausnehmen aus dem Bad bei einer über der Vorwärmtemperatur liegenden Temperatur behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände auf eine Vorwärmtemperatur gebracht werden, die so hoch liegt, daß die Gegenstände nach dem Herausnehmen aus dem Bad und nach dem Erstarren des Kunststoffüberzuges noch eine Temperatur aufweisen, die höher ist als die des Bades, und die Verfestigung des erstarrten Überzuges bei einer Temperatur von 350 bis 400° C vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von Polyvinylchlorid als Kunststoffüberzug, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände auf Temperaturen von 130 bis 180⁰C vorgewärmt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in das Bad vertikal eingetaucht und in der gleichen Weise diesem entnommen, gegebenenfalls in eine zusätzliche schwingende Bewegung gegenüber der Badflüssigkeit versetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmegeschwindigkeit der Formel

entspricht, wobei V die vertikale Entnahmegeschwindigkeit, K eine von der Viskosität des plastischen Werkstoffes abhängige Konstante und α der Winkel ist, welchen die Tangente an jedem Punkt des Profils des Gegenstandes mit der Horizontalen bildet.

5. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 3 und 4 auf einen Behälter mit einer von einem Ring umgebenen Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Endphase des Eintauchens der Kunststoffüberzug an der Stelle des Ringes durch eine vertikale Bewegung geringer Amplitude des Gegenstandes in dem Bad verstärkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad unter elektrostatische Spannung gesetzt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Gegenstände zu einem Vorwärmofen (14), einem Tauchbehälter (20) und einem Brennofen (23) fördernde endlose Kette (4) mit zur Aufnahme

der Gegenstände (1) vorgesehenen Greiforganen (2, 7, 8, 9,10).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Verbindungsvorrichtung (16, 17, 19) zwischen der endlosen Kette (4) und Tauchbehälter (20) zum Ausrichten des Gegenstandes während des Tauchvorganges.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die endlose Kette

(4), wenn sich einer der Gegenstände (1) oberhalb des Tauchbehälters (20) befindet, stillgesetzt ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, gekennzeichnet durch ein den Tauchbehälter (20) in vertikaler und in horizontaler Richtung bewegendes Nockensystem.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1006592.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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