DE1704858A1

DE1704858A1 - Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenstaenden

Info

Publication number: DE1704858A1
Application number: DE19681704858
Authority: DE
Inventors: Nuttall Fleet E; Shapero Wallace H
Original assignee: Mattel Inc
Current assignee: Mattel Inc
Priority date: 1967-05-02
Filing date: 1968-01-31
Publication date: 1971-05-27
Also published as: ES346187A1; DE1991756U; US3541192A; GB1141668A; DE1704858B2; FR1549678A

Description

(Für den Druck der Offenlegungsschrift bestimmte Unterlagen)

urspr.
Seite 2

Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenständen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung geschäumter Plastikgegenstände und insbesondere auf Plastikgegenstände mit glatten, weichen Hautteilen und geschäumten Innenteilen, welche insbesondere zur Fertigung bestimmt geformter Körperteile dienen.

Bei der Herstellung von Spielzeugfiguren, beispielsweise von Puppen, ergibt sich die Notwendigkeit, auch auf wirtschaftliche und praktische Weise Spielzeugfiguren mit einer ebenen und weichen Außenhaut zu fertigen, welche trotz geringer mechanischer Festig·^ keit nicht leicht zerstört werden kann. Die Fertigung dieser Gegenstände geschieht unter genauer Beachtung der !Temperaturen, der Fertigungszeiten und der Materialzusammensetzung; auf diese Weise gefertigte Gegenstände befinden eich im Handel. Sie weisen jedoch den Naohteil auf, daß durch die genaue Einhaltung bestimmter Fertigungsmaßnahmen die Kosten «ehr hoch sind und daß die Außenhaut verhältnismäßig porös ist.

Neue Unterlagen (Art. 7 JI Abs. 2 Nr. 1 Satz3 dea Änderung*··, w. 4.8. ιββ7)

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsdt.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phyi. Sebastian Herrmann

In dem US-Patent Nr. 2 819 753 ist ein Verfahren zur Herstellung von aus zwei lagen bestehenden Gummigegenständen beschrieben. Die beiden Lagen werden dabei durch Vulkanisation eng miteinander verbunden. Die innere Lage besteht aus Schaumgummi, während die äußere Lage aus einem herkömmlichen, homogenen Gummi besteht. Das Verfahren zur Fertigung eines solchen Gegenstandes besteht darin, daß zunächst eine Anzahl einzelner Abschnitte aus einem Material gefertigt werden, welches aus einem inneren Beurspr. lag und einem äußeren Belag aufgebaut ist. Der innere Belag be- j a-fceht aus Rohgummi, welches ein Schäummittel enthält, während der äußere Belag aus einem nicht porösen Rohgummi besteht« Die einzelnen Abschnitte werden in Form eines hohlen Gegenstandes zusammengesetzt, wobei der das Schäummittel enthaltende Belag nach innen zu liegen kommt. Ein auf die Vulkanisierhitze ansprechendes Blähmittel wird innerhalb des hohlen Gegenstandes angeklebt. Der hohle Gegenstand bzw. Körper wird dann mit Druckluft aufgeblasen und in eine Form eingelegt. Die Form weist die gewünschten Außenmaße des Gegenstandes auf. Sie wird erhitzt, um die Gummilagen miteinander zu vulkanisieren und um die Schäum- und Blähmittel zu aktivieren. Das Schäummittel erzeugt den Schwammgummi während das Blähmittel die Gummischicht nach außen gegen die Konturen der Form andrückt und dabei den innerhalb des hohlen Gegenstandes wirksamen Luftdruck unterstützt.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Zusammensetzen des hohlen Gegenstandes aus mehreren Abschnitten eine bestimmte Geschicklichkeit erfordert, beträchtliche Zeit beansprucht und teuer ist.

urspr. Aus dem US-Patent Nr. 3 306 960 1st es bekannt, einen geschäum-Seite 4 ^_6n piaetikgegenetand mit einer glatten Außenfläche herzustellen. Die glatte Außenfläche ist jedoch nicht weich. In anderen US-Patent β ehr if ten, wie B.B. in den Patentschriften Nr. 2 901 446, 3 160 689 und 3 268 635 wird die Verwendung von Pressen oder

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Pressformen dargestellt, mit deren Hilfe die Expansion dee Plastikmaterials verhindert wird, wenn sich das Blähmittel entwickelt "bzw. freimacht. Die durch diese Verfahren gefertigten Gegenstände sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie keinen glatten und weichen Außenhauthereich aufweisen.

Angesichts der "bekannten Verfahren zur Herstellung von geschäumten Plastikgegenständen soll mit der vorliegenden Erfindung ein neues und nützliches Verfahren zur Fertigung von geschäumten Plastikgegenständen geschaffen werden, welche nicht mit den aufgeführten Nachteilen "behaftet sind. Der Plastikgegenstand soll aus einem glatten und weichen Außenhautteil und einem geschäumten Innenteil bestehen, um die Abmessungen und Konturen einer

urspr. Form genau reproduzieren zu können·
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Bei der Herstellung des Plastikgegenstandes soll innerhalb weiter Grenzen der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, der Zeit, der Temperatur und der Drücke gearbeitet werden können. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens soll auch eine einfache, mechanische Kontrolle der Zeit "bestimmbar sein, um das Blähmittel innerhalb des Ausgangsmaterials freizusetzen; dabei wird die Fertigung geschäumter Plastikgegenstände auf der Basis der Massenproduktion erleichtert.

