DE880065C - Verfahren zur Herstellung von verhaeltnismaessig duennwandigen, offenen Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von verhältnismäßig dünnwandigen, offenen Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff Bisher wurden derartige Formteile aus thermoplastischen Kunststoffen durch Einspritzen von vorgewärmten thermoplastischen Kunstmassen in Hohl formen oder durch Zusammenpressen zlveiteiliger, mit Kunststoff gefüllter Preßformen hergestellt. Diese bekannten Arbeitsweisen sind jedoch fertigungstechnisch schwierig und erfordern hohe Aufwendungen an Maschinen, Energien und Formkosten. Außerdem haben sie den Nachteil, daß die Formteile verhältnismäßig große Mindestwandstärken aufweisen müssen, damit der thermov plastische Kunststoff zuverlässig alle Hohlräume der Form ausfüllt.
• Demgegenüber Weist das Verfahren gemäß der Erfindung unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile den Vorteil auf, daß zu seiner Durchführung keinerlei Druck notwendig ist, so daß die benötigten maschinellen Teile viel einfacher sein können. Ferner erlaubt das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren, offene Formteile mit sehr schwachen Wandstärken herzustellen, was mit den bisher bekannten Verfahren nicht zu erzielen war und wegen der bedeutend geringeren Aufwendung an Material eine technische Vereinfachung und eine wesentliche Verbilligung darstellt. Des weiteren brauchen keine Hohlformen mehr hergestellt zu werden, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Spritzgußteilen bekannt sind.
• Zweck der Erfindung ist in erster Linie die Herstellung von verhältnismäßig dünnwandigen, offenen Formteilen der verschiedensten Art aus thermoplastischen Kunststoffen, beispielsweise solcher Formteile, die als Behälter zur Aufnahme aggre!ssiver chemischer Produkte oder als Einsätze in Bilechdosen gebraucht werden. Ferner können auf diese Weise auch Tuben, Seifendosen, Schlauchstücke, Badekappen, Toilettenbeutel u. dgl. hergestellt werden..
• Gemäß der Erfindung wind nun vorgeschlagen, die glatte metallische Oberfläche eines Kernes von einer dem zu erzeugenden Formteil entsprechenden Ausgestaltung bei erhöhter Temperatur eine Zeitlang allseitig mit zerkleinertem festem thermoplastischem Kunststoff in Berührung zu bringen, z. B. durch Eintauchen des Kernes in den festen Kunststoff, wodurch sich die Oberfläche mit einer Kunststoffschicht überzieht. Nach Erreichen einer gewünschten Schichtdicke hat sich der Formteil ausgebildet, der sodann von dem Kern abgetrennt und gegebenenfalls nachbearbeitet, z. B. entsprechend beschnitten wird.
• Es hat sich gezeigt, daß die mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erzielten Vorteile gerade dadurch erreicht werden, daß man den zerkleineren Kunststoff in festem Zustand in der augegebenen Weise mit dem warmen Kern in Berührung bringt, wodurch ein einwandfreies Aufschmelzen des Kunststoffs unter Ausbildung eines dichten Films gewährleistet ist.
• Der Kern kann massiv aus beliebigem Metall sein, z. B. aus Messing, Eisen, einer Stahllegierung, Chrom, Zinn od. dgl. Er kann auch aus einem inneren Teil aus Metall, wie Messing, Eisen, aus Holz, Gips, Glas od. dgl aufgebaut und in belieobiger Weise mit einer äußeren Metallumhüllung, z. B. aus Chrom, Zinn od. dgl., versehen sein. So kann man z. B. mit Vorteil auch einen Kern aus verchromten Messing anwenden. Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet man einen Kern. der vorbeschriebenen Art, nachdem man seiner Oberfläche, z. B. durch Polieren eine glatte Ausbildung gegeben hat, um eine Abtrennung des fertigen Formteils von dem Kern zu ermöglichen blzw. zu erleichtern. Je glatter die Oberfläche ist, um so leichter ist das Formteil abzutrennen.
