DE1128127B

DE1128127B - Spritzgiessverfahren zur Herstellung doppelwandiger Hohlkoerper, z. B. Behaelter, Trinkbecher u. dgl., und nach diesem Verfahren hergestellter Becher aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1128127B
Application number: DEF31370A
Authority: DE
Inventors: Erich Ficker
Original assignee: Erich Ficker K G
Current assignee: Erich Ficker K G
Priority date: 1960-06-02
Filing date: 1960-06-02
Publication date: 1962-04-19

Description

Spritzgießverfahren zur Herstellung doppelwandiger Hohlkörper, z. B. Behälter, Trinkbecher u. dgl., und nach diesem Verfahren hergestellter Becher aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgießverfahren zur Herstellung doppelwandiger Hohlkörper, z. B. Behälter, Trinkbecher u. dgl., aus thermoplastischem Kunststoff, sowie auf einen nach diesem Spritzgießverfahren hergestellten Becher.
Es sind bereits doppelwandige Trinkbecher aus Kunststoff bekannt, die aus zwei ineinandergesteckten, jeweils aus Becherwandung und Becherboden bestehenden, im Spritzgießverfahren hergestellten Einzelbechern bestehen. Derartige Becher sind aber für den täglichen Gebrauch im Haushalt nicht immer geeignet, weil ihnen die feste und gegen Eindringen von Flüssigkeit zwischen die beiden Teilbecher sichere Verbindung zwischen den Teilbechern fehlt.
Es ist auch bereits bekannt, mehrfarbige Kunststoffgefäße od. dgl. in der Weise herzustellen, daß man den einen Teil des Gefäßes, beispielsweise dessen Boden, zunächst herstellt und diesen vorgeformten Boden in vorgewärmtem Zustand in eineSpritzgießform einsetzt, in der er mit weiteren Wandungsteilen umspritzt wird. Derartige Gefäße können aber nur aus solchen Kunststoffen hergestellt werden, die einerseits ein sicheres Verschweißen beim zweiten Spritzvorgang ermöglichen und andererseits bei einer einwandigen Ausführung die genügende Festigkeit für einen Gebrauchsgegenstand ergeben. Solche Kunststoffe sind aber in der Regel verhältnismäßig spröde, so daß derartige Gefäße nicht bruchfest sind und außerdem auch bei plötzlichen Temperaturänderungen zum Springen neigen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein im Haushalt und überhaupt im Alltagsgebrauch verwendbares Gefäß, beispielsweise einen Trinkbecher, zu schaffen, das aus verhältnismäßig nachgiebigem, zähem Kunststoff bestehen kann und dennoch die für derartige Gefäße gewünschte Steifigkeit und Festigkeit der Wände aufweist. Ein solches Gefäß zeichnet sich durch eine sehr hohe Schlagfestigkeit und weitgehende Unempfindlichkeit gegen Temperaturwechsel aus. Ein Gefäß nach der Erfindung kann ebenso gut kalte wie heiße Flüssigkeiten aufnehmen. Es läßt sich außerdem leicht und billig herstellen und kann in einfacher Weise mit besonders ansprechender Musterung versehen werden.
Die Erfindung geht hierzu von einem Spritzgießverfahren zur Herstellung doppelwandiger Hohlkörper aus Kunststoffmaterial aus, bei dem ein vorgeformtes Innenstück in ein Mantelstück im Spritzgießverfahren eingebettet wird. Die oben beschriebene technische Aufgabe wird dabei nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Herstellung des Innenstückes und zum Aufbringen des Mantelstückes sol- cher thermoplastischer Kunststoff verarbeitet wird, der nach dem Formgebungsvorgang und dem Erkalten einen mit abnehmender Schnelligkeit vonstatten gehenden Schrumpfungsvorgang durchläuft, daß das Innenstück nach seiner Herstellung zunächst über einen solchen Zeitraum gelagert wird, bis der wesentliche Teil seiner Schrumpfung eingetreten ist, und daß anschließend das Aufspritzen des Mantelstückes auf das geschrumpfte Innenstück derart erfolgt, daß keine Flächenverschmelzung zwischen dem Innenstück und dem Mantelstück auftritt.
Mit einem nach der Erfindung durchgeführten Spritzgießverfahren wird erreicht, daß sich das Mantelstück bei seinem Schrumpfungsvorgang fest über das Innen- oder Futterstück zieht. Hierdurch ergibt sich ein Gebrauchsgegenstand, z. B. ein Gefäß, der eine sehr große Steifigkeit seiner Wandungen aufweist, obwohl der verarbeitete Werkstoff in hohem Maße nachgiebig und zäh ist. Derartige Gefäße sind gegen Stöße und Schläge sowie schroffe Temperaturwechsel weitgehend unempfindlich. Sie erhalten auch bei längerem Gebrauch ihre glatte Oberfläche und lassen sich deshalb besonders gut reinigen. Alle diese Vorzüge machen die nach der Erfindung hergestellten Behälter, Becher u. dgl. besonders geeignet für eine Verwendung im Haushalt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann als Werkstoff für das Innenstück und das Mantelstück Niederdruckpolyäthylen verwendet und das Innenstück 24 Stunden vor dem Aufspritzen des Mantelstückes gelagert werden. Auf diese Weise lassen sich besonders vorteilhafte Gefäße, Becher u. dgl. für den Haushalt, für Camping u. dgl. herstellen.