Nach dem neuen Verfahren zur Herstellung geschäumter Plastikgegenstände wird zunächst ein glatter und weicher Außenhautteil aus einem Ausgangsmaterial mit gaslösenden Eigenschaften gefertigt, während das Entweichen des Gases aus dem Ausgangsmaterial begrenzt wird. Mit Hilfe des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung sollen Körperteile für Spielzeugfiguren, welche genau den Dimensionen und Konturen einzelner Formen entsprechen, geschaffen werden, wobei die einzelnen Körperteile bzw. Spielzeugurspr. figuren leichter sind und sich besser anfühlen als die auf her-Seite 6 _köamliche weise gefertigten Teile bzw. Figuren.

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; Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Plastikgegenstand mit j einer weichen und glatten Außenhaut und einem geschäumten Innen- ! teil aus einem plastischen Ausgangsmaterial mit gaslösender Eigenschaft gefertigt, indem eine im Ausmaß und der Größe des

Gegenstandes entsprechende Form teilweise mit dem Ausgangsma-I terial zunächst aufgefüllt wird. Das Ausgangsmaterial wird

dann in einen gaslösenden Zustand versetzt, während gleichzeii tig ein Gasdruck in der Form aufrechterhalten "bleibt, um das i Entweichen des Gases aus dem Ausgangsmaterial zu verhindern bzw. ι zu beschränken. Das Entstehen der glatten und , weichen Außenj haut wird eingeleitet, indem wenigstens teilweise der an der

Form anliegende Bereich des Ausgangsmaterials erhärtet wird. ι Danach kann der geschäumte Innenteil innerhalb der Form gefer-' tigt werden, indem der Gasdruck innerhalb der Form reduziert ; wird. Das Ausgangsmaterial wird dann weiter behandelt, um die !Fertigung der weichen und glatten Außenhaut und die Fertigung I des geschäumten Innenteils zu vollenden. Die Reihenfolge dieser

urspr. ι Stufen kann in der beschriebenen Weise geändert werden; sie köncjeite 7

ι ι _nen auch teilweise oder vollkommen gleichzeitig durchgeführt ι werden.

Der Außenhautteil kann Zellenstruktur aufweisen, wobei jedoch die Zellen beträchtlich kleiner sind als jene des geschäumten j Innenteils. Bei dem Körperteil einer Puppe hat beispielsweise ίder Außenhautteil das Aussehen menschlicher Haut und fühlt sich • wie diese an, während der Innenteil im Querschnitt die Form ;eines Schwämmeθ aufweist.

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' ZUSAMMENFASSUNG?

Ein Plastik-Ausgangsmaterial mit gaslösender Eigenschaft wird in eine Form eingefüllt. Diese wird einem Innendruck ausgesetzt, um den zeitlichen Ablauf der Gaslösung zu "bestimmen (um den geschäumten Innenbereich eines Gegenstandes entstehen zu lassen), während die Form weiterbehandelt wird (beispielsweise durch Erhitzen einer Vinyl-Plastisol-Verbindung in dem bekannten "Botoeasting"-Verfahren), wodurch man eine weiche und glatte Außenhaut und die zugehörigen Innenteile des Gegenstandes erhält.

urspr. Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beschrie-^{Seite 8} ben. !

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der einzelnen ■Verfahrensstufen nach der vorliegenden Erfindung; ^l

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht einer Form und zugehöriger Anschlüsse, welche im Zusammenhang mit den Verfahreh nach Fig. 1 Verwendung finden; in der Darstellung nach

Fig. 2 wird das Entstehen der glatten und weichen Außenhaut eines geschäumten Plastikgegenstandes dargestellt;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teil-Schnittansicht von linie 3-3 in Fig. 2 j I

■ ■ . ■ t

Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Form und der zugehörigen Anschlüsse nach Fig. 2, wobei der Plastikgegenstand dargestellt ist, nachdem alle die in Fig. 1 dargestellten Verfahrensschritte durchgeführt wurden; i

