DE1030017B

DE1030017B - Sturzgiessverfahren zur Herstellung hohler Gegenstaende aus Kunststoff

Info

Publication number: DE1030017B
Application number: DEU2392A
Authority: DE
Inventors: David Daniel Martin Streed; Eugene Augustus Luxenberger
Original assignee: United States Rubber Co
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1952-10-17
Filing date: 1953-09-08
Publication date: 1958-05-14
Also published as: BE523547A; GB725100A; CH314977A; US2974373A; FR1129410A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein sogenanntes Sturzgießverfahren zur Herstellung von aus einem organischen thermoplastischen Kunststoff gefertigten nahtlosen Gegenständen, wobei zum Gießen heizbare Formen verwendet werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Auskleidung der hohlen Gegenstände mit einer wärmeisolierenden Kunststoffschicht mit Porenstruktur in der erwärmten Gießform zuerst eine Schicht ans einer kein Blähmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffpaste zum Angelieren gebracht wird und auf diese so entstandene Schicht anschließend eine zweite Schicht aus einer Kunststoffpaste aufgebracht wird, die ein Blähmittel enthält. Hierauf wird die Form so erhitzt, daß die zweite Kunststoffschicht gebläht und gleichzeitig beide Schichten ausgelatiniert und miteinander innig verbunden werden. Der verwendete Kunststoff in Form einer fließfähigen Masse ist für beide Schichten vorzugsweise eine Paste aus Polyvinylchlorid.

Die Herstellung nahtloser hohler Gegenstände aus organischem thermoplastischem Kunststoff nach dem eingangs erwähnten Sturzgießverfahren vollzieht sich so, daß eine hohle Metallform verwendet wird, die, bevor das Kunststoffmaterial eingefüllt wird, erwärmt wird, oder die Form kann auch erwärmt werden, nachdem das Material hineingefüllt worden ist. Die Form wird ganz oder bis zu der gewünschten Höhe mit dem Kunststoff in fließfähigem Zustand gefüllt, aus dem der endgültige Gegenstand bestehen soll; durch die Wärme der Metallform verschmilzt der Weichmacher mit dem Kunststoff und bildet an der Wand der Form eine angelierte Kunststoffschicht. Sobald sich eine Schicht von gewünschter Dicke an der Innenwandung der Form gebildet hat, wird der noch fließfähige Rest der cremeartigen Kunststoff paste aus der Form ausgegossen; darauf wird die Form weiter erhitzt, um diese Schichten fertig auszugelieren und untereinander zu verschmelzen, . wobei ein zäher, biegsamer, kautschukartiger Gegenstand gebildet wird, der genau die Form der Innenfläche der Gießform hat.

Ein solcherart hergestellter Gegenstand kann wegen seiner zähen elastischen Beschaffenheit leicht von der Form abgezogen werden, ohne daß er beschädigt wird. Das plastische, zum Gießen des Hohlkörpers verwendete Material ist vorzugsweise eine cremeartige Paste, die durch Dispergieren von feinverteiltem Polyvinylharzpulver in einem flüssigen Weichmacher hergestellt wird, um eine fließfähige Masse zu bilden. Die Herstellung der Paste und deren Verwendung ist dem Fachmann wohlbekannt.

Das bisher verwendete Gießverfahren ist, wie oben beschrieben, leicht und billig auszuführen, und es werden damit nahtlose Gegenstände hergestellt, die sich genau nach dem Umriß der Form anpassen. Schuhe u. dgl., die durch solch ein Gießverfahren hergestellt sind, sind

Sturzgießverfahren zur Herstellung
hohler Gegenstände aus Kunststoff

Anmelder:

United States Rubber Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: DipL-Ing. Dr.-Ing. R. Poschenrieder,
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Oktober 1952

David Daniel Martin Streed, South Bend, Ind.,
und Eugene Augustus Luxenberger, Mishawaka, Ind.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

wasserdicht, billig und höchst zufriedenstellend, wenn sie bei mildem Wetter getragen werden; bei kaltem Wetter jedoch ist nachteilig, daß die Fußbekleidung wegen der relativ hohen Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes den Fuß nicht warm hält.

