DE1729104A1 - Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behaeltern und Formteilen aus Kunststoffen und auf diese Weise hergestellte Behaelter und Formteile - Google Patents

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

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DE1729104A1 DE19671729104 DE1729104A DE1729104A1 DE 1729104 A1 DE1729104 A1 DE 1729104A1 DE 19671729104 DE19671729104 DE 19671729104 DE 1729104 A DE1729104 A DE 1729104A DE 1729104 A1 DE1729104 A1 DE 1729104A1
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Description

THERMOVOX G.m.b.H. Th 17
Verfahren zum Herstellen von geschlossenen und offenen Behältern und Normteilen aus Kunststoffen und auf diese Weise hergestellte Behälter und Formteile.
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Herstellen von ^ geschlossenen und offenen Behältern und Normteilen 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 einem Schmelzprozeß eine geschmolzene Schicht von Kunststoff verteilt. Die Erfindung betrifft dieses letztere Verfahren.
— 2 "-
Neue Unterlagen (Art 7 S1 At». 2 Nr. I Setz 3 de· Änderung«··, v. 4. S. 1067)
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Behälter mit einschichtiger Wandung sind temperatur- und festigkeitsmäßig nur bis zu einem bestimmten Grad belastbar. Dementsprechend können sie nur bis zu einer bestimmten Größe hergestellt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere großvolumige Hohlkörper bzw. Formteile herzustellen, die bislang nahtlos in einem Stück nicht gefertigt werden konnten. In der Größe vergleichbare Behälter sollen sowohl temperaturmäßig als auch festigkeitsmäßig höher belastbar werden.
Es wurde schon versucht, Hohlkörper mit doppelschichtiger Wandung herzustellen, indem zunächst ein einschichtiger Hohlkörper gefertigt wird und dann in einem weiteren Arbeitsgang eine weitere Schicht aufgebracht wird. Nachteilig ist hierbei, daß es zu dieser Doppelschichtherstellung eines weiteren Arbeitsganges bedarf, der insbesondere in Bezug auf die einzelnen Materialarten sehr schwierig durchzuführen ist. Ferner ist eine einwandfreie Verbindung verschiedenartiger Kunststoffe nicht gegeben, wenn die erste Schicht fertig ausgebildet und dann erst die zweite Schicht aufgebracht wird. Die mechanischen und temperaturmäßigen Eigenschaften solcher Behälter und Formteile sind ebenfalls unzureichend. Ferner ergeben
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sich bekannterweise Schwierigkeiten durch Verzug beim Kühlen und schlechte Eormhaltung, geringe Genauigkeit infolge der Schrumpfung. Diese Schwierigkeiten sind sowohl bei den bekannten einschichtigen als auch bei den in der vorbeschriebenen Weise hergestellten doppelschichtigen Kunststoffteilen vorhanden.
In Lösung der gestellten Aufgabe ist das erfindungsgemäße 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 Zugabe eines Treibmittels gebildet und nahtlos und homogen mit der ersten Schicht (Außenwandung) verschmolzen wird, worauf eine dritte Kunststoffschicht (Innenwandung) gebildet und nahtlos und homogen mit der zweiten (mittleren) Schicht verschmolzen wird. Zweckmäßigerweise wird die mittlere Schicht mit Hilfe des Treibmittels in der Wandung stärker ausgebildet als die Außen- und/oder Innenwandung.
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Wesentlich ist bei der Erfindung die schichtweise Verteilung des Kunststoffes in einem Arbeitsgang während ein z.B. bis auf Rohrstutzen geschlossener Behälter im Schmelzprozeß, 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 festigkeitsmäßigen Eigenschaften führt. Ferner ist es damit möglich, großvolumige Körper herzustellen, die bislang nahtlos in einem Stück nicht gefertigt werden konnten, z.B. Tanks mit einem Fassungsvermögen bis zu 50 000 1.