i urspr. Fig. 5 ist eine vergrößerte Teil-Schnittansicht von Linie j 5-5

^{Seite 9} in Fig. 4J und

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GQFtf ORIGJMAL INSPECTED

Pig. 6 ist eine Teil-Schnittansicht der in Fig. 2 dargestellten Form in Kombination mit einer zweiten Ausführungsform der zugehörigen Ausrüstung und eines erfindungsgemäß gefertigten Plastilcgegenstandes.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um einen Plastikgegenstand 10, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, herzustellen. Der Plastikgegenstand weist eine weiche und glatte Außenhaut 12 und einen geschäumten Innenteil 14 auf. Der Plastikgegenstand 10 ist zum Zwecke der Darstellung, nicht jedoch in "begrenzendem Sinne, als Körperglied fllr eine Spielzeugfigur dargestellt (bei welchem eine genaue Formgebung einer glatten Oberfläche und eine Biegsamkeit des fertigen Produktes von Bedeutung sind) und kann aus einem Plastik-Ausgangsmaterial 15 (Figuren 2 und 3) gefertigt werden, welches Gas hindurchläßt. Ein solches Ausgangsmaterial kann aus be^kann'^fcen Plastikmaterialien bestehen, wie sie in dem US-Patent Nr. 3 293 094 beschrieben sind. Dabei werden bekannte Blähmittel verwendet, um das Ausgangsmaterial gasdurchlässig zu gestalten. Bei Verwendung passender Weichmacher und anderer Mittel, welche Fachleuten bekannt sind, wird ein weiches Produkt mit zufriedenstellender Farbe erzielt. Es können auch viele andere Plastikstoffe bekannter Art mit passenden Blähmitteln verwendet werden, wie sie in den US-Patenten Nr. 2 901 446, 3 144 493, 3 160 689, 3 200 176, 3 268 635 und 3 306 906 beschrieben sind. Ein Beispiel eines passenden Ausgangsmaterials wird zum Zwecke der Darstellung, nicht jedoch in beschränkendem Sinne, aufgeführt:

MATERIAL· GEWICHTSTEIDE

Polyvinylchlorid-Harz 100

Dioctylphthalat 53

Dioctyl-Sebazat 10

Polyester-Weichmacher 8

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MATERIAL

Epoxy-Weichmacher

Neutrales Kalzium-Petronat Schaumzellen-Stabilisierer

Partpigment
Wärmestabilisierer Azodikarbonamid-Puder

GEWICHTSTEILE

2 2 3 3

15 bis 200 Gewichtsteile Weichmacher pro 100 Teilen Harz kön nen verwendet werden," während Gemische von zwei, drei oder mehreren eingesetzt werden können, um jeweils eine der bestimmten Eigenschaften zu erzielen. Dies gilt auch für das Harz und alle anderen Zusätze bekannter Art.

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Eine passende Guß- bzw. Druckform 16 ist in den Figuren 2, 4 und 6 dargestellt und kann teilweise mit dem Ausgangsmaterial 15 gefüllt werden. Dieses wird dann in der weiter unten beschriebenen Weise behandelt, um den Plastikgegenstand 10 zu erhalten. Der Ausdruck "teilweise gefüllt¹¹ bedeutet, daß beträcht liche Leerstellen zwischen den Körnern eines granulatförmigen Ausgangsmaterials ein Gas- oder Luftvolumen in der Form 16 erzeugen. Obwohl keine weiteren Körner in die Form 16 eingebracht werden können, ist diese trotzdem nur "teilweise gefüllt⁸.

Die Form 16 besteht aus einer umhüllenden Seitenwand 18, aus einer geschlossenen Unterseite 20 und aus einer geöffneten Ober seite 22. Die Form bildet einen Hohlraum 24 von bestimmter Form, um einen Plastikgegenstand 10 einer bestimmten Gestalt und Größe anzupassen.

Die in den Figuren 2 und 4 dargestellte Form 16 kann mit Hilfe eines Deckels 26 geschlossen werden. Dieser wird auf die offene Oberseite 22 so aufgelegt, daß auf diese Weise ein im wesentlichen gasdichter Behälter 27 gebildet ist. Im Deckel bzw. Verschluß 26 befindet sich ein Druckminderventil bzw. Sicher-

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leite 13

heitsventil 32 und ein Abschlußventil 34, welches über einen T-förmigen Anschluß 36 mit dem Hohlraum 24 in Verbindung steht, Der Anschluß 36 besteht aus einem Arm 38 mit einer keramischen

Stange 40 innerhalb des Hohlraumes 24, wenn der Deckel 26 sich in seiner lage auf der Oberseite 22 befindet. Die Stange 40 ; ist genügend porös, um das Eindringen bzw. Austreten eines entsprechenden Gases zu ermöglichen, obwohl gleichzeitig verhindert wird, daß das Auegangsmaterial 15 aus dem Hohlraum 24 entweicht. Der Druck in dem Hohlraum 24 wird mit Hilfe eines Anzeigegerätes 28, welches über einen Stutzen 30 an den Anschluß 36 angeschlossen ist, abgefühlt. j

Die in Fig. 6 dargestellte Form 16 wird mit Hilfe eines Deckels 42 verschlossen, um einen gasdichten Behälter 43 zu bilden. Der Deckel 42 trägt einen T-förmigen Anschluß 44 mit einem Seitenarm 46, welcher mit dem Hohlraum 24 in Verbindung steht. Dieser Seitenarm 46 trägt ein Bündel schraubenförmig gewundener Drähte 48 und zwisohen den Drähten ist genügend Abstand, um das Eindringen oder Austreten von Dampf oder Gas zu ermöglichen, während gleichzeitig verhindert wird, daß das Ausgangsmaterial aus dem Raum 24 entweicht. Der Anschluß 44 weist auch einen Arm 49 auf, an welchem ein Drüokentlastungsventil 50 vorgesehen ist, während ein Dampfgenerator 54 über eine leitung 56 an einen weiteren Arm 52 des Anschlusses angeschlossen ist. Der Dampfgenerator bzw. Dampferzeuger 54 enthält eine entsprechende Menge von Wasser 58 oder einer anderen passenden Flüssigkeit, welcher ein Gasdruck im Baum 24 erzeugt werden kann.