Um die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu beschleunigen, kann zur Verkürzung der Schrumpfzeit das Innenstück einer Kühlbehandlung unterworfen werden. Auch ist es zweckmäßig, das Innenstück unmittelbar von und gegebenenfalls während des Aufspritzens des Mantelstückes zu kühlen. Hierdurch wird jede Verschmelzung von Innenstück und Mantelstück unterbunden. Ein derartiges Umspritzen des Innenstückes ergibt bei der Herstellung des Futterstückes und des Mantelstückes aus Kunststoffen verschiedener Färbung nicht allein eine saubere Farbabsetzung, sondern es wird zugleich auch erreicht, daß die beim Aufschrumpfen des Mantelstückes sich auf das Futterstück übertragenden Kräfte gleichmäßig verteilt werden und keine inneren Spannungen entstehen können.
Die Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften des fertigen Hohlkörpers lassen sich gemäß der Erfindung dadurch variieren, daß man die Herstellungsbedingungen für das Innenstück und das Mantelstück variiert. Eine besonders günstige steife Ausbildung der Gefäßwandung erreicht man, wenn man das Mantelstück bei höherer Temperatur als das Innenstück spritzt.
Das Innenstück und das Mantelstück können nach der Erfindung über ihre Flächen verteilt mit Abstützelementen versehen werden, mit denen sich die beiden Stücke ineinander verankern.
Bei einem nach der Erfindung hergestellten Trinkbecher, bei dem ein Innen- oder Futterbecher, bestehend aus Boden und Wandung, in einen Mantelbecher eingebettet ist, können an der Außenseite des zuerst im Spritzgießverfahren hergestellten Futterbechers bei der Herstellung Vorsprünge gebildet sein, die beim zweiten Spritzgießvorgang zum Herstellen des Mantelbechers von dessen Kunststoff umfiossen werden und beim fertigen Becher durch den Mantel auf dessen Außenfläche ragen. Hierdurch sind der Futterbecher und der Mantelbecher besonders fest miteinander verankert. Wenn Futterbecher und Mantelbecher aus Material verschiedener Färbung hergestellt sind, stellen diese durchtretenden Verankerungselemente eine besonders leicht herzustellende und haltbare Dekoration dar.
Zur günstigen Abtragung der Kräfte vom Mantelbecher auf den Futterbecher kann der Mantelbecher an seinem oberen, über den Futterbecher hinaus ragenden Rand als Widerlager für die sich auf den Boden des Mantelbechers aufsetzende Wandung des Futterbechers ausgebildet sein.
Eine Ausführungsform eines nach der Erfindung hergestellten Hohlkörpers ergibt sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung.
In der Zeichnung ist ein nach der Erfindung hergestellter doppelwandiger Becher aus thermoplastischem Kunststoff in senkrechtem Schnitt dargestellt.
Dieser Becher wird nach der Erfindung in folgender Weise hergestellt: Zunächst wird der Futterbecher 1 aus zähem Kunststoff, insbesondere Niederdruckpolyäthylen, im Spritzgießverfahren hergestellt. Die beim Spritzen benutzte Temperatur kann im mittleren Teil des für diesen Kunststoff in Betracht kommenden Temperaturbereiches für Spritzgießverformung, beispielsweise bei etwa 1800 C, liegen. Bei dieser Spritzgießformung werden an der Außenseite des Futter- bechers 1 Ansätze 2 ausgebildet, die in ihrer Dicke derart bemessen sind, daß sie später durch den aufzuspritzenden Mantelbecher bis auf dessen Oberfläche ragen. Der Spritzgießvorgang erfolgt zweckmäßig von der Bodenmitte des Futterbechers 1 her, in der dann der Anguß 3 liegt. Der obere Rand 4 des Futterbechers wird flach abschneidend ausgebildet.
Nachdem der auf diese Weise gespritzte Futterbecher aus der Form genommen ist, wird er zunächst etwa 24 Stunden gelagert; während dieser Zeit durchläuft er einen Schrumpfungsprozeß. Nach Ablauf des Schrumpfungsprozesses wird der Futterbecher 1 mit seiner Innenfläche auf einen Formkern gesetzt und an seiner Außenfläche mit einem Formmantel umgeben, der sich auf die Außenfläche der Ansätze2 legt. In dem zwischen dem Futterbecher 1 und dem Formmantel verbleibenden Zwischenraum wird dann der Mantelbecher 5 eingespritzt. Der Mantelbecher 5 besteht in der dargestellten Ausführungsform aus dem gleichen Werkstoff wie der Futterbecher, nämlich aus Niederdruckpolyäthylen, jedoch mit anderer Einfärbung. Das Spritzen erfolgt wieder von der Bodenmitte her, wo der zweite Anguß 6 entsteht, der den Anguß 3 des Futterbechers 1 in der dargestellten Weise nach dem Becherinneren wölbt. Der Werkstoff des Mantelbechers 5 wird in dem dargestellten Beispiel mit etwas höherer Temperatur, beispielsweise etwa 2000 C, verarbeitet.
