DE1779640C3

DE1779640C3 - Process for the production of molded articles from polyethylene terephthalate by vacuum drawing of sheets or foils

Info

Publication number: DE1779640C3
Application number: DE19681779640
Authority: DE
Inventors: Antony van VeIp Duuren (Niederlande)
Original assignee: Akzo N.V, Arnheim (Niederlande)
Priority date: 1967-09-08
Filing date: 1968-09-06
Publication date: 1977-08-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verführen zur Herstellung von Formkörpern aus Polyethylenterephthalat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to seduction for production of molded bodies made of polyethylene terephthalate according to the preamble of the claim.

F.S ist bereits bekannt, 0,1 bis 6 mm starke Polyäthylenterephthalalplaltcn oder -folien rasch auf eine Temperatur von 75 bis 180⁰C zu erhitzen und unmittelbar danach unter Anwendung von Unterdruck zu einem Formkörper zu ziehen (Nieder!. Patentanmeldung 65-15 507).FS is already known, from 0.1 to 6 mm thick Polyäthylenterephthalalplaltcn or sheets rapidly to a temperature of 75 to 180 ^0C to heat and then to draw directly using vacuum to form a shaped body (low !. Patent Application 65-15507) .

Es ist weiterhin bekannt, daß amorphes oder teilweise kristallisiertes Polyethylenterephthalat bei erhöhter Temperatur, insbesondere bei Temperaturen von über etwa I2O°C, kristallisiert bzw. weitcrkristallisiert.It is also known that amorphous or partially crystallized polyethylene terephthalate at increased Temperature, especially at temperatures above about I20 ° C, crystallizes or crystallizes further.

Demzufolge findet beim Vakuumziehen von amorphem Polyäthylenterephthala! in Abhängigkeit von der Vcrarbcitiingstemperatur und -zeit in der Regel eine mehr oder weniger starke Kristallisation des Polymeren statt.As a result, vacuum drawing of amorphous polyethylene terephthala takes place! depending on the Starting temperature and time usually a more or less strong crystallization of the polymer takes place.

Ein ähnliches bekanntes Verfahren betrifft das Formen von Polyethylenterephthalat mit verhältnismäßig hoher Viskosität, wobei der geformte Gegenstand einer zusätzlichen Wärmebehandlung unterwürfen wird, um den Kristallinitätsgrad der Polyesters zu erhöhen. Dabei ist es von Bedeutung, daß das geformte Polymere eine Kristallinität von mindestens 15 bis 30% besitzen muß, damit der Formkörper günstige mechanische Eigenschaften, vor allem eine befriedigende Formbeständigkeit bei höheren Temperaturen, besitzt (Niederl. Patentanmeldung 65-15 263).A similar known method involves molding polyethylene terephthalate with relatively high viscosity, the molded article subjecting an additional heat treatment to increase the degree of crystallinity of the polyester. It is important that the formed Polymers have a crystallinity of at least 15 to 30% must have favorable mechanical properties, especially satisfactory ones, so that the molding Dimensional stability at higher temperatures, possesses (Dutch patent application 65-15 263).

Beim Vakuumziehen von Platten oder Folien aus thermoplastischem Mateiral nimmt, wie bekannt, mit zunehmender Verformung die Stärke des Materials örtlich proportional zum Verformungsgrad ab. Dabei wird die Stärke des Materials oft in unzulässiger Weise, insbesondere an den Kanten zwischen dem Wandteil und dem Boden des Formkörpers sowie an den Ecken, verringert. Um dies zu vermeiden, kühlt man das Material örtlich, um es an diesen Stellen weniger stark verformbar zu machen. doWhen vacuum drawing sheets or foils made of thermoplastic material, it takes along, as is known As the deformation increases, the strength of the material is locally proportional to the degree of deformation. Included the strength of the material is often inadmissible, especially at the edges between the wall part and the bottom of the molded body as well as at the corners. To avoid this, you cool it Material locally in order to make it less deformable in these places. do

Das Kühlen von Platten oder Folien aus Polyäthylcnterephthalat hat jedoch den Nachteil, daß die Kristallisation des Polymeren an den entsprechenden Stellen verzögert bzw. verringert oder ganz verhindert wird. (,5The cooling of sheets or foils made of polyethylene terephthalate however, has the disadvantage that the crystallization of the polymer to the corresponding Places is delayed or reduced or completely prevented. (, 5

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß sich mit ihm einwandfreie, keine dünnen Stellen aufweisenden Formkörper aus Polyethylenterephthalat herstellen lassen.The object on which the invention is based is to develop the method according to the preamble of the claim to train that with him flawless, not having thin spots Have molded bodies made of polyethylene terephthalate.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of the patent claim.

Der Begriff Polyäthyleuterephthalat soll auch Mischpolymere umfassen, die nicht mehr als 10% von anderen Monomeren abgeleitete Polymereinheiten enthalten, zum Beispiel Monomereinheiten, die sich von anderen Säuren als der Terephthalsäure ableiten, wie Isophthalsäure, oder von anderen Diolen als Äthylcnglykol. Das verwendete Polyestermaterial kann auch Zusätze enthalten, zum Beispiel Füllstoff, Pigmentsioffe oder Stabilisatoren.The term polyethylene terephthalate is intended to include copolymers that are not more than 10% of others Monomerically derived polymer units contain, for example, monomer units that are different from others Acids derived from terephthalic acid, such as isophthalic acid, or from diols other than ethylcnglycol. The Polyester material used can also contain additives, for example fillers, pigments or Stabilizers.