irspr. Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Form \6 3eite 14 teilweise mit Ausgangsmaterial 15 aufgefüllt werden. Das Aus-f gangsmaterial 15 kann dann in bestimmter Weise behandelt, wer-? den, um die Bildung des Außenhautteils 12 einzuleiten und um das Auegangsmaterial gasdurchlässig zu gestalten, während ein Gasdruck in der Form 16 aufrechterhalten bleibt, um das Ent-

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ORIGINAL INSPECTED

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weichen des Gases vom Ausgangsmaterial zu "beschränken.

Die Herstellung des Außenhautteiles 12 kann entweder vor oder gleichzeitig mit der Überführung des Ausgangsmaterials in einen gaslösenden Zustand geschehen. Dies geschieht dadurch, daß die Innenseite einer Form mit Hilfe des Ausgangsmaterials in "bekannter Weise beschichtet wird, indem eine geschlossene,.nicht unter Druck stehende Form um mehrere Achsen etwa vier Minuten ! in einem Heißluftofen bei etwa 149° C gedreht wird, oder indem ! eine offene Form fünfzehn Sekunden lang in einen Ofen von

199⁰C gestellt wird, wonach die Form herausgenommen und mit der ' Hand in Umdrehung versetzt wird, um die Innenseite der Form mit einem gelierten Belag des Ausgangsmaterials zu beschichten. Es

urspi·. kann auch Luft mit einem Druck von etwa 9,8 kp/cm in die Form

^J eingeleitet werden, wobei die Form in einem Ofen während acht

' Minuten bei einer Temperatur von 199°C gedreht wird, um den

Außenhautteil 12 zu bilden und um das Basismaterial in einen ! gaslösenden Zustand zu versetzen, während das Entweichen des ' Gases vom Ausgangsmaterial beschränkt wird.

Nachdem das Ausgangsmaterial behandelt wurde, kann der ge- < schäumte Innenbereich 14 hergestellt werden, indem der Gasdruck innerhalb der Form 16 reduziert wird, während gleichzeitig der Außenhautteil 12 auf eine tiefere Temperatur als während seiner Fertigung herabgesetzt wird. Das kann dadurch geschehen, daß man die gekühlte Form in ein KUhlbad oder dergleichen tut und den Druck herabsetzt, wenn man die Form in das Bad tut oder nachdem eine ausreichende Zeit zur Abkühlung der Oberfläche vergangen ist. Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung soll der Hautteil teilweise bzw. im wesentlichen "ungeblasen" (d.h. ungeschäumt) sein, während der Innenteil "geblasen" oder ge-, schäumt wird.

Im folgenden sind Beispiele des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung aufgeführt ι

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j . ORFGfMAL msp

Beispiel 1 I

urspr. 20 Gramm eines Ausgangsmaterials der genannten Zusammensetzung Seite Ib ^₁PdQ_n i_{n e}±_ne Kupferform 16 mit einem Raum 24 von 80 ecm !eingefüllt.

Die Form 16 wurde dann in Form eines gasdichten Behälters 27 abgeschlossen, indem der Deckel 26 und das zugehörige Meßgerät 28, das Druckminderventil 32 und das Abschlußventil 34,auf die geöffnete Oberseite 22 der Form aufgesetzt wurden. !

Die Form 16 und das Ausgangsmaterial wurden einer Behandlung unterzogen, indem der Behälter 27 in einen umlaufenden Warmluft of en 60 (Fig. 2) mit einer Temperatur von 149⁰C eingelegt wurde. Der Behälter 27 wurde vier Minuten lang in Umdrehung versetzt, um das Ausgangsmaterial 15 zu gelieren bzw. zu bilden. Die Form 16 und die zugehörige Ausrüstung wurden aus dem Ofen 60 entnommen, wonach Druckluft über das Ventil 34 in 'die Form 16 eingeleitet wurde, bis der Druck im Raum 24 4,9 kji/cm betrug. Die Form wurde dann in ein Bad geschmolzenen Salzes (nicht dargestellt) eingetaucht und bei einer Temperatur von 191⁰C während vier Minuten in diesem gehalten. Zu diesem Zeitpunkt betrug der Druck innerhalb des Raumes 24 etwa 9»8 kp/cm urspr. Der Behälter 27 wurde dann aus dem Salzbad herausgenommen und Seite 17 _{in einen} wasserbehälter 62 (Fig. 4) bei einer Temperatur von 21⁰C eingetaucht. Dabei wurde der Behälter etwa sechs Sekunden abgeschreckt, um den Außenhautbereich 12, wo dieser an der Form 16 anliegt, abzukühlen. Der Innendruck in der Form 16 wurde zu diesem Zeitpunkt reduziert, indem das Ventil 34 geöffinet wurde. Die Lösung oder Expansion des Gases vom Blähmittel im Ausgangsmaterial 15 schritt voran, wobei sich der geschäumte Innenbereich 14 bildete.