• Die Erwärmung des Kernes kann auf verschiedene, an sich bekannte Weise erfolgen, bei spielsweise durch Erhitzen mit einer Flamme oder indem man den Kern in einem Ofen auf die erforderliche Temperatur - bringt, die insbesondere von der Art des angewandten Kunststoffs abbängig ist. Im allgemeinen haben, sich zwischen etwa I50 und 200° C liegende Temperaturen als ausreichend erwiesen. Doch kann bei manchen Kunststoffen dieser Temperaturbereich auch unter- bzw. überschritten werden; so kann er z. B. bei etwa I20.0 wie auch bei. etwa 220 bis 2500 liegen.
• Da es mit ein wesentliches Erfordernis der Erfindung ist, daß sich aus dem angewandten zerkleinerten festen thermoplastischen Kunststoff bei seiner Berührung mit dem erwärmten Kern ein zusammenhängender Film ausbildet, kommen als thermoplastische Kunststoffe nur solche din Betracht, die die Eigenschaft haben, im Schmelzbereich unter den gegebenen Bedingungen einen solchen Film auszubilden, wie z. B. Polyäthylen, Polytrifluorochloräthylen od. dgl.
• Der Kunststoff wird in zerkleinerter Form benutzt. Meist empfiehlt isiich die Anwendung von etwa durch Mahlen hergestelltem pulverförmigem und sogar feinpulverigem Kunststoff. In Sonderfällen kann es aber auch angebracht sein, ein körniges, unter Umständen sogar e!in grobkörniges Kunststoffgranulat zu verwenden, insbesondere wenn es sich darum handelt, als Formteile Einsätze mit rauher, narbiger Oberfläche herzustellen. Da das Formteil während seiner Herstellung von außen keinerlei formenden Druck unterworfen wird, bleibe die aus denl Granulat sich ergebende rauhe oder genarbte Oberfläche erhalten.
• Die Dauer des Inberührungbringens von Metalloberfläche und Kunststoff, was im altgemeinen durch einfaches Eintauchen des erwärmten Kernes in Kunststoffpulver bewerkstelligt wird, kann je nach den Umständen, der gewünschten Schichtdicke des Formteils, dem Kunststoff, der Temperatur des Kernes usw. verschieden sein. Sie kann im allgemeinen etwa 10 bis 15 Sekunden betragen, in manchen Fällen sind auch bereits wenige Sekunden ausreichend. In anderen Fällen, insbesondere wenn es sich um die Herstellung größerer Stücke handelt. kann das Inberührungbringen auch mehrere Minuten, bis zu etwa 30 Minuten dauern. man kann die in einer gewissen Zeit erzielbare Schichtdicke erhöhen urld damit die Dauer des Herstellungsvorganges herabsetzen, wenn man so arbeitet, daß das Inberührungbringen von metallischer Oberfläche und thermoplastischen Kunststoffen unter hin und her gehender Bewegung, z. B.
• Rütteln, Vibrieren, erfolgt. Der Vorteil einer derart ausgestalteten Arbeitsweise besteht insbesondere darin, daß es gelingt, auch offene Formteile komphzierter Gestalt einwandfrei herzustellen.
• Das Abtrennen des ausgebildeten Formteils von dem Kern kann durch eine entsprechende Vorbehandlung der Kernoberfläche erleichtert werden: beispiielsweise behanddelt man die Metalloberfläche zu irgendeinem Zeitpunkt des Verfahrens vor dem Inberührungbringen mit dem Kunststoff in üblicher Weise mit Fett, Glykol, einem Stearat. z. B. Calciumstearat od. dgl., etwa durch Einreiben oder Einsprühen.