Während beim Vakuumziehen von Platten oder Folien aus üblichen thermoplastischen Kunststoffen, wie Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polystyrol, örtlich begrenztes stärkeres Erhilzcn zu einer größeren Verformbarkeit der höher als die übrigen Plattenteile crhitzten Stellen führt, zeigt eine solche örtliche Überhitzung bei Polyäthylcnterephlhalatplatten überraschenderweise die entgegengesetzte Wirkung. Dies kann darauf zurückgeführt werden, daß an den stärker erhitzten Stellen der Platten bzw. Folien aus praktisch amorphem Polyethylenterephthalat die Kristallisation des Polymeren im Vergleich zu den nicht zusätzlich erhitzten Teilen der Platten bzw. Folien in hinreichend starkem Maße einsetzt bzw. fortschreitet, um die plastische Verformbarkeit dieser höher erhitzten Stellen in angemessener Weise zu verringern, bevor die Formgebung stattfindet. Der Knstallinitäisgrad und dementsprechend die Abnahme der plastischen Verformbarkeit werden in der Hauptsache durch die Temperatur und die Haltezeil bei dieser Temperatur bestimmt. Das Temperalurprofil in der zu ziehenden Platte bzw. Folie, d. h. das gewünschte Muster der plastischen Verformbarkeit, hängt von der Form und der Wandstf.rkc des durch Vakuumziehen daraus herzustellenden Gegenstandes ab. Auch die Viskosität des als Ausgangsmaterial verwendeten Polymeren spieli eine Rolle, da ein hochviskoses Polymeres langsamer kristallisiert als ein Polymeres mit einer verhältnismäßig geringen Viskosität. Die im Einzelfall günstigsten Bedingungen lassen sich jedoch mit wonigen Versuchen ermitteln.While vacuum drawing of sheets or foils made of conventional thermoplastics, such as Polyvinyl chloride, polyethylene or polystyrene, locally limited stronger aid to a larger one Deformability of the areas heated higher than the rest of the plate parts shows such a local one Surprisingly, overheating of Polyäthylcnterephlhalatplatten the opposite effect. This can be attributed to the fact that to the stronger heated areas of the plates or foils made of practically amorphous polyethylene terephthalate cause crystallization of the polymer in comparison to the parts of the plates or foils that are not additionally heated to a large extent begins or progresses to the plastic deformability of these more heated Decrease spots appropriately before shaping takes place. The degree of initiation and accordingly the decrease in plastic deformability are mainly due to the Temperature and the holding line determined at this temperature. The temperature profile in the to be drawn Plate or foil, d. H. the desired pattern of plastic deformability depends on the shape and shape the wall stf.rkc of the object to be manufactured from it by vacuum drawing. Also the viscosity The polymer used as the starting material plays a role as it is a highly viscous polymer crystallizes more slowly than a polymer with a relatively low viscosity. In the individual case However, the most favorable conditions can be determined with several tests.

Die Platten oder Folien können mit Hilfe von Infrarotstrahlern erhitzt werden, mit denen auch das Innere des Materials rasch auf die gewünschte Temperatur gebracht werden kann. So kann eine hinreichend große Anzahl einzeln zu regelnder, verhältnismäßig kleiner Infrarotstrahler über der zu erhitzenden Platte oder Folie angeordnei und die Wärmestrahlung der einzelnen Strahlungsquellen so eingeregelt werden, daß das Material das gewünschte Tempeaturprofil erhält. Das Vakuumziehen kann nach jedem beliebigen bekannten Verfahren ausgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe von Matrizen und/oder Patrizen.The plates or foils can be heated with the help of infrared heaters, with which the Inside the material can be quickly brought to the desired temperature. So can a Sufficiently large number of individually regulated, relatively small infrared emitters above the heating plate or foil and the thermal radiation of the individual radiation sources so adjusted so that the material receives the desired temperature profile. The vacuum drawing can after any known method can be carried out, for example with the aid of matrices and / or Patrices.

Anhand des nachstehenden Beispiels wird die Erfindung weiter erläutert.The invention is explained further with the aid of the following example.

example

Eine 2,45 mm starke Piatte aus amorphem Polyäthylentcrephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,95 (gemessen in einer l(gcw.)%igen Lösung in m-Kresol bei 25°C) mit den Abmessungen 500 χ 900 mm wird in eine Vakuumpresse mit Stcmpelunterstüt/ung (Sendler, Typ 1060 DS) eingeleg..A 2.45 mm thick plate made of amorphous polyethylene trephthalate with a relative viscosity of 1.95 (measured in a 1 (gcw.)% solution in m-cresol at 25 ° C) with the dimensions 500 χ 900 mm is placed in a vacuum press with punch support (Sendler, Type 1060 DS) inserted.