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■■ ORIGINAL Ι'Γί

Wegen des kühleren Zustandes des Hautteiles 12 ist die Blähentwicklung in der Haut weniger kräftig, wobei sich eine ebene und glatte Außenfläche bildet. Das erstarrende Ausgangsmaterial ist nicht sehr leitfähig, so daß der Innenteil des Materials wesentlich heißer ist als die an den Formwänden anliegenden Teile. Das entwichene Gas wurde durch das Ventil 34, welches geregelt werden kann, abgelassen. Es hat sich herausgestellt, daß ein langsames Ablassen des Gases eine besser geschäumte Masse bewirkt, als ein plötzliches Ablassen. Das Ablassen des Gases innerhalb einer Minute· kann als langsames Ablassen bezeichnet werden.

urspr»
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Der Behälter 27 wurde einige Minuten im Tank bzw. Behälter 62 gelassen, um die Bildung des Außenhautteiles 12 zu vervollständigen und um den Innenteil 14 abzukühlen. Dann wurde die Form geöffnet, um den Plastikgegenstand 10 herausnehmen zu können. Der Außenhautteil 12 erwies sich als weich und glatt und hatte eine verhältnismäßig hohe Dichte. Der Innenteil 14 war ausreichend geschäumt und flexibel.

Beispiel 2

Etwa 20 Gramm des im Beispiel 1 verwendeten Ausgangsmaterials wurden in die im Beispiel 1 verwendete Form 16 eingefüllt.

urspr.
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Die Form 16 wurde mit Hilfe, des Deckeis 26 und der zugehörigen Vorrichtung verschlossen, wonach ein Luftdruck von 9,8 kp/cm an den Raum 24 angelegt wurde.

Das Ausgangsmaterial wurde in einen das Gas freilassenden Zustand versetzt, während der Luftdruck in der Form beibehalten wurde, um die Gasentwicklung zu beschränken. Dabei wurde der Behälter 27 um mehrere Achsen in einem Drehofen bei einer Lufttemperatur von 199⁰C gedreht. Der Behälter 27 wurde nach acht

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ORIGJfviAL INSPECTED

Minuten aus dem Ofen herausgenommen und für zehn Sekunden in einen Wasserbehälter von 21⁰C eingetaucht.

ι Dann wurde das Ventil 34 geöffnet, um den Druck im Raum auf j atmosphärischen Druck zu reduzieren.

Der innnere Bereich 14- konnte sich bilden, da das Gas des Blähj mittels freigelassen wurde und expandierte.

Der Behälter 27 wurde vier Minuten im Wassertank gelassen, um die Fertigung des Außenhautteiles 12 und die Erstarrung des Innenteiles 14 zu vervollständigen.

Der Behälter 27 wurde dann aus dem Wassertank herausgenommen und vier Sekunden lang in ein Heißwasserbad von 79,5⁰C eingetaucht, um das Äußere der Haut 12 zu erweichen, so daß der Plastikgegenstand 10 leichter aus der Form 16 herausgenommen werden konnte.

urspr. Beispiel 3

^ 20

Etwa 20 Gramm des nach Beispiel 1 verwendeten Ausgangsmaterials wurden in eine Form 16 eingefüllt; die Form wurde in geöffnetem Zustand gelassen.

Die offene Form wurde in einen Warmluftofen 64 (Fig. 6) mit einer Temperatur von etwa 199°C eingelegt und alle fünfzehn Sekunden herausgenommen, um die Form mit der Hand in Umdrehung zu versetzen. Dabei wurde die Innenseite der Form gleichförmig mit einem gelierten Belag des Ausgangsmaterials belegt·

Auf die Form 16 wurden dann der Deckel 42 und die zugehörige Ausrüstung als auch der in Fig. 6 dargestellte Dampferzeuger 54

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". inspected

aufgesetzt, wodurch man einen gasdichten Behälter 43 erzielte Das Druckminderventil 50 wurde auf einen Druck von 7 kp/cm eingestellt, wonach der gasdichte Behälter 43 in den Ofen 64 mit einer Temperatur von etwa 199⁰C eingelegt wurde. Die Form wurde vierzehn Minuten im Ofen gelassen, um den Druck im Raum 24 mit Hilfe des Dampfgenerators 54 anzuheben. ^:

urspr.
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Der gasdichte Behälter 43 wurde dann aus dem Ofen 64 herausigenommen und sieben Minuten lang in Wasser von 21⁰C eingetaucht, um den Hautteil 12 zu bilden und um den Dampf zu³kondensieren. Dann wurde das Ventil 50 geöffnet, wobei man feststellen konnte, daß ein Überdruck entwich. Dies war als Hinweis anzusehen, daß der Dampf die anderen Gase in der Form nicht vollkommen verdrängt hatte. !

urspr.
Seite 22

Der Behälter 43 wurde dann aus dem Wasser herausgenommen unld geöffnet. Der Innenteil 14 hatte sich genügend geschäumt, um die Form auszufüllen und um das Drahtblindel 48 fest zu umgejben.

