DE1729102A1

DE1729102A1 - Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behaeltern und Formteilen aus Kunststoffen und auf diese Weise hergestellte Behaelter und Formteile

Info

Publication number: DE1729102A1
Application number: DE19671729102
Authority: DE
Inventors: Vox Anton Johannes
Original assignee: THERMOVOX GmbH
Current assignee: THERMOVOX GmbH
Priority date: 1967-11-28
Filing date: 1967-11-28
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1729105A1; DE1729108A1; DE1729106A1; DE1729103A1; DE1729101A1; DE1729100A1; DE1729104A1; DE1729107A1

Description

Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behältern und Formteilen aus Kunststoffen und auf diese Weise hergestellte Behälter und Formteile.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behältern und Formteilen aus Kunststoffen im Schmelzprozess und ferner nach diesem Verfahren im Schmelzprozess hergestellte geschlossene oder offene Behälter oder Formteile aus Kunststoff.

Geschlossene und offene Behälter und Formteile aus Kunststoff, also mehr oder weniger stark ausgeprägte Hohlkörper wurden bislang derart hergestellt, daß ihre Wandung einschichtig oder doppelschichtig ist. Die Herstellung von einschichtigen Behältern ist in vielen Arten bekannt, z. B. durch Blasen, Spritzen, Vakuumziehen oder Rotationsgießen. Beim letzteren wird in

Neue Unterlagen (Art 711 Ab·. 2 Nr. ι satz 3 d·· Xndtrungtg··. v. 4,0.

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einem Schmelzprozsas eine geschmolzene Schicht von Kunststoff verteilte üio Erfindung betrifft dieses letzters Verfahren,

Behälter mit einschichtiger Wandung sind tnmperatur- und festigkeitsmä3ig nur bis zu einem bestimmten Crad belastbar. Dementsprechend können sie nur bis zu einer bestimmten Größe hergestellt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere groOvolumige Hohlkörper bzw. Formteile herzustellen, die bislang nahtlos in einem Stück nicht gefertigt werden konnten* In der GröOe vergleichbare Behälter sollen sowohl temperaturmäßig als auch festigkeitsmäOig höher belastbar werden.

Es wurde schon versucht, Hohlkörper mit doppalachichtiger Wandung herzustellen, indem zunächst ein einschichtiger Hohlkörper gefertigt wird und dann in ψ einem weiteren Arbeitsgang eine weitere Schicht auf» gebracht wird. Nachteilig ist hierbei, daß es zu dieser Doppelschichtherstellung eines weiteren Arbeitsganges bedarf, der insbesondere in Bezug auf die einzelnen fllaterialarten sehr schwierig durchzuführen ist. Ferner ist eine einwandfreie Verbindung verschiedenartiger Kunststoffe nicht gegeben, wenn die erste Schicht fertig ausgebildnt und dann ernt die zweite Schicht aufgebracht wird. Die mechanischen und tampereiturmüßlgen Eigenschaften solcher Behälter und 109823/193A

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Formteile aim! ^uanf sill3 unzureichend,. F&rnav «rgebeti siüh bt ksMoto.-iöfjispi •?chu>iör.lgkf3itGn ti uv cn Verzug beim Kühlen und schist hta Formhslfcung, geringe Gonauigkelt infolge der Schrumpfung. Dies& Schtaißrigkeiten sind sowohl bei den bekannten einschichtigen al3 auch bei den in der vorbesohriebenen Weise hergestellten doppelschichtigen Kunststoffteilen vorhandene

In Lösung der gestellten Aufgabe ist das erfindungs- -

gemäße Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behältern und Formteilen aus Kunststoffen im Schmelzprozess dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsgang mittels schichtweiser Verteilung geschmolzenen Kunststoffes nach dem Verschmelzen von Kunststoff zu einer ersten Schicht (Außenwandung) eine zweite (mittlere) Kunststoffschicht unter 7ugabe eines Treibmittels gebildet und nahtlos und homogen mit der ersten Schicht (Außenwandung) verschmolzen uiird, worauf eine dritte Kunststoffschicht (Innenwan- %

dung) gebildet und nahtlos und homogen mit der ζ tue i ten (mittleren) Schicht verschmolzen wird. Ztueckmäßigeruieise inird die mittlere Schicht mit Hilfe des TreibmitttÖLe in der Ulandung stärker ausgebildet als die Außen- und/oder Innenurandung.