1717th

Aus der Platte wird ein Oberteil für eine Anrichte gezogen, das in 70 mm Abstand von einer der Schmalseiten ein versenktes Becken mit den Seitenmaßen 340 χ 370 mm aufweist, wobei die Tiefe 160 mm beträgt.An upper part for a sideboard is pulled out of the plate, which is 70 mm away from one of the The narrow sides have a sunk basin with the side dimensions 340 χ 370 mm, the depth 160 mm amounts to.

Die zu ziehende Platte wird etwa 1 Minute unter einer Gruppe von Infrarotstrahlern erhitzt, worauf das Vakuumtiefziehen durchgeführt wird, indem man den Hilfsstcmpel absenkt, die Matrize anhebt und den Unterdruck anlegt. Hierauf wird der HilfsStempel wieder angehoben und tier geformte Gegenstand nochmals etwa l'/:>-2Min. mit den Infrarotstrahlern erhitzt.The plate to be pulled is heated under a group of infrared radiators for about 1 minute, whereupon the Vacuum deep drawing is carried out by lowering the auxiliary punch, lifting the die and pressing the Applies negative pressure. Then the auxiliary punch is raised again and animal-shaped object again about l '/:> - 2min. with the infrared heaters heated.

Schließlich läßt man den so hergestellten Formkörper in der Form etwa 1 Minute abkühlen, Der gesamte Formvorgang einschließlich des Erhitzens der Platte dauert etwa 5 Minuten. Man erhält eine Schale aus einem Polymeren mit einem Kristallinitätsgracl von etwa 30%.Finally, the molded body produced in this way is left cool in the mold for about 1 minute. The entire molding process including heating the plate takes about 5 minutes. A shell made of a polymer is obtained with a degree of crystallinity of about 30%.

Es werden zwei Versuche durchgeführt:Two experiments are carried out:

A) Mit gleichmäßigen Erhitzen der ganzen Platte undA) With even heating of the whole plate and

B) mit intensiverer Bestrahlung desjenigen Abschnitts der Platte, der zu dem versenkten Becken vcrformt wird.B) with more intensive irradiation of that section the plate that will be molded into the sunken basin.

D'c Temperatur und die Krisiallinilül der Platten im Augenblick des Vakuumziehens (gemessen bei Vcrglcichsversuchen mit auf analoge Weise erhitzten und schlagartig abgekühlten Platten) sind wie folgt:D'c temperature and the Krisiallinilül of the plates im Moment of vacuum drawing (measured in comparison tests with and heated in an analogous manner abruptly cooled plates) are as follows:

6 A O6 A O

A) Temperatur IIO"C und Kristallinitäl 1-2% über die gesamte Platte;A) Temperature 110 "C and crystallinity 1-2% above the entire plate;

B) im normal erhitzten Teil der Platte betrügt die Temperatur etwa HO⁰C und die Kristallinitäl 1-2%, während in dem zusätzlich erhitzte^! Abschnitt die Temperatur bei I3O"C und die Kristallinitätbei 15% liegt.B) in the normally heated part of the plate the temperature is about HO ⁰ C and the crystallinity 1-2%, while in the additionally heated part of the plate Section the temperature is at I3O "C and the crystallinity is 15%.

Die bei den beiden Versuchen hergestellten Formkör-The moldings produced in the two tests

ίο per bestehen im allgemeinen aus einem Polymeren mitίο consist generally of a polymer with

gleichmäßiger Kristallinilät, weisen jedoch an den Wänden und am Boden folgende Stärkeunterschiede auf:uniform crystallinity, but point to the Walls and floor have the following differences in thickness:

Wandstürke, mmWall thickness, mm

Bodenstärke mmFloor thickness mm

1,00-1,55
1,20-1,301.00-1.55
1.20-1.30

1,20-1,30
1,30-1,501.20-1.30
1.30-1.50

,ο Außerdemwcist der beim Versuch A) erhaltene Formkörper im Gegensatz zu dem bei Versuch B) hergestellten Formling an den Ecken und den Kanten zwischen Boden und Wand des Beckenteiles sehr dünne und transparente Stellen auf., ο In addition, is the one obtained in experiment A) Moldings in contrast to the molding produced in experiment B) at the corners and edges between the bottom and the wall of the pelvic part there are very thin and transparent spots.

2s Diese Ergebnisse zeigen eindeutig, daß mit Hilfe des Verfahrens der Erfindung eine extreme und ungleichmäßige örtliche Störverminderung des gezogenen Materials verhindert werden kann.2s These results clearly show that with the help of the Method of the invention an extreme and uneven local noise reduction of the drawn Material can be prevented.

Claims

Claim:

A process for the production of moldings of polyethylene terephthalate by vacuum drawing of plates or sheets of virtually amorphous at 90 to 12O ⁰ C preheated polyethylene terephthalate, characterized in that order in the parts of the sheets or films, which are deformed during the vacuum drawing the most, by their more heating At least 20 degrees above the temperature of the other plate or film parts, the crystallization of the polymer compared to the not more heated plate or film parts takes place to the extent that the plastic deformability of the more heated parts is reduced in the desired manner.