Durch die Änderung der Zusätze im Kunststoff einer Schicht in Bezug auf die anderen Schichten während der schichtweisen Verteilung der einzelnen Kunststoffmengen, also z.B. durch den Zusatz eines Treibmittels zum Kunststoff der mittleren Schicht, ergeben sich zusätzlich ausgezeichnete isoliertechnische Vorteile. Unterschiedliche Wandstärken und verschiedene Materialzusammensetzungen führen im Rahmen der Erfindung zu vielfältigen Möglichkeiten. Prüfungen ergaben, daß in der erfindungsgemäßen Weise hergestellte Teile, die also aus mehreren homogen und nahtlos miteinander
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verschmolzenen Schichten bestehen, Temperaturen von - 40° C aushalten, ferner keinerlei Rißbildung und Spannung zeigten. Schlag- und Fallversuche konnten die Innenwandung nicht zerstören. Dasselbe ergab sich bei einer Temperatur von + 70° C. Die EaIt- und Warmversuche wurden jeweils 24 Stunden lang durchgeführt. Vorzugsweise wird in die mittlere Schicht eine Einlage aus Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen. Dadurch wurden die Werte der Kalt-, Warmund Schlagversuche noch wesentlich verbessert. Wichtig ist hierbei, daß die mittlere Schicht eine andere Stärke als die Außen- oder Innenwandung besitzt·
Druckversuche bei großvolumigen Körpern, die nach der Erfindung hergestellt wurden, ergaben um 125 0A 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 Rotationsguß hergestellte einschichtige Behälter und Formteile und auch auf die eingangs beschriebene Weise hergestellte doppelschichtige Teile hielten
ι o 98 ? η /1 <n6
den vorgenannten Kälte-, Hitze-, Schlag- und Druckversuchen, denen vergleichbare nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Behälter standhielten, nicht stand.
Die Erfindung ist anwendbar zur Heratellung von Behältern und Formteilen aller Art aus Kunststoff oder Kunststoffνerbindungen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Außenwandung aus Polyamid, die mittlere Schicht aus Polyamid mit Treibmittel und die Innenwandung aus Polyamid gebildet. Nach außen abstehende Schrauben, Laschen, Halteringe, Scharniere aus Metall oder Polyamid werden zweckmäßigerweise nur in die Außenwandung und in die mittlere Schicht eingeschmolzen. Insofern sind Verbindungen Kunststoff - Metall - Kunststoff oder Metall - Kunststoff möglich. Die Einbettung von Metallteilen, Armaturen usw. in die mittlere Schicht bringt den Vorteil, daß dann diese Teile durch die jeweils äußere Isolierung, die durch die Außen- bzw. Innenwandung gebildet wird, vor sämtlichen Einflüssen geschützt sind.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Materialeinsparung. Eine gleiche Wandstärke aus einschichtigem Material würde um 120 £ mehr wiegen. Eine gleiche Wandstärke aus zweischichtigem Material
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nach dem eingangs beschriebenen anderen Verfahren würde um 80 $ mehr wiegen. Durch die erfindungsgemäße Schichtung, indem der Innen- und Außenmantel 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 Verbesserung um über 100 #.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Behältern. In der Zeichnung zeigen
Pig. 1 eine erste Ausführungsart im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II in Pig. 1,
Pig. 3 eine zweite Ausführungaart im Längsschnitt,
Pig. 4 einen" Querschnitt nach Linie IV-IV in Pig. 3,
Pig. 5 eine dritte Ausführungsart im Längsschnitt,
Pig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI in Pig. 5»
Pig. 7 eine vierte Ausführungsart im Längaschnitt,
Pig. 8 einen Querschnitt nach Linie VIII-VIII in Pig. 7,
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Fig. 9 eine fünfte Ausfühumgsart im Längsschnitt, Fig.10 in Seitenansicht eine sechste Ausführungsart
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, nämlioh einer Außenwandung 1 aus Polyamid, einer mittleren Schicht 2 aus Polyamid mit Treibmittel, welche stärker in der Wandung ist als die Außenwandung 1, und einer Innenwandung 3 ebenfalls aus Polyamid. Sie einzelnen Schiohten sind in der Zeichnung nicht mit getrennter Sohraffur dargestellt, da sie homogen und nahtlos miteinander verschmolzen sind·
Bei der Ausführungsart nach Fig. 3 und 4 ist ebenfalls ein bie auf einen Ansohlußituteen 5 geschlossener Behälter gezeigt, der aus eolohen drei Sohiohten 1, 2, besteht. In der mittleren Schicht 2 ist eine Einlage aus Stahl, Polyamid oder GIa«fasergewebe eingeschmolzen, also mit der mittleren Sohioht 2 fest verbunden. In nicht dargestellter Welse kann die mittler· Sohioht auoh mit wahlweise parallel, oder nicht parallel liegenden GIasfasern durchsetzt sein·
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In Pig. 5 und 6 ist ein geschlossener Behälter dargestellt, der ebenfalls die in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeten Schichten 1,2,3 aufweist. In der mittleren Schicht 2 und in der Außenwandung 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.
Bei der Ausführungsart nach Fig. 7 und 8 handelt es sich ebenfalls um einen geschlossenen Behälter, dessen Wandung die erfindungsgemäßen 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 mehrschichtige Wandung ein Stutzen eingeschmolzen ist, und zwar ebenfalls durchgehend durch alle drei Schichten 1, 2, 3. In ähnlicher Weise können Verschlüsse, Rohrverbindungen, Deokel-, Ein- und Auslaufνerbindungen mit oder ohne Flanschen aus Metall oder Polyamid eingeschmolzen und wahlweise mit einer verschließbaren öffnung zum Einfluß in das Behälterinnere versehen sein.