Wesentlich ist bei der Erfindung die schichtweise Verteilung dee Kunststoffes in einem Arbeitsgang während ein Z_n B. bis auf Rohrstutzen geschlossenem

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Behälter im Schmalzprozess, also mittels eines Rotationsverfahrens gefertigt wird. Dadurch daß die einzelnen Schichten in einem Arbeitsgang gebildet werden und homogen und nahtlos miteinander verschmelzen, ergibt sich eine hervorragende Verbindung, die zu hervorragenden temperatur- und feetigkeitemäßigen Eigenschaften führt. Ferner ist es damit möglich, großvolumige Körper herzustellen, die bislang nahtlos in einem Stück nicht gefertigt werden konnten, z. B. Tanke mit einem Fassungsvermögen bis zu 50 000 1.

Durch die Änderung der Zusätze im Kunststoff einer Schicht in Bezug auf die anderen Schichten »ehrend der 8chichtweieen Verteilung der einzelnen Kunststoffmengen, also z. B. durch den Zusatz eines Treibmittels zum Kunststoff der mittleren Schicht, ergeben eich zusätzlich ausgezeichnete isoliertechnische Vorteile. Unterschiedliche Wandstärken und verschiedene Baterialzueammensetzungen führen im Rahmen der Erfindung zu vielfältigen Möglichkeiten. Prüfungen ergaben, deQ in der erfindungsgemäßen Ufeiee hergestellte Teile, die aleo aus mehreren homogen und nahtlos miteinander verschmolzenen Schichten bestehen, Temperaturen von - 40° C auehalten, ferner keinerlei Rissbildung und Spannung zeigten. Schlag- und Fallversuche konnten die Innenwendung nicht zerstören· Dasselbe ergab eich bei einer Temperatur von ♦ 70° C. Die Kalt- und

Ularmversuche wurden jeweils 24 Stunden lang durchge-109823/1934

führt. Vorzugsweise uiird in die mittlere Schicht eine einlage aus Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen. Dadurch wurden die Werte der Kalt-, U/arm- und Schlagversuche noch wesentlich verbessert. Wichtig ist hierbei, daß die mittlere Schicht eine andere Stärke als die Außen- oder Innenuiandung besitzt«,

Drucki/Brsuche bei großvolumigen Körpern, die nach der Erfindung hergestellt wurden, ergaben um 125 % bessere Eigenschaften als sie die bekannten einschichtigen oder die eingangs beschriebenen zweischichtigen Behälter aufweisen. Die Druckfestigkeitsversuche wurden bis zu 10 atü durchgeführt.

Wesentlich ist, daß nach der Erfindung die verschiedenen Schichten eigene Temperatur- und Festigkeitswerte besitzen- Geblasene, gespritzte, vakuumgezogene und im Rotation8guÖ hergestellte einschichtige Behälter (

und Formteile und euch auf die eingangs beschriebene Weise hergestellte doppelschichtige Teile hielten den vorgenannten KMlte-, Hitze-, Schlag- und Druckversuchen, denen vergleichbare nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Behälter standhielten, nicht stand.

Die Erfindung iat anwendbar zur Herstellung von Behältern und Formtoilen aliar Art aua Kunststoff

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oder Kunststoffverbindungen. Bsi einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden din Aufwendung aus Polyeethylen , die mittlere Schicht aus Poly -aethylsn mit Treibmittel und die Innenuiandung aus Poly-r vinylchlorid gebildet. Nach außen abstehndeSchrauben, Laschen, Halteringe, Scharniere aus metall oder Polyamid u/erden zuieckmäßigertveise nur in die Außenlandung und in die mittlere Schicht eingeschmolzen. Insofern sind Verfc bindungen Kunststoff - metall ■- Kunststoff oder metall -Kunststoff möglich. Die Einbettung von metallteilen, Armaturen usw. in diemittlere Schicht bringt den Vorteil, daß dann diese Teile durch die jeweils Süßere Isolierung, die durch die Außen- bzw. Innenwandung gebildet wird, von sämtlichen Einflüssen geschützt sind»

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Materialeinsparung. Eine gleiche Wandstärke aus einschichtigem material wurde um 120 % mehr wiegen. Eine gleiche Wandstärke aus ztusJshichtigom material nach dem eingangs beschriebenen anderen Verfahren würde um Θ0 % mehr wiegen. Ourch die erfindungsgemäße Schichtung, indem der Innen- und Außenmantol feste, homogen geschmolzene Wandungen sind und die mittlere Schicht ein schaumartiges Gebilde gibt, haben die nach der Erfindung hergestellten Wandungen größere Festigkeiten als nach dem eingangs beschriebenen anderen Verfahren hergestelltes zweischichtiges Material. Zug- und Scherversuche ergaben eine