Nach einer weiteren AusfUhrungsform des Beispieles 3 wurden dieselben Verfahrensschritte durchgeführt, wobei mit 20 Gramm des in Beispiel 1 verwendeten Ausgangsmaterials gearbeitet wurde, bei welchem die als Blähmittel dienenden drei Teile Azodikarbonamid weggelassen wurden. Die Innenfläche der Form wurde gleichförmig mit einem erhärtenden Belag dieses Ausgangsmaterials beschichtet, während das übrig bleibende Material (nibht für das Beschichten erforderlich) durch ein zweites Ausgangsmaterial ersetzt wurde, welches dem in Beispiel 1 entsprach^ Die Form 16 wurde mit dem Deckel 42, den zugehörigen Vorrichtungen und dem Dampferzeuger 54 verschlossen, wonach die übri

gen Verfahrenestufen der 3 durchgeführt wurden.

ersten Ausführungsform nach Beispiel - 14 -

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ORIGINAL IN8PB

- 14 Beispiel 4

Etwa fünf Gewichtsprozent Di chlorine than wurden dem in Beispiel 1 verwendeten Ausgangsmaterial zugesetzt, wonach zwanzig Gramm des sich dabei ergebenden Materials in die Form 16 eingefüllt wurden.

Die Form wurde mit dem Deckel 26 und der zugehörigen in Fig. dargestellten Ausrüstung in Form eines gasdichten Behälters 27 abgeschlossen. Dieser Behälter 27 wurde wechselweise fünfzehn Sekunden lang in den Warmluftofen 60 mit einer Temperatur von fc 199⁰C eingesetzt, dann herausgenommen und mit der Hand gedreht, bis das Ausgangsmaterial sich auf der Innenseite der Form 16 verfestigte.

urspr. Der Behälter 27 wurde dann zwölf Minuten lang in den Ofen 16 mit se te j einer Temperatur von 199°C eingelegt, während der Druck im Raum 24 auf 4>2 kp/cm gesteigert wurde. Die Steigerung des Druckes war auf die Expansion der im Raum eingefangenen Luft zurückzuführen, wenn der Behälter 27 geschlossen wurde aber auch auf das Entweichen flüchtiger Bestandteile aus dem Dichlormethan im Ausgangsmaterial und auf die Entwicklung von Gas aus dem Azodikarbonamid. Die Form wurde dann in einem Wasserbad bei etwa 21⁰C abgeschreckt, wodurch der Hautteil 12 wenigstens teil- * weise erhärtete.

Der Behälter 27 wurde dann durch Öffnen des Ventils 34 gelüftet. Dann wurden der Behälter 27 und der darin befindliche Plastikgegenstand auf Raumtemperatur abgekühlt.

Beispiel 5

Der Aiodioarbonamide-Gehalt des nach Beispiel 1 verwendeten AusgangsmaterialB wurde auf ein Gewichtsprozent reduziert, wonach

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zwanzig Gramm des sich dabei ergebenden Materials in die Form 16 eingefüllt wurden.

urspr. Die Form wurde dann mit Hilfe des Deckels 26 und der zugehörigen, in Fig. 2 dargestellten Ausrüstung in Form eines gasdichten Behälters 27 abgeschlossen.

Die Herstellung des Plastikgegenstandes 10 wurde eingeleitet, indem die Form und das Basismaterial etwa acht Minuten lang in einem Heißluftofen 60 einer Temperatur von 199⁰C ausgesetzt wurden, während der Behälter 27 um mehr als eine Achse in Umdrehung versetzt wurde. Die thermische Expansion der innerhalb des Raumes 24 eingeschlossenen Luft, das Entweichen flüchtiger Bestandteile aus dem Basismaterial und das Entstehen des Gases aus dem Azodikarbonamid bewirkten einen Innendruck von etwa 1,05 kp/cm Der Behälter wurde am Ende der achtminütigen Behandlungszeit aus dem Ofen 60 herausgenommen und 7 Sekunden lang in einem Wasserbad von 21⁰C abgekühlt. Die Bildung des Hautteiles 12 war durch eine teilweise Erhärtung des Oberflächenbereiches des Ausgangsmaterials, wo es an der Form anlag, fortgeschritten.

Das Ventil 34 wurde dann geöffnet und an eine Vakuumpumpe ange-

arspr. schlossen; diesß senkte den Druck um etwa 762 mm Quecksilber.

Seite 25 ^₈₁₀I₁ etwa einer Minute wurden das Ventil 34 geschlossen und die

Vakuumpumpe entfernt.

Die Form blieb weitere vier Minuten im Wasserbad. Dabei bildete sich der Hautteil 12, während die Erstarrung des Innenteiles 14 vollendet wurde.

Die Form wurde dann aus dem Wasser herausgenommen, wonach das Ventil 34 geöffnet und der Deckel 26 entfernt wurde. Dann wurde der fertige Plastikgegenstand 10 aus der Form herausgenommen.

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In denjenigen Fällen, "bei welchen eine Kombination von Erwärmen und Abschrecken verwendet wird, wird der Hautteil vor den inneren Teilen abgekühlt (wenn sowohl der Hautteil 12 als auch der Innenteil 14 zuerst genügend erhitzt wurden), wobei sich Gas entwickelt, bevor der Innenteil 14 vollständig abgekühlt ist, um eine glatte Haut und einen geschäumten Innenbereich zu erhalten.