• In manchen Fällen kann es zweckmäßlig sein, die durch einmalige Betätigung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Arbeitsweise zu erzielende Dicke des Formteils zu verstärken bzw. mehrschichtige Formteile zu erzeugen. Dabei kann man dann so vorgehen, daß man den Vorgang des Inberührungbringens von metallischer Oberfläche und thermoplastischem Kunststoff gegebenenfalls mehr fach wiederholt, wobei man auch verschiedenartige Kunststoffe verwenden kann. Zwischen den elnzelnen Wiederholungen findet zweckmäßig jeweils eine Erwärmung des Kernes auf beliebige, an sich bekannte Weise statt. Blei dieser Ausgestaltung des erfindungsgem.äßen Verfahrens kann man auch so vorgehen, daß man zwischen zwei Schichten mit Schrift- oder sonstigen Zeichen oder Abbildungen versehen z. B. bedruckte Zettel, Folien aus beliebigem Material od. dgl. einfügt.
• Das Verfahren gemäß der Erfindlung ist nicht allein durchführbar unter Verwendung ein es; massiv ausgebildeten Kernes, daß sich auf seiner äußeren Oberfläche ein Kunststoffilm ausbildet, sondern auch unter Anwendung eines Hohlkernes mit glatter innerer Oberfläche, auf die man den festen Kunststoff aufgibt, so daß der erzeugte offene Formteil von dem Kern von außen unhüllt wird.
• An Hand der Abbildungen werden beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, und zwar zeigt Abb. 1 einen massiven kern mit Filmschichten im Schnitt und in Ansicht von unten, Abb. 2 einen Hohlkern im Schnitt mit Filmschicht im Innern sowie in Ansicht von ohen.
• Beispiel I Zur Herstellung eines Einsatzes auf Polyäthylen für Weißblechdosen, die für den Versand eines aggressiven chemischen Produkte bestimmt sind, wird ein Kern I gemäß Abb. I aus Messing benutzt, dessen Außendurchmesser und Höhe entsprechend geringer sind als Innendurchmesser und Höhe der Dose, so daß der Zwischenraum zwischen Dose und Kern 1 überall gleichmäßig etwa 0,5 mm beträgt.
• Dies ist die Wandstärke für den Polyäthyleneinsatz.
• Der Kern I wird auf der Oberfläche verchromt und auf Hochglanz poliert. Die Oberfläche des Kernes 1 wird mit einem hochviskosen Fett gleichmäßig eingefettet, dann wird der Kern 1 in einen Ofen gebracht, dessen Innentemperatur etwa 1500 heträgt. Nach etwa 25 Minuten hat der Kern 1 die Ofentemperatur anlgenommen. Nun wird er aus dem Ofen herausgenommen und wenige Sekunden in pulverförmiges Polyäthylen eingetaucht oder so damit überschüttet, daß er allseitig davon umgeben ist. Die im Kern 1 enthaltene Wärme führt einen Teil des Pulvers in den plastischen Zustand über und bildet dadurch einen Film 2, der die Oberfläche des Kernes I überzieht. Er ist bei den angegebenen Verhältnissen etwa 0,3 mm stark.
• Um die erforderliche Stärke von 0,5 mm zu erhalten, wird der mit dem ersten Überzug versehene Kern 1 ein zweites Mal ind en Ofen gebracht und abermals etwa 10 Minutes lang auf 150° erwärmt.
• Anschließend wird er wieder für wenige Sekunden in das Kunststoffpulver eingetaucht oder mit diesem überschüttet. Die durch den ersten Film 2 etwas verringerte Wärmeleitfähigkeit bedingt daß der zweite Film 3 etwas schwächer ausfällt. Er beträgt 0,2 mm, so daß nun die Schichtdicke des Polyäthylens gerade 0,5 mm beträgt.
• Das ausgebildete filmartige Formteil wird vom Kern abgezogen und entsprechend beschnitten. Es kann so dann als fertiger Einsatz verwendet werden.