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g um übar 100 %

Woltern Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in dar Zeichnung ethanratisch dargastelllen Ausführungsbei— spieler« von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her— gasteilten Behaltern_o Ih dar Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine erste Aueführungsart im Längsschnitt, ^ Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II—II in Fig. 1, Fig. 3 eine zweite Auaführungaart im Längsschnitt, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine dritte AusfUhrungaart im Längsschnitt, Fig» 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 eine vierte Ausführungaart im Längsschnitt, Fig. 8 einen Querschnitt nach Linie VIII-VIIl in

Fig. 7,

Fig. 9 eine fünfte Ausführungeart im Längsschnitt, Fig. 10 in Seitanansicht eine sechste Auaführungsart und

Fig. 11 im Schnitt eine siebte Ausführungsart·

In Fig. 1 und 2 ist als erste Ausführungsart ein bis auf einen angeformten Stutzen 5 geschlossener Behälter dargestellt, dessen Wandung aus drei homogen und nahtlos in einem Arbeitsgang miteinander verschmolzenen Schichten besteht, nämlich einer Außenwendung 1 aus

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Poly«ethylen , einer mittleren Schicht 2 aus PoIyeethylen mit Treibmittel, welche stärker in der Wendung ist eis die Außenwandung 1, undeiner Innenwendung 3 ebenfalls aus Polyvinylchlorid· Die einzelnen Schichten sind in der Zeichnung nicht mit getrennter Schreffur dargestellt, da sie homogen und nahtlos miteinander verschmolzen sind.

Bei der AusfOhrungeert nach Fig. 3 und 4 ist egenfalle ein bie auf einen AnschlueQstutzen 5 geschlossener Be-I hälter gezeigt, der aus solchen drei Schichten 1, 2, 3 besteht. In der mittleren Schicht 2 ist eine Einlage 4 Bus Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen, also mit der mittleren Schicht 2 fest verbunden. In nicht dargestellter Weise kann die mittlere Schicht 2 auch mit wahlweise parallel oder nichtpfirallel liegenden Glasfasern durchsetzt sein·

In Fig· 5 und 6 ist ein geschlossener Behälter dargestellt, der ebenfalle die in der erfindungegemäßen UIaise ausgebildeten Schichten 1_f 2, 3 aufweist. In der mittleren Schicht 2 und in der Außenlandung 1 sind Laschen 6 aus metall oder Polyamid eingeschmolzen, wobei die Innenwandung 3 nicht durchbrochen ist· In derselben Weise können Schrauben, Halteringe, Scharniere aus Metall oder Polyamid eingeschmolzen sein·——

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Bei der Ausführungsart nach Fig. 7 und 8 handelt es sich ebenfalls um einen geschlossenen Behälter, dessen Wandung die erfindungsgemäQen Schichten 1, 2, 3 aufweist. Durchgehend in alle drei Schichten ist ein hitzebeständiges Glasstück 7 eingeschmolzen.

Fig. 9 zeigt einen geschlossenen Behälter, in dessen erfindungsgemäße mehrschichtig» Wandung ein Stutzen 8 eingeschmolzen ist, und zwar ebenfalls durchgehend durch alle drei Schichten 1, 2, 3. In ähnlicher Weise können Verschlüsse, Rohrverbindungen, Deckel-, Ein- und Auslaufverbindungen mit oder ohne Flanschen aus Rletall oder Polyamid eingeschmolzen und wahlweise mit einer verschließbaren öffnung zum Einfluß in das Behälterinnere versehen sein.

Bei der AusfUhrungsart nach Fig. 10 sind in der Behälterwandung Durchbrüche 9 vorhanden, die durch |

alle drei Schichten 1, 2, 3 genen.

Bei der AusfUhrungsart nach Fig. 11 oind am gesamten Behälter oder Formteil Rippen 10 angeformt, wobei die Ulandung ebenfalle aus den erfindungsgemäßen Schichten 1, 2, 3 besteht. In ähnlicher "Ueise können Rillen, Vertiefungen und Stege angeformt werden.