Man kann erkennen, daß andere Drücke und ein wahlweises Abkühurspr. len eine wesentliche Rolle spielen, wenn Vinylharze verwendet

CJg-I J-g OC

werden, wie dies in den besonderen dargestellten Beispielen der Fall ist. Es sollte auch erwähnt werden, daß die in Beispiel 1 eingesetzten Drücke einen dichteren Hautteil 12 und ein gew wohnlich besseres Produkt (besonders bezüglich Glattheit und Gleichförmigkeit der Außenhaut) hervorriefen, als dies mit geringeren, in den anderen Beispielen aufgeführten Drücken möglich war. In jedem Falle waren die nach den vorliegenden Beispielen gefertigten Gegenstände 10 für die meisten Verwendungszwecke zufriedenstellend, wenn eine weiche und glatte Haut erzielt werden sollte.

Die benützten Ausdrücke "Gas" und "gasförmig" schließen luft ein.

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Claims

NEUE PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenständen mit einem glatten, weichen Außenhautteil und einem geschäumten Innenbereich aus Plastik-Ausgangsmaterialien, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Man füllt eine die Größe und Gestalt des Plastikgegenstandes definierende Form mit einem ersten Plastisol; die Form erhitzt man auf eine erhöhte Temperatur, um an den Wändungen der Form eine Schicht des ersten Plastisols gelieren zu lassen; den Rest des ersten Ausgangsmaterials entfernt man aus der Form; innerhalb und auf dem ersten Plastisol läßt man eine Schicht eines zweiten, schäumbaren Plastisols mit gaslösenden Eigenschaften gelieren, um den Druck in der Form auf eine Höhe anzuheben, bei der aus dem zweiten Plastisol kein Gas entweichen kann, injiziert man ein Gas in die Form; zum Entweichen-lassen von Gas aus dem zweiten Plastisol erhitzt man dieses auf eine ausreichende Temperatur, wobei die Form ausreichend gekühlt wird, um nur den der Form zugekehrten Oberflächenteil des Ausgangsmaterials zu kühlen, während dessen innerer Teil auf einer höheren

Neue Unterlagen (Art. 7 s ι /■ . · .Mr. 1 s :.-.; a... Änderung«,* .„.». ₄.9. ,₉₆₇₎ 10 9 822/1930

Patentanwälte Dip!.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

it

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Temperatur gehalten wird; schließlich wird der Druck herabgesetzt, um den geschäumten Innenteil zu bilden.

2. Verfahren zur Herstellung von geschäumten polymeren Gegenständen mit einem glatten Innenbereich aus einer schäumbaren Plastisolmasse mit einem geeigneten Blähmittel, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritteι

Man geliert eine Schicht der Plastisolmasse auf der Innenseite einer die Gestalt und Größe des Gegenstandes definierenden Form; die gelierte Schicht erhitzt man auf eine zur Aktivierung des Blähmittels ausreichende Temperatur, während man den Innendruck der Form ausreichend hoch hält, um das Entb weichen von Gas aus dem Blähmittel zu verhüten; die Außenseite der Form kühlt man, indem man die Form in eine klihlende Umgebung tut, deren Temperatur unterhalb der zur Aktivierung des Blähmittels ausreichenden Temperatur liegt; während man die Form in der kühlen Umgebung hält, setzt man den Druck herab, so daß das Plastisol in der Form schäumt, woraufhin man den geschäumten Gegenstand aus der Form entnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Xußcro der Form durch Eintauchen in ein Wasserbad gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form nach dem Schäumen des Plastisols noch eine zur Abkühlung des gesamten geschäumten Gegenstandes ausreichende Zeit in der kühlen Umgebung beläßt.

urspr.

5· Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenständen mit einem Seite 1 glatten und weichen Außenhautteil und einem geschäumten Innenbereich aus einem Plastik-Ausgangsmaterial mit gaslösender Eigenschaft, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte»

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Teilweises Auffüllen einer der Größe und Gestalt des Plast ikgegenstandes entsprechenden Form mit dem Ausgangsmaterial, Überführen des Ausgangsmaterials in einen gaslösenden Zustand, während gleichzeitig ein Gasdruck innerhalb der Form aufrechterhalten "bleibt, um das Entweichen des Gases zu begrenzen, Einleiten der Herstellung des weichen urspr. und glatten, an der Form anliegenden Außenhautteiles, Schäu^e men des Innenbereiches, durch Reduzieren des Gasdruckes innerhalb der Form und Vollenden der Herstellung des Außenhaut teiles und des Innenteiles.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas in die Form eingeleitet wird, bevor das Ausgangsmaterial in den gaslösenden Zuetand versetzt wird, um den Druck innerhalb der Form Über den Außendruck zu erhöhen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck aufrechterhalten wird, indem Dampfdruck innerhalb der Form angelegt wird, während die Form einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, und daß der Gasdruck durch Kühlen des Dampfes reduziert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzelehnet, daß das Schäumen des, Innenbereiches dadurch geschieht, daß ein Vakuum innerhalb der Form erzeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial Vinyl-Plastisolpaste und ein Schäummittel enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form unmittelbar vor dem Schäumen des Innenbereiches abgekühlt wird.