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Bei der Ausftihrungeart nach Pig. 10 sind in der Behälterwandung Durchbrüohe 9 vorhanden, die durch alle drei Schiohten 1, 2, 3 gehen.
Bei der Ausführungeart naoh Pig. 11 sind am gesamten Behälter oder Formteil Rippen 10 angeformt, wobei die Wandung ebenfalls aus den erfindungsgemäfien Schichten 1, 2, 3 besteht. In ähnlioher Weise können Rillen, Vertiefungen und Stege angeformt werden.
In nicht dargestellter Weise können in Behälter oder Formstücken in der mittleren Schicht 2 und Innenwandung 3 Armierungen eingeschmolzen sein, die auch durch die Außenwandung 1 und Innenwandung 3 herausragen können. Die Korngrößen der verschiedenen Materialien für die erfindungsgemäßen Schichten 1, 2, können gleichmäßig oder ungleichmäßig sein.
Sie Erfindung beschränkt eich nicht auf die Herstellung der in der Zeichnung dargeetellten Auafuhrungsformen. Es kommen alle Arten von Auaführungeforeen in Betraoht wie Behälter, Möbel, Boote, Kühlschränke, Bensintanks, Öltanks, Armaturenbrette, Blektrosohaltschränke, Wellenreitbrette, Bojen, Radio- und Pernsehgehtuae, Stapelbehälter, Druckbehälter, Stühle und Sessel, Koffer, Kanister, Hülltonnen für größere Müllwagen,
ORIGINAL INSPECTED
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komplette Wohnwagen, Autokarosserien, Wänneboiler, Raketenteile, Flugzeugrumpfe, Flugzeugflügel, Bauelemente, Bausteine, Maschinengehäuse, Maschinenständer, Maschinenrahmen, Motorengehäuse, komplette Isolierungen für Heiz- und Ktihlgeräte, wärmeschalende Teile und Gefäße für die chemische Industrie, die gleichzeitig mit Druck beaufschlagt sind.
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Claims (11)

Patentansprüche
1. 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 Zugabe eines !Treibmittels gebildet und nahtlos und homogen mit der ersten Schicht (Außenwandung) 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 gekennzeichnet, daß die mittlere Schicht mit Hilfe des Treibmittels in der Wandung stärker ausgebildet wird als die Außen- und/oder Innenwandung·
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- - zeichnet, daß die Außenwandung aus Polyamid, die mittlere Sohioht aus Polyamid mit Treibmittel und die Innenwandung aus Polyamid gebildet werden.
Neue Unterlagen wi^
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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in die mittlere Schicht eine Einlage aus Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß nach außen abstehende Schrauben, laschen, Halteringe, Scharniere aus Metall oder Polyamid nur in die Außenwandung und in die mittlere Schicht eingeschmolzen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein hitzebeständiges G-lasstück oder Stutzen, Verschlüsse, Rohrverbindungen, Deckel, Ein- und Auslaufνerbindungen aus Metall oder Polyamid durchgehend in alle drei Schichten (Außenwandung, mittlere Schicht und Innenwandung) eingeschmolzen werden.
7. Im Schmelzprozeß hergestellter geschlossener oder offener Behälter oder !Formteil aus Kunststoff nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Außenwandung (1) aus Polyamid, eine in einem Arbeitsgang homogen und nahtlos damit verschmolzene mittlere Schicht (2) mit stärkerer Wandung, bestehend aus Polyamid mit Treibmittel, und eine in einem Arbeitsgang homogen und nahtlos damit verschmolzene Innenwandung (3) Polyamid aufwej,itf 9 8 ? 1 M 9 3 6
8. Behälter oder Formteil nach Anspruoh 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die mittlere Schicht (2) eine Einlage (4) aue Stahl, Polyamid oder Glasfasergewebe eingeschmolzen ist.
9. Behälter oder Formteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Schicht (2) mit wahlweise parallel oder nicht parallel liegenden Glasfasern durchsetzt ist.
10. Behälter oder Formteil nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß Schrauben, Laschen (6), Halteringe, Scharniere aus Metall oder Polyamid nur in die Außenwandung (1) und in die mittlere Schicht (2) eingeschmolzen sind und die Innenwandung (3) undurchbrochen lassen.
11. Behälter oder Formteil naoh einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß ein hitzebeständiges Glasstück (7) oder Stutzen (8), Verschlüsse, Rohrverbindungen, Deckel, Ein- und Auslauf verbindungen aus Metall oder Polyamid in allen drei Schichten (Außenwandung, mittlere Schicht und Innenwandung) eingeschmolzen sind.
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