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In nicht dargestellter Weise können in Behälter odc?r FormstUcken in der mittleren Schicht 2 und Innanwandung 3 Armierungen eingeschmolzen sein, die auch durch die Außenvendung 1 und Inr.enwandung 3 herausragen können· Die Korngrößen dar verschiedenen materialien für die erfindungsgemäßen Schichten 1, 2, können gleichmäßig oder ungleichmäßig sein.

fc Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Herstellung der in der Zeichnung dargestellten AusfQhrungsformen. Es kommen alle Arten von Aueführungsforman in Betracht wie Behälter, Möbel, Boote, Kühlschränke, Ben/intanka, Öltanks, Armaturenbrette, Elektroschaltschränke, tilellenreitbrette, Bojen, Radio- und Fernsehgehäuse, Stapelbehälter, Druckbehälter, StOhIe und Sessel, Koffer, Kanister, Hol 1 tonnen for größere (Hüllwagen, komplette Wohnwagen, Autokaroeserien, tltärmeboiler, Raketenteile, Flugzeugrumpfe, Flugzeugflügel, Bauelemente, Bausteine, Rlaschinengehäuse, Maschinenständer, maschinenrahmen, ffiotorengehäuse, komplette Isolierungen für Heiz- und Kühlgeräte, «ärmesnhalende Teile und Gefäße für die chemische Industrie, die gleichzeitig mit Druck beaufschlagt sind.

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Claims

Patentansprüche

. Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behältern und Formteilen aus Kunststoffen im Schmelzprozess, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsgang mittels schichtiueiser Verteilung geschmolzenen Kunststoffes nach dem Verschmelzen von Kunststoff zu einer ersten Schicht (Außenlandung) eine zweite (mittlere) Kunststoffschicht unter Zugabe eines Treibmittels gebildet und nahtlos und homogen mit der ersten Schicht (AuSenuiandung) verschmolzen wird, worauf eine dritte Kunststoffschicht (Innenwandung) gebildet und nahtlos und homogen mit der zweiten (mittleren) Schicht verschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge ΝβΙίθ in (-rlagen (Art. 711 Abc 2 Nr. I &tz 3 dt* Änderung«·»y. 4.9.1967}

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kennzeichnet, aeß din mittlere Schicht mit Hilfe des Treibmittels in der Wendung stärker ausgebildet wird als die Außen- und/oder Innenwandung·

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieAußenwandung aue Polyeethvlen ... dlemittlere Schicht aus PoIy-

eethylen mit Treibmittel und die Innenwandung aue Polyvinylchlorid gebildet warden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, d β -durch gekennzeichnet, daß in die mittlere Schicht eine Einlage aue Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen wird.

5. Verfehren nech einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, deß nach außen abstehende Sehreuben, Leechen, Halteringe, Scharniere aue Metall oder Polyamid nur in die Außenwandung und in die mittlere Schicht eingeschmolzen werden.

6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch geken nze lehnet, daß ein hitzebestgndiges Gleeetück oder Stutzen, Verschlüsse, Rohrverbindungen, Deckel, Ein- und Auelaufverbindungen aus Metall otfer Polyamid durchgehendin silo drei

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Schichten (Außenuiandung, mittlere Stiicht und Innenuiandung) eingeschmolzen werden.

7. Im Schraelzprozess hergestellter geschlossener oder offener Behälter oder Formteil aus Kunststoff nach dem Verfahren nach einfctn der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Außenwandung (1) aus Polyaathylen , eine in Qinem Arbeitsgang homogen und nahtlos da-mit verschmol- '

zene mittlere Schicht (2) mit stärkerer Ulandung, bestehend aus Polyeathylen mit Treibmittel, und eine in einem Arbeitsgang homogen und nahtlos damit verschmolzene Innenujandung (3) aus Polyvinylchlorid aufweist.

8. Behälter oder Formteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß in die mittlere Schicht (2) eine Einlage (4) eus Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen ist. |

^Γλ. Behälter oder Formteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet „ daß die mittlere Schicht (2) mit wahlweise parallel oder nicht parallel liegenden Glasfasern durchsetzt ist.

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10« Bahllter oder For«teil nach einen der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß Schrauben, Laschen (6), Halteringe, Scharniere aua letall oder Polyamid nur in die Außenlandung (1) und in die mittlere Schicht (2) eingeschmolzen sind und die Inneneandung (3) undurchbrochen laeean.

11. Bahllter oder Formteil nach einem dar Ansprüche 1 - 10, dedureh gekennzeichnet, deS ein hitzebeetBndlgee ClaaetOck (7) oder Stutzen (β), VerachlUsee, Rohrverbindungen, Deckel, Ein- und Aualaufverbindungen aus Metall odar Polyamid in eilen drei Schichten (Außenlandung, mittlere Schicht und Inneneandung) eingeschmolzen sind.

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