Um diesen Mangel zu beheben, bringt die Erfindung eine bedeutende Verbesserung für Fußbekleidung und andere Hohlkörper dadurch, daß diese Gegenstände mit einem Futter mit Porenstruktur aus plastischem Material versehen werden, um so eine Wärmeisolation zu erzielen. Schuhe, die so ausgefüttert sind, sind genauso warm oder sogar wärmer als die wohlbekannten, mit Wollvlies gefütterten Gummistiefel oder Galoschen.

Schuhe oder andere hohle Gegenstände werden erfindungsgemäß mit einer solchen Auskleidung in der Weise versehen, daß in einer erwärmten hohlen Gießform eine Schicht aus nicht porigem thermoplastischem Kunststoff zum Angelieren gebracht wird und anschließend eine zweite Schicht aus einer mit einem Blähmittel versetzten Kunststoffpaste aufgebracht wird.

Die Form wird dann mit der ersten oder äußeren Wandung und der zweiten oder inneren Wandung, die darin abgelagert wurden, erhitzt, um die innere Schicht zu blähen und alle Schichten auszugelieren, wobei beide Schichten sich innig miteinander verbinden. Eine Hitzebehandlung von 6 Minuten bei 215° C ist zum Ausgelieren und Blähen und zum Vereinigen der beiden Schichten als ungefähr richtig gefunden worden.

809 510/461'

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Auf diese Weise wird ein nahtloser Fußbekleidungs- Futter mit poriger Struktur zu versehen, das gute gegenstand oder ein anderer hohler Gegenstand mit Wärmeisolationseigenschaften aufweist, wird erfindungseiner zähen, dauerhaften Außenwandung und einer gemäß das Gießverfahren wiederholt, wie im wesentlichen zähen, dauerhaften zellenartigen Innenwandung, die bereits oben beschrieben; die heiße Metallform 10, an eine gute Wärmeisolation aufweist, hergestellt. Ein so 5 deren Innenwand die gelierte Kunststoffpaste M abisolierter Gegenstand kann neben einem Schuh z. B. gelagert ist, wird jetzt ebenfalls mit einem Kunststoff in auch ein Handschuh sein. Das Blähen findet bei atmo- fließfähigem Zustand gefüllt, der im wesentlichen der sphärischem Druck statt und nicht unter einem Druck, gleiche Kunststoff wie der unter M bezeichnete sein kann, wie er gewöhnlich beim Herstellen von geblähtem Kau- aber mit der Ausnahme, daß die zweite Charge ein Blähtschuk angewendet wird. Durch dieses freie Blähen wird ¹⁰ mittel enthält. Nachdem die heiße Form 10, deren Innenein porenförmiges Material mit sowohl geschlossenen als wandung mit einer Haut M, wie in Fig. 3 gezeigt, überauch offenen Zellen hergestellt. Die fertiggestellten zogen ist, mit der zweiten Kunststoffpaste gefüllt worden Schuhe oder andere Gegenstände mit einem poren- ist und sich eine zweite Schicht B mit dem Blähmittel förmigen Futter sind steif ■ genug, um ihre geformte abgeschieden ist, wird die Form erneut sofort entleert. Gestalt beizubehalten. Die Steifheit entsteht größtenteils ¹O Nun wird die Form auf ungefähr 175⁰C, vorzugsweise deshalb, weil die feste Außenwandung und die geblähte 215⁰C, z. B. 5 bis 10 Minuten erhitzt, um die Schicht B Innenwandung über den ganzen Gegenstand hinweg zu blähen und dabei ein Futter mit Porenstruktur zu zusammengeschmolzen sind. erhalten. Diese Wärmebehandlung muß fortgesetzt Im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung werden, bis beide Schichten sich verfestigt und sich zeigen die Zeichnungen weitere Merkmale der Erfindung, 20 innig miteinander verbunden haben, und zwar zeigt Nachdem diese Schichten M und B, wie gerade Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer erwähnt, ausgeliert, also fest geworden sind und die hohlen Metallform, die zum Gießen einer Galosche Metallform etwas abgekühlt ist, wird das Erzeugnis von verwendet wird, der Form abgezogen. Ist es ein Schuh, wird er an seinem Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Form nach Fig. 1, 35 oberen Ende oberhalb der Wulst 14 abgeschnitten, derin die der thermoplastische Kunststoff in fließfähigem art, daß er einen glatten Oberrand bildet; er kann mit Zustand eingegossen wird, um als erste Schicht die einem Verschluß, wie z. B. einer Schnurschlinge 15 und Außenwandung der Galosche herzustellen, mit einem Schnurknoten 16, versehen sein, um den Fig. 3 eine Form gemäß Fig. 2, die auf den Kopf gefaltenen Vorderteil 17 der Galosche zusammenzuziehen, gestellt ist, um den fließfähigen Kunststoff auszugießen, 30 so daß der Schuh glatt am Rist anliegt, soweit er nicht an den Wandungen der Form geliert ist, Das Material, das zur Bildung der äußeren Schicht M Fig. 4 eins Seitenansicht der fertiggeformten Galosche und der inneren Schicht B eines Schuhes oder eines mit einer glatten zähen Außenwandung und einem anderen Hohlgegenstandes verwendet wird, ist vorzugswarmen, porenförmigen Futter, weise eine Paste aus Polyvinylchlorid, die sorgfältig auf-Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 nach Fig. 4, 35 gebaut ist, so daß die Paste eine solche Viskosität hat, Fig. 6 eine Draufsicht auf den oberen Rand der daß sie genau den Umriß der Hohlform annimmt und Galosche nach Fig. 4, in einer Dicke geliert, die die gewünschte Steifheit und Fig. 7 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Zerreißfestigkeit aufweist. Der fertiggestellte Gegenstand Metallform zur Herstellung einer Wärmflasche, ist zäh und dauerhaft und kann in verschiedenen Farben Fig. 8 eine Seitenansicht einer Wärmflasche, die in 40 hergestellt werden. Die Dicke der Wandungen M und B der Form nach Fig. 7 hergestellt ist, und kann variiert werden, indem die Hitzebehandlung, die Fig. 9 einen Schnitt gemäß der Lime 9-9 nach Fig. 8. Viskosität der Paste und die Menge des Blähmittels Die Metallform, die zur Ausführung eines Gegen- variiert wird. Als besonders vorteilhaft für die Paste Standes gemäß der Erfindung verwendet wird, kann der äußeren Schicht M hat sich folgende Zusammenbesonders leicht im Spritzgußverfahren, z. B. aus Alu- 45 setzung ergeben:

