CH308337A - Verfahren zur Herstellung von nichtplanen, verzierten Kunststoffgegenständen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von   nichtplanen,    verzierten Kunststoffgegenständen und Vorrichtung zur Durchführung des -Verfahrens.



      Es wurde schon vorgeschlagen, l <  : unststoff-    gegenstände mit   nichtplanen    Flächen durch Aufpressen von dünnen, mit   Kunstharzlösung    imprägnierten Folien während des   Herstel-    lungsvorganges, beispielsweise in der Presse, zu verzieren. Die hierauf beruhenden bekannten Verfahren zeigten aber den Nachteil, dass während des Pressvorganges die Folie entweder zerriss oder sich in Falten legte, insbesondere bei stark gewölbten oder tiefen For  men.    Man hat dies dadurch zu vermeiden versucht, dass der Pressling durch eine erste Pressung roh geformt, dann die plane Folie auf den Rohpressling aufgelegt und letzterer zusammen mit der Folie fertig verpresst wurde.



  Da aber auch hierbei die plane Folie in die nichtplane Form des Rohpresslings gebracht werden musste, ergaben sich auch die früheren Nachteile.



   Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung verzierter   nichtplaner    Gegenstände aus Kunststoff, bei welchem eine verzierte, mit einer Kunstharzlösung imprägnierte Folie unabhängig vom Pressling, aber mindestens annähernd seiner späteren   Fertigform    folgend, einer Vorformung unterworfen wird, worauf die vorgeformte Folie in der Pressform mit Pressmasse   zum    fertigen verzierten Gegenstand verpresst wird.



   Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Folienformer aufweist und dass der untere der beiden Folienformer einen Kessel abschliesst, weleher eine erwärmt gehaltene   Plüssigkeit    enthält, die der Erzeugung von Druck und Vakuum dient, wobei   lmter-die-    sem Folienformer im Bereich der Flüssigkeit eine mit Öffnungen versehene Vorform angeordnet ist, in welche bei Vakuum im Kessel der Folienformer gesogen werden kann.



   Als   Folionformer    können beispielsweise Gummitücher verwendet werden. Die Vorformung der Folie kann unter einer so geringen mechanischen Beanspruchung erfolgen, dass keine Beschädigung der Folie eintritt. Beim Verpressen mit einem nicht ausgehärteten Rohpressling oder mit annähernd in der Form eines solchen tablettierter Pressmasse erfährt sie daher keine oder   nur    noeh eine sehr geringe Formänderung. An Stellen mit vorausberechnetem grösserem Materialbedarf kann bei der vorzuformenden Folie eine Reserve an Folienmaterial vorgesehen werden. Daraus ergibt sich dann, dass die vorgeformte Folie nieht mehr der Gefahr des Zerreissens oder der Faltenbildung ausgesetzt ist.



   Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders zur Anbringung von Verzierungen aus beispielsweise   Textilfaserstoffen,    Glasfaserstoffen oder auch geflochtenen Sperrholzfolien.



   Die Herstellung eines Tellers aus   Kunst-    stoff mit einer Folie nach dem erfindungs  gemässen Verfahren soll an li Hand der Zeich-    nung beispielsweise erläutert werden.  



   Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch die vorgeformte Folie,
Fig. 2 den Pressvorgang unmittelbar vor dem Schliessen der Presse,
Fig. 3 einen Schnitt durch den fertig gepressten, verzierten   : Kunststoffgegenstand.   



   Als Folie soll beispielsweise ein mehrfarbig gewobener oder bedruckter Textilfaserstoff verwendet werden. Diese Folie wird mit einer wässrigen Lösung eines   Kunstharzes    imprägniert, beispielsweise mit Phenol-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd oder Melamin-Formaldehyd. Die   ISonzentration    der Lösung hängt von der Art der verwendeten Folie ab. Naeh dem Imprägnieren muss die Folie getrocknet werden, um bei der Verpressung eine grosse Dampf- und Gasbildung zu vermeiden, die Presszeit weitgehend zu verkürzen und um überhaupt eine rationelle Vorformung zu ermöglichen. Beim Trocknen von gewobenen Folien ist darauf zu achten, dass keine Verschiebung zwischen Schuss und   Kettenfäden    erfolgt, um eine Verzerrung der Verzierung zu vermeiden.