Nach dem Spritzvorgang durchläuft der so hergestellte Mantelbecher 5 den gleichen Schrumpfprozeß wie der Futterbecher 1 und zieht sich dadurch fest auf diesen. Der so hergestellte Becher erhält hierdurch eine besonders steife widerstandsfähige Wandung.
Gemäß der Erfindung soll eine Flächenverschweißung oder -verschmelzung des Futterbechers mit dem Mantelbecher unbedingt vermieden werden. Dies kann in der Weise erfolgen, daß man kurz vor dem zweiten Spritzvorgang den Futterbecherl auf tiefe Temperatur herabkühlt. Man kann jedoch auch bei dem Sprttzwerkzeug den Kern, auf den der Futterbecher aufzusetzen ist, während des zweiten Spritzvorganges von innen kühlen, wobei es besonders zweckmäßig ist, diesen Kern aus Metall herzustellen, um einen guten Wärmeübergang von dem Kern zum Futterbecher 1 zu gewährleisten.
Die Vorsprünge 2 des Futterbechers 1 sind in dem dargestellten Beispiel rund ausgebildet, so daß sie von dem Kunststoff des Mantelbechers beim zweiten Spritzvorgang gut umflossen werden und so eine sichere Verankerung der beiden Teilbecher miteinander gewährleisten. Diese Verankerung dient in erster Linie dazu, die vom Mantelbecher 5 radial nach innen auf den Futterbecher ausgeübten Kräfte abzustützen und zu verhindern, daß diese durch Teilwirkung der Becherkoinzität in Axialkräfte umgesetzt werden.
Die von dem Mantelbecher 5 ausgeübten axialen Kräfte werden zusätzlich dadurch abgestützt, daß der Mantelbecher 5 mit dem Rand 7 über den Rand 4 des Futterbechers 1 hinausragt und sich gegen den abgeflachten Rand 4 des Futterbechers legt. Am Becherboden werden die axialen Kräfte des Mantelbechers dadurch abgestützt, daß die Böden des Futterbechers 1 und des Mantelbechers 5 aufeinandersitzen.
Wenn in dem dargestellten Beispiel das doppelwandige Gefäß die Form eines Bechers aufweist, so kann die Erfindung in gleicher Weise auch zur Herstellung von Gefäßen anderer Form, beispielsweise Kännchen, Tassen, Dosen, Kaffeekannen u. dgl., angewandt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Spritzgießverfahren zur Herstellung doppelwandiger Hohlkörper, z. B. Behälter, Trinkbecher u. dgl., aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein zunächst - geformtes Innenstück durch nachträgliches Umspritzen mit einem Mantelstück versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Innenstückes und zum Aufbringen des Mantelstückes ein solcher thermoplastischer Kunststoff verarbeitet wird, der nach dem Formgebungsvorgang und dem Erkalten einen mit abnehmender Schnelligkeit vonstatten gehenden Schrumpfungsvorgang durchläuft, daß das Innenstück nach seiner Herstellung zunächst über einen solchen Zeitraum gelagert wird, bis der wesentliche Teil seiner Schrumpfung eingetreten ist, und daß anschließend das Aufspritzen des Mantelstückes auf das geschrumpfte Innenstück derart erfolgt, daß keine Flächenverschmelzung zwischen dem Innenstück und dem Mantelstück auftritt.
2. Spritzgießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für das Innenstück und das Mantelstück Niederdruckpolyäthylen verwendet und das Innenstück 24 Stunden vor dem Aufspritzen des Mantelstückes gelagert wird.
3. Spritzgießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verkürzung der Schrnmpfzeit das Innenstück einer Kühlbehandlung unterworfen wird.
4. Spritzgießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenstück unmittelbar vor und gegebenenfalls während des Aufspritzens des Mantelstückes gekühlt wird.
5. Spritzgießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelstück bei höherer Temperatur als das Innenstück gespritzt wird.
6. Spritzgießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenstück und das Mantelstück über ihre Flächen verteilt mit Abstützelementen versehen werden, mit denen sich die beiden Stücke ineinander verankern.
7. Im Spritzgießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellter Trinkbecher od. dgl., bei dem ein Futterbecher, bestehend aus Boden und Wandung, in einen Mantelbecher eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des zuerst im Spritzgießverfahren hergestellten Futterbechers bei der Herstellung Vorsprünge gebildet sind, die beim zweiten Spritzgießvorgang zum Herstellen des Mantelbechers von dessen Kunststoff umflossen werden und beim fertigen Becher durch den Mantel auf dessen Außenfläche ragen.
8. Becher od. dgl. nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelbecher an seinem oberen, über den Futterbecher hinausragenden Rand als Widerlager für die sich auf den Boden des Mantelbechers aufsetzende Wandung des Futterbechers ausgebildet ist.
9. Becher od. dgl. nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge des Futterbechers eine runde scheibenförmige Form aufweisen.