minium, hergestellt werden Bei der Ausführung des _{Polvvinylchlorid} (Qualität für Pasten- Gewichtsteüe

Verfahrens gemäß der Erfindung wird die hohle Metall- herstellung·) 100

form 10 erwärmt, bis das Metall eine Temperatur von Weichmacher·

74 bis 85°C erreicht. Hierfür wird die Metallform nur tv + τ τ,-n,' r *■ λ\

... . . _ΛΙΓ. _, _, _r,„ , „, Dioctylphthalat 41

fur einige Minuten in einen Ofen von 215 C gestellt. 50 Dioctvladiüat 15

Darauf wird der Kunststoff im fließfähigen Zustand in Polyesterharz (Weichmacher der Art' die

die Form gegossen z. B aus einem Behälter 11 (Fig. 2); ^ _Ind_ _£ ^ _Chem_ _{3? 504 [1945}j _be_

die Metallform muß mit der Kunststoffpaste bis zu einer schrieben ist) 14

Stelle gefüllt werden, die etwas höher als die Oberkante _c, ,.,. , , ·" i," V?·' j™V ™

, °.. _T , _ '_m ,, ., .. . ._,, ,, - Stabilisator (organische Kadmium-

der gewünschten Fußbekleidung hegt. Obwohl es erfin- 55 verbindung 3

dungsgemäß für wünschenswert gehalten wird, die Farboiernente 1

Metallform zu erhitzen, bevor der Kunststoff darin

eingegossen wird, ist dies nicht wesentlich, weil die Form, Die Mischungsformel für die innere Schicht kann die

auch nachdem sie gefüllt ist, erhitzt werden kann. gleiche sein wie für die äußere Schicht, mit der Aus-