• Beispiel 2 Zur Herstellung einer Dose aus Polyurethan von etwa 38 mm äußerem Durch,messer und go mm Höhe, die zum Einfüllen pulverförmiger Medikamente geeignet ist. wird ein Kern I von der Form, wie im Beispiel 1 verwendet, aus Aluminium angefertigt, dessen Abmessungen um 0,5 mm geringer sind als die des fertigen Formteils. Der Kern wird auf Hochglanz poliert. Die Oberfläche des Kernes wird in an sich bekannter Weise mit Siliconölemulsion bestrichen, dann wird der Kern in einen Ofen mit einer Innentemperatur von 2000 gebracht. Nach etwa 20 Minuten hat er diese Temperatur angenommen und wird nun mit feingepulvertem Polyurethan so überrieselt, daß er gleichmäßig damit überzogen ist. Das Pulver schmilzt auf die Oberfläche auf und bildet innerhalb kurzer Zeit, nachdem der Kern wieder in den Ofen gebracht worden ist, einen gleichmäßigen dünnen Film 2 von etwa 0,2 mm Stärke. Nach etwa 10 Minuten wird der Kern aus dem Ofen herausgenommen; und abermals mit Pulver überrieselt.
• Da, das' Pulver auf dem bereits vorhandenen Film 2 besser haftet, wird bei der zweiten Überrieselung ein Film 3 von o,3 mm erzielt, so daß nun die Gesamtstärke des die Dosenwand ergebenden Films 0,5 mm beträgt.
• Nach nochmaligem kurzzeitigem An wärmen im Qfen kann der Kern I herausgenommen und abgekühlt werden. Der erkaltete Formling wird von dem Kern 1 abgezogen. Er kann in an sich bekannter Weise mit einem Etikett beklebt und mit einem Deckel, z. B. aus Kunstharz, verschlossen werden.
• Beispiel 3 Abb. 2 zeigt einen becherförmig ausgebildeten Hohlkern 4, der elinre: glatte Oberfläche in seinem Innern besitzt. Nach Erhitzen in ähnlicher Weise. wie in den Beispielen I und 2 angegeben, wird ein pulverförmiges thermoplastisches Kunststoffmaterial eingebracht und der Kern kurze Zeit so bewegt, daß seine Wandteile allseitig mit den Pulver in Berührung kommen. Dies kann gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden, bis der Film 5 die gewünschte Stärke hat.

Claims (6)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zum Herstellen von verhältnismäßig dünnwandigen, offenen Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff, dadurch gelsennzeichnet, daß man die glatte, gegebenenfalls polierte metallische Oberfläche eines den zu erzeugenden Formteilen entsprechenden Kernes (1) bei erhöhter Temperatur, z. B. bei etwa I50 bis etwa 200°, eine Zeitlang allseitig mit zerkleinertem festem, zweckmäßig in pulverförmigem Zustand befindlichem, im Schmelzbereich filmbildendem thermoplastischem Kunststoff, z. B. durch Eintauchen des Kernes, in Berührung bringt und das auf der Oberfläche des Kernes ausgebildete Formteil (3) nach Erreichen der gewünschten Schichtdicke abtrennt und gegebenenfalls nachbearbeitet.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegebenenfalls polierte i t metallische Oberfläche aus Chrom oder Zinn verwendet wird.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch I und 2 zur Erzeugung mehrschichtiger Formteile, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vorgang des Inberührungbringens von metallischer Oberfläche und thermoplastischem Kunststoff gegebenenfalls mehrfach wiederholt, wobei verschiedenartige Kunststoffe verwendet werden können.
4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen zwei Schichten mit Schrift- oder sonstigen Zeichen oder Al)-bildungen versehene z. B. bedruckte Zettel, Folien aus beliebigem Material od. dgl. einfügt.
5. 5. Verfahren gemäß Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Inberührungbringen von metallischer Oberfläche und thermox plastischem Kunststoff unter hin und her fehlender Bewegung, z. B. Rütteln, Vibrieren, erfolgt.
6. 6. Verfahren gemäß Anspruch I bis 5, Idadurch gekennzeichnet, daß man einen Holllkern (4) verwendet, der das hergestellte offene Formteil (5) außen umhüllt.