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11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das

Ausgangsmaterial in einen gaslösenden Zustand versetzt wird,

indem die Form erhitzt wird. . j

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ι die Form während des Erhitzens und während des Entstehens der glatten, weichen Außenhaut um mehr als eine Achse gedreht wird. ι

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigstellung der Haut- und Innenbereiche aus dem Erhitzen der Form "besteht, während diese gedreht wird.

14. Verfahren nach Ansprach 13» dadurch gekennzeichnet, daß ' nach der Fertigung des Außenhaut- und Innenbereiches die Form abgekühlt wird, und daß der Plastikgegenstand nach dem Abkühlen aus der Form herausgenommen wird.

15. Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenständen mit einer glatten und weichen Außenhaut und einem geschäumten Innenbereich aus einem Plastikmaterial mit gaslösender Eigenschaft, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Teilweises Auffüllen einer der Größe und Gestalt des Plastikgegenstandes entsprechenden Form mit dem Ausgangsma-■ ipr. terial, Einleiten der Herstellung des weichen und glatten, _an a_er p_orm anliegenden Außenhautteiles, überführen des Ausgangsmaterials in einen gaslösenden Zustand, während gleichzeitig ein Gasdruck innerhalb der Form aufrechterhalten . bleibt, um das Entweichen des Gases zu begrenzen, Schäumen des Innenbereiches durch Reduzieren des Gasdruckes innerhalb der Form und Vollenden der Herstellung des Außenhautteiles und des Innenteiles.

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16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß, bevor das Ausgangsmaterial in einen gaslösenden Zustand versetzt wird, Gas in die Form eingeleitet wird, um den Druck in der Form über den Umgebungsdruck anzuheben.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Fertigung des Außenhautteiles Gas in die Form eingeleitet wird, um den Druck innerhalb der Form über den Außendruck anzuheben.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäumen des Innenbereiches durch Reduzieren des Gasdruckes innerhalb der Form darin besteht, daß Gas von der Form abgezogen wird.

19· Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial Vinyl-Plastisolpaste und ein Schäummittel aufweist.

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20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Form abgekühlt wird, unmittelbar nachdem das Ausgangsmaterial in einen gaslösenden Zustand versetzt wurde.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial in einen gaslösenden Zustand versetzt wird, indem die Form erhitzt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Form, nachdem sich der Außenhautteil gebildet hat, abgekühlt wird, um den Innenbereich abzukühlen, und daß dann die Form genügend erwärmt wird, um den Außenhautbereich des Gegenstandes so weit zu erweichen, daß der Gegenstand leicht aus der Form herausgenommen werden kann.

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23. Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenständen mit einem glatten und weichen Hautbereich und einem geschäumten Innenbereich aus Plastik-Ausgangsmaterialien, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Auffüllen einer der Gestalt und der Größe des Plastikgegenstandes entsprechenden Form mit einem ersten Plastik-Ausgangsmaterial, Erhitzen der Form, um einen ersten Belag aus dem ersten Ausgangsmaterial an den Formwänden zu gelie-

urspr. ren, Entfernen des verbleibenden, ersten Ausgangsmaterials

aus der Form, teilweises Auffüllen der Form mit einem zweiten Plastik-Ausgangsmaterial von gaslösender Eigenschaft, Einleiten eines Gases in die Form, um den Druck innerhalb

h der Form über den Umgebungsdruck anzuheben, Erhitzen des

Ausgangsmaterials mit gaslösender Eigenschaft, genügendes Abkühlen der Form, um nur den Flächenbereich des Ausgangsmaterials an der Form zu kühlen, während der Innenbereich des Ausgangsmaterials auf einer höheren Temperatur verbleibt, und Minderung des Druckes zur Herstellung des geformten Innenbereiches.

24. Verfahren nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsraaterial mit gaslösender Eigenschaft aus einem Gemisch des an den Formwänden gelierten Ausgangsmaterials mit einem schäumenden Mittel besteht.

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25. Verfahren zur Herstellung von Plastikgegenständen mit einer weichen und glatten Außenhaut und einem geschäumten Innenbereich aus einem Plastik-Ausgangsmaterial mit gaslösender Eigenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß teilweise eine der Gestalt und der Größe des Gegenstandes entsprechende Form mit dem Ausgangsmaterial aufgefüllt wird, daß die Form als ein gasdichter Behälter abgeschlossen wird, daß die Form, während sie gleichzeitig um eine Anzahl von Achsen gedreht wird, erhitzt wird, bis sich, bedingt durch die

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durch die thermische Expansion und die Lösung von Gas, ein ■bestimmter Gasdruck in der Form entwickelt hat. daß die

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Seite 7 Form genügend abgekühlt wird, um den Flächenteil des Ausgangsmaterials an der Form abzukühlen, während der Innenbereich des Ausgangsmaterials auf einer höheren Temperatur verbleibt, und daß Gas von der Form abgezogen wird, um den Innenbereich zu schäumen.

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