Nachdem das Material in der Form mit den heißen 60 nähme, daß sie innig mit den folgend aufgeführten

Metallwandungen bei einer Temperatur von ungefähr Bestandteilen vermischt wird, die als Blähmittel und

8O⁰C einige Sekunden in Berührung gewesen ist, wird als Netzmittel dienen.

die Metallform, wie in Fig. 3 gezeigt, geleert, um alle _{4Q 0/ Din}i_trosopenta_methylentetramin und ^{Gewichtsteüe}

Kunststoffpaste, die nicht als eine schwache Haut an ^k₀, · _er+_es ivr_af ^aI 5

den Metallwänden der Form haftengeblieben ist, in den 6₅ p_oi_VOx_Väthvlenester ' 2

Behälter 12 zurückzugießen. Nun wird die Form einer

Erhitzung ausgesetzt, damit die Kunststoffschicht an- Diese beiden Bestandteile werden der Mischung des

geliert. Es wurde gefunden, daß zum Angelieren an der Weichmachers, des Stabilisators und Pigmentes, bevor

Kunststoffpaste ungefähr 90 Sekunden bei 215° C be- das Harz zugegeben wird, beigegeben. Wenn es wün-

nötigt werden. Um einen Schuh od. dgl. mit einem 70 sehenswert ist, das Futter verschieden von der äußeren

Wandung einzufärben, können die Pigmente für die zwei Wandungen verschieden sein.

Eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Wärmflasche ist in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellt. Fig. 7 ist eine Ansicht einer Metallform 18, die vorzugsweise aus einem durch Spritzgießen verformten Metall besteht. Diese Form hat einen offenen Halsteil 19 und einen Sack 20, der den üblichen Haltestreifen darstellt. Fig. 8 zeigt eine Wärmflasche 21, nachdem sie in der Form 18 geformt und von ihr entfernt worden ist. Diese Flasche hat einen Hals 22 und einen Haltestreifen 23, wobei darin ein Metallguckloch 24 befestigt ist.

Es hat sich gezeigt, daß das Futter mit Porenstruktur, z. B. einer Galosche 13, für Wasser praktisch undurchlässig ist, denn wenn die Galosche 13 für Stunden in Wasser gelegt wird, nimmt sie fast nicht an Gewicht zu. Dies erklärt sich daraus, daß die Hitzebehandlung eine glasierte Oberfläche an der Innenseite des geblähten Futters B bildet. Wenn jedoch beim Formen eines Flüssigkeitsbehälters, wie z. B. einer Wärmflasche 21, es wünschenswert ist, den Inhalt der Flasche von dem Futter fernzuhalten, besteht die Flasche 21 aus einer äußeren Wand oder Haut 25, einem Futter 26 mit Porenstruktur und einer Innenwand 27. Um die innere Wandung 27 herzustellen, ist es notwendig, die gleiche Art des fließfähigen Kunststoffes, der zur Bildung der Wand 25 verwendet wird, anzuwenden. Dann wird die Metallform 18 mit ihren darin abgelagerten Schichten 25, und 27 ausreichend erhitzt, um die Schicht 26 zu blähen und die Schichten 25 und 27 an die geblähte Schicht 26 zu binden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren, sogenanntes Sturzgießverfahren, zur Herstellung von aus einem organischen thermoplastischen Kunststoff bestehenden hohlen Gegenständen, wobei zum Gießen beheizbare Formen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auskleidung der hohlen Gegenstände mit einer wärmeisolierenden Kunststoffschicht mit Porenstruktur zuerst in der erwärmten Gießform in bekannter Weise eine Schicht aus einer kein Blähmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffpaste zum Angelieren gebracht und auf diese so entstandene Schicht anschließend eine zweite Schicht aus einer mit einem Blähmittel versetzten Kunststoffpaste aufgebracht wird, worauf die Form so erhitzt wird, daß die zweite Kunststoffschicht gebläht und gleichzeitig beide Schichten ausgelatiniert und miteinander innig verbunden werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 915 999.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 510/461 5.