   Nach der Trocknung wird die Folie entsprechend der Grösse des herzustellenden Gegenstandes zugeschnitten oder gestanzt und dann in eine der nichtplanen Fläche des her  iarstellenden    bzw. zu verzierenden Gegenstandes entsprechende Vorform, beispielsweise aus Aluminium, gebracht, die   zweckmässig    vorher erwärmt wurde. Die Folie ist auf ihre endgültige Grösse zu bringen, die deshalb genau bestimmt sein muss, weil dadurch beim späteren Einlegen der vorgeformten Folie in die Pressform zur   Verbindtmg    mit dem Rohpressling ein Einklemmen der Folie in die seitlichen Führungen der Pressformteile vermieden wird, was sonst zweifellos ein Zerreissen der Folie zur Folge haben würde.



   Gemäss Fig. 1 ist 1 die entsprechend der Tellerform des Presslings, aber unabhängig von ihm vorgeformte Folie. So vorgeformte Folien können übereinandergeschichtet und bis zu ihrer weiteren Verwendung an einem kühlen Ort gelagert werden.



   Die Herstellung des Presslings ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die zweiteilige Pressform besitzt einen Matrizenteil 2 und einen Formstempel 3. Diese Pressform wird auf die für die zu verarbeitende Pressmasse erforderliche   Temperatur    vorgewärmt, worauf die pulverförmige oder tablettierte Pressmasse in den Matrizenteil 2 geschüttet bzw. gelegt und   dadurch    eine erste Pressung der Rohpressling 4 hergestellt wird. Die Tablettierung erfolgt gewöhnlich in der Weise, dass durch Einfahren eines Stempels in eine mit pulverisierter oder granulierter Pressmasse gefüllte Matrize erstere unter Druck zu einem festen, der Form des   Stempels    und der Matrize entsprechenden Formling verdichtet wird.

   Wo die Möglichkeit besteht, auf einer solchen Tablettiermaschine die Pressmasse in die annähernde Form des künftigen Presslings zu bringen, ist die Herstellung eines Rohpresslings nicht notwendig, sondern es kann gleichzeitig die durch Tablettierung auf die Form eines Presslings gebrachte Pressmasse mit der Folie eingelegt werden, da in diesem Falle ein starker Fluss des Materials und die dadurch bedingte Beschädigung der Folie vermieden wird. Nach Einlegen der Folie erfolgt die Schliessbewegung in zwei Bewegungsphasen, nämlich am Anfang rasch, bis der Stempel 3 in nächste Nähe der vorgeformten Folie gebracht worden ist, um eine durch zu frühe Beeinflussung der meist sehr dünnen Folie mit dem Stempel entstehende Vorhärtung derselben zu vermeiden, während von diesem Augenblick an die weitere Schliessbewegung langsam erfolgen soll, um eine Beschädigung der Folie zu verhindern.

   Nach erfolgter Schliessung der Presse soll zweckmässig entlüftet werden, um die mit der Erweichung des Folienharzes frei werdenden Gase abströmen zu lassen. Bei Verwendung einer dünnen Folie wird die Backzeit des Presslings nicht verlängert. Nach der Entnahme aus der Form lässt man den Pressling auf einer entsprechenden Lehre erkalten, um zu vermeiden, dass er sich infolge der eingepressten Folie 1 verzieht, dies besonders dann, wenn eine gewobene Folie verwendet wird.



  Das Verputzen des Presslings erfolgt in be  kannter Weise. Fig. 3 zeigt den fertigen Gegenstand im Schnitt mit der auf der Pressmasse 5 festhaftenden Folie 1.



   Nach dem beschriebenen Verfahren können praktisch fast alle organischen und anorganischen Faserstoffe, deren Struktur eine genügende Sättigung bei der Imprägnierung mit einer   Sunstharzlösung    gewährleistet, verbundfest mit einem   Kunststoffpressling    vereinigt werden. Besonders geeignet sind Textilfaserstoffe, vorzugsweise batistartig gewobene Stoffe, die ein feines Gespinst und kräftige Fasern aufweisen. Es können aber auch Folien    aus Glasfasern verwendet werden, sowie je Holz,    oder aus   Fasesn    verfilzte Folien. Beispielsweise kann man dünne Furnierstreifen zu einer gemusterten Folie   zusammensetzen ;    ferner können durch Flechten der Furnierstreifen verschiedenartige dekorative Effekte erzielt werden.

