DE1814312A1

DE1814312A1 - Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunststoffgegenstaenden

Info

Publication number: DE1814312A1
Application number: DE19681814312
Authority: DE
Inventors: Coffman Paul Mahoney
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1