Die Flaschen-Kristallinität automatisch regeln

Die Kristallinitäts-Überwachung ist Bestandteil der Prozesssteuerung und ermöglicht es dem Anwender, die Dicke der PET-Flaschen genau zu regeln, ohne Qualitätseinbußen zu befürchten. (Bildquelle: AGR International)

Die steigende Nachfrage nach leichten PET-Flaschen macht das Steuern der Kristallinität zu einem zunehmend wichtigen Aspekt der Herstellung. Denn eine optimale Kristallinität und exakt kontrollierte Materialverteilung sind kritische Elemente der Funktionalität jeder Flasche während ihres Lebenszyklus. Eine minderwertige Flasche könnte beim Kunden platzen, bei Wasser ist das vielleicht nur ärgerlich, bei Softdrinks, die teure Kleidung verschmutzt, kommen aber zumindest Reinigungskosten auf den Hersteller zu. AGR International, Butler, USA, hat sich auf die Qualitätssicherung in der Getränke- und Lebensmittelverpackungsbranche spezialisiert und kürzlich mit Crystalview ein System zur Kristallinitäts-Steuerung für PET-Flaschen auf den Markt gebracht. Es ergänzt die automatische Process-Pilot-Systemsteuerung für Blasmaschinen und ermöglicht damit das Produzieren von PET-Flaschen mit konstanter Kristallinität unter Beibehaltung der gewünschten Materialverteilung und Wandstärke.

Georg Wolfe, Chief Technical Officer von AGR, erklärt in diesem Zusammenhang, dass bei mit dem Kaltformverfahren hergestellten Flaschen für kohlensäurehaltige Erfrischungs­getränke das Auftreten von Spannungsrissen von der molekularen Orientierung des Kunststoffs abhängt. Die Zeit bis zum Auftreten von solchen Schäden lässt sich daher durch Änderungen der Orientierung im Kaltformverfahren deutlich verlängern. Wolfe stellte darüber hinaus fest: „Die Optimierung der Kristallinität beziehungsweise Orientierung [der Moleküle] hat keine Nachteile; unsere Ergebnisse zeigten, dass sich die meisten Leistungsparameter entweder verbesserten oder innerhalb der erforderlichen Vorgaben blieben.“

Bei der Warmformverarbeitung gehören die Form- und Volumenstabilität zu den kritischsten Faktoren. Daher ist auch hier die Optimierung der Kristallinität in Produktionsanwendungen unter Verwendung der verschiedenen Warmformtechnologien unerlässlich.

Die Flaschen-Kristallinität automatisch regeln

Mit der automatischen Prozessüberwachung lässt sich die Zeit bis zum Auftreten von Spannungsrissen durch Änderungen der Orientierung im Kaltverfahren deutlich verlängern. (Bildquelle: AGR)

Im Zusammenspiel mit der Prozessüberwachung

„Crystalview nutzt die ausführliche Wissensbasis, die unsere Entwicklungsabteilung in den letzten beiden Jahren erarbeitet hat“, erklärte Wolfe. Daten aus diesen Versuchen bilden die Grundlage für den in das System integrierten Algorithmus, um es der Blasmaschine zu ermöglichen, die Kristallinität beim Wiedererwärmen und Streckblasen zu regeln. Allerdings ist das Einstellen der Kristallinität nur ein Teil der Gleichung. Sie setzt unter der Maßgabe einer korrekten Materialverteilung eine leistungsfähige Prozesssteuerung voraus. Die Process-Pilot-Systemsteuerung für Blasmaschinen regelt die Materialverteilung auf eine spezifizierte Wandstärke mit einer Genauigkeit von ±0,0025 mm. In Verbindung mit der Kristallinitätsüberwachung lässt sich das Verfahren fein­einstellen und so regeln, dass die Kristallinität und die Materialverteilung für jede Flasche optimal sind. Das ist wichtig angesichts der ständigen Bemühungen, das Gewicht der Flaschen und damit den Materialverbrauch so weit wie möglich zu reduzieren. „Wenn Sie die Kristallinität aktiv steuern und gleichzeitig die Wandstärke regeln, können Sie die leistungsbestimmenden Flascheneigenschaften wesentlich besser kontrollieren, besonders bei sehr leichten Flaschen“, meint Wolfe abschließend.

Die automatische Systemsteuerung für Blasmaschinen ist seit einigen Jahren auf dem Markt und ist weltweit bei großen Flaschen- und Markengetränke-Herstellern im Einsatz. Das Produkt hat sich als wichtiges Werkzeug in der Produktion von leichten Flaschen bewährt und verbessert nach Ansicht des Herstellers die Gesamtleistung und Qualität der Flasche. Ein wichtiger Aspekt ist dabei, dass die Prozesssteuerung die Blasmaschine über direkte Messungen an jeder produzierten Flasche steuert, anstatt nur über Leistungskennzahlen der Maschine. Dadurch kann das System sicherstellen, dass das Endprodukt trotz Veränderungen der Umgebungsbedingungen, an der Blasmaschine oder bei den ­Preforms während des Produktions­prozesses, stets in der gewünschten Qualität hergestellt wird.

Über den Autor

David Dineff

ist Marketingleiter von AGR International in Butler, USA.
ddineff@agrintl.com