   Die so gebildete bzw. geflochtene Furnierfolie wird ebenfalls imprägniert, getrocknet und kann dann in der beschriebenen Weise in   Knnststoffmassen    eingepresst werden.



   Es ist natürlich auch möglich, beide   Flä-      chen    eines Presslings mit Folien zu verzieren.



  In diesem Falle kann zuerst, wie in Fig. 2 dargestellt, die obere Fläche des Presslings mit einer Folie versehen werden. Nach Ausüben des Pressdruckes wird die Form für einen kurzen Moment geöffnet, wobei Vorkehren getroffen sind, dass der Pressling am obern Stempelteil 3 hängenbleibt. Dann wird eine weitere vorgeformte Folie in den Matrizenteil 2 der Pressform eingelegt und in einem zweiten Pressvorgang diese Folie mit der untern Fläche des Presslings verbunden.



   Eine Vorrichtung, die als   Ausführungs-    mittel für das oben beschriebene Verfahren dient, ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig.   4-7    die vier Arbeitsphasen der Vorrichtung, jeweils in einem Längsschnitt,
Fig. 8 und 9 Querschnitte nach den Linien   AA    bzw. B-B in Fig. 4.



   Gemäss Fig. 4 ist 6 ein   Kessel    mit den beiden Leitungen 7 und 8 und den Ventilen 9 und 10, der im obern   Randfalz    11 ein Auflager für die Vorform 12 aufweist, welche mit den Öffnungen 13 versehen ist und an  nähernd    die Form der zu verzierenden nichtplanen, konkaven Fläche eines Tellers hat.



  Der   Kessel    6 ist mit einer auf den Erweichungspunkt der Folie erwärmten Flüssigkeit 14, beispielsweise Wasser, so gefüllt, dass die auf dem Rand 15   luft- und    wasserdicht befestigte, als unterer Folienformer dienende Gummimembran 16 den absoluten Füllraum des Kessels 6 leicht überhöht (vgl. Fig. 4, Stellung I). Die Gummimembran 16 wird im folgenden als Kesselmembran bezeichnet.



   Über dem Kessel 6 mit seinen Organen ist mit nicht gezeichneten Mitteln der Stempel 17 vertikal beweglich angeordnet, der ebenfalls mit einer, hier mittels Heizrohr 18 auf dem   Erweiehimgapunkt    der Folie erwärmt gehaltenen   Plüssigkeit    19, z. B. Wasser, gefüllt ist.



  Der Stempel 17 weist den obern Folienformer auf, der auch hier eine Gummimembran ist und im folgenden als Stempelmembran 20 bezeichnet wird, welche mittels des Ringes 21 befestigt und über die Stempelunterseite 22 gespannt ist, aber so, dass durch den überstehenden Rand 23 ein kleiner Zwischenraum 24 zwischen Stempelmembran 20 und Stempelunterseite 22 frei bleibt. In der Stempelmitte ist eine die Stempelmembran 20   durch    setzende   Luftleitung    25 angeschlossen, welche mittels Ventil 26 betätigt werden kann.



     Die besehriebene    Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Fig. 4 zeigt die Vorrichtung in   betriebs    bereiter Stellung. Über das Ventil 10 ist aus der Leitung 8 das erwärmte Wasser 14 in den   Kessel    6 geleitet und letzterer so weit gefüllt worden, dass die   Kesselmembran    16 eine konvexe Form angenommen hat. Das Ventil 9 der Leitung 7 ist geschlossen. Nun wird die noch plane Folie 27 auf die konvex gespannte   Kesselmembran    16 aufgelegt und bei geschlossenem Ventil 26 mit dem Stempelaggregat 17-26 zugefahren, bis es die in Fig. 5 dargestellte Stellung II erreicht hat.



  Die Folie 27 liegt luftdicht   eingeschiossen    zwi  sehen   Kessel-    bzw.   Steinpelinembran    16 bzw.



  22. Durch die beim Zufahrten des Stempelaggregates 17-26 konvex gespannte   Kessel-    membran 16 wird jegliche   Lnft    zwischen der letzteren und der Folie 27 einerseits wie auch zwischen der Folie 27 und der Stempelmembran 22 anderseits verdrängt. Ferner sorgt der etwas überstehende Rand 23 für luftdichten Abschluss gegenseitig   nnd    nach aussen und erlaubt es der Folie 27, die Stempelmembran 20 in den kleinen Zwischenraum 24   zn    pressen.



   Nun wird das Ventil 10 der Leitung 8 geschlossen und Ventil 9 der Leitung 7 durch Betätigung einer nicht gezeichneten Pumpe geöffnet, welche aus dem   Kessel    6 ein genau bestimmtes Quantum der Flüssigkeit 14 absaugt   und    ein Vakuum 28 erzeugt, durch wel  ches    die beiden Membranen, Kesselmembran 16 und   Stempelmembran    22, mit der dazwi  schen    festgehaltenen Folie 27 in die darunterliegende Vorform 12 gesogen werden. Dabei ist auch das über der Vorform 12 vorhanden gewesene Wasser durch die   Öffmmgen    13 abgesaugt worden. Die so erreichte Betriebsstellung III ergibt sich   aus    Fig. 6.

   Die Folie 27 ist erwärmt und gleichmässig, ohne irgendeine   Faltenbildung    in die Form gebracht worden, welche die zu verzierende   konkave    Innenfläche des Gegenstandes, hier also des Tellers, beim Verpressen erhalten soll.   



   Dann wird das s Ventil 9 der Leitung 7    geschlossen und das Ventil 26 der Luftleitung 25 geöffnet, so dass   Lnft    zwischen Stempelmembran 22 und vorgeformte Folie 27 gelangen kann. Dadurch wird einerseits erreicht, dass die Stempelmembran 22 sich von der Folie 27 abhebt, während anderseits die Folie 27 abgekühlt wird und bis zu einem gewissen Grad auch erhärtet (vgl. die in Fig. 7 ge  zeichnete      Stellung    IV der Vorrichtung).



   Danach wird der Stempel 17-26 vom   Kes-    sel 6 abgehoben, wobei die noch durch das Vakuum 28 im Kessel 6 in der Vorform 12 festgehaltene   Kesselmembran    16 mit der   daraufliegenden    Folie 27 durch erneute Öffnung des Ventils 10 der Leitung 8 und Aufhebung des   Vakuums    28 freigegeben und hochgehoben wird, so dass die fertig vorgeformte Folie 27 weggenommen werden kann.



  Dabei wird die Aufhebung des Vakuums 28 dadurch erreicht, dass die vorher über die Leitung 7 dem Kessel 6 entzogene und einem nicht gezeichneten, über dem Kessel 6 liegenden Reservebehälter zugeführte Flüssigkeit 14 durch die Leitung 8 über das Ventil 10 wieder dem Kessel 6 zugeführt wird, was durch das natürliche Gefälle und durch das im Kessel 6 vorhandene Vakuum 28 beschleunigt wird. Der Kessel 6 und der zugehörige Reservebehälter müssen mit einer zweckmässigen, durch Thermostaten genau geregelten Heizung versehen sein, da nur auf diese Weise eine kontinuierliche und exakte Arbeitsweise der Vorrichtung gewährleistet wird.

   Unter Verwendung geeigneter Zwischenlagen ist es ferner möglich, mehrere Folien gleichzeitig   vorzuformen,    wobei jedoch darauf zu achten ist, dass auch die in der Mitte eines Stapels liegenden Folien gleichmässig und einwandfrei erwärmt werden. Ferner müssen die Öffnungen 13 in der Vorform 12 so verteilt sein, dass der Wasserspiegel von Phase II   zu       Phase III auch in der Vorform : 12 gleich-    mässig absinkt und beim   Wiederauffüllen    des Kessels 6 ebenso gleichmässig und rasch wieder durch die Öffnungen 13 der Vorform 12 aufsteigen kann.



   Die Folien können durch ein- oder mehr  farbige    Anbringung von Bildern, Ornamenten, Zeichnungen oder Schriften oder wahl   weise Kombinationen dieser : Elemente usw.    verziert sein.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1: Verfahren zur Herstellung von nichtplanen, verzierten Kunststoffgegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass eine verzierte, mit einer Kunstharzlöslmg imprägnierte Folie unabhängig vom Pressling, aber mindestens annähernd seiner späteren Fertigform folgend, einer Vorformung unterworfen wird, worauf die vorgeformte Folie in der Pressform mit Pressmasse zum fertigen verzierten Gegenstand verpresst wird.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Folie ein Faserstoff verwendet wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie nach ihrer Imprägnierung getrocknet wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie in einer Vorform vorgeformt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit einem mindestens annähernd in der Form des herzustellenden Gegenstandes angefertigten Rohpressling verpresst wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit einer mindestens annähernd in der Form des herzustellenden Gegenstandes tablettierten Pressmasse verpresst wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, unter Benützung einer aus Pressstempel und Matrize bestehenden Pressform, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Herstellung eines Rohpresslings und Einlegen der Folie die Pressform in zwei Bewegungsphasen von verschiedener Geschwindigkeit geschlossen wird, näm lich einer Annäherungsbewegung des Stempels bis in die Nähe der Folie und einer langsameren Bewegung zur Erzeugung des Pressdruckes bis zur vollständigen Schliessung der Pressform.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus geflochtenen Holzfurnierbändern hergestellte Folie verwendet wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie während der Vorformung zwischen zwei elastischen und beheizten Folienformern festgehalten und zusammen mit den letzteren in eine der zu verzierenden, nichtplanen Fläche des herzustellenden Gegenstandes annähernd entsprechende Vorform gepresst wird.

   9. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (27) in der Weise vorgeformt wird, dass die vorzuformende, noch plane Folie (27) auf einen konvex gespannten Folienformer (16) auf einem Kessel (6) gelegt und mit einem Stempel (17) zugefahren wird, worauf im Kessel (6) durch Absaugen von Flüssigkeit (14) ein Vakuum (28) erzeugt wird, welches die beiden, Kessel und Stempel zugeordneten Folienformer (16, 20) mit der zwischen ihnen liegenden Folie (27) in die Vorform (12) saugt, worauf eine den Folienformer (20) des Stempels (17) durchsetzende Luftleitung (25, 26) geöffnet, zwischen Folienformer (20) des Stempels (17) und Folie (27) Luft eingeführt, der Folienformer (20) des Stempels (17) für sich abgehoben und durch den Luftzutritt die vorgeformte :

   Folie (27) abgekühlt wird, worauf sie durch Wieder- auffüllen des : Kessels (6) mit Flüssigkeit (14) und Aufhebung des Vakuums (28) durch den Folienformer (16) des Kessels (6) hochgehoben wird und weggenommen werden kann.

   PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeiehnet, dass sie zwei Folienformer (16, 20) aufweist und dass der untere (16) der beiden Folienformer einen Kessel (6) abschliesst, welcher eine erwärmt gehaltene Flüssigkeit (14) enthält, die der Erzeugung von Druck und Vakuum dient, wobei unter diesem Folienformer (16) im Bereich der Flüssigkeit (14) eine mit Öffnun- gen (13) versehene Vorform (12) angeordnet ist, in welche bei Vakuum (28) im Kessel (6) der Folienformer (16) gesogen werden kann.

   UNTERANSPRÜCHE: 10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Folienformer (20) über die Unterseite (22) des Stempels der Vorrichtung gespannt ist und dass eine regulierbare Luftleitung (25, 26) ihre Arbeitsfläche durchsetzt.

   11. Vorrichtung nach Patentansprueh II und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeich net, dlass der Stempel (17) mit einer erwärmt gehaltenen Flüssigkeit (19) gefüllt ist.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung eines luftdichten Äbsehlusses zwischen den Folienformern (16, 20) an der Stempelunterseite (22) eine Randleiste (23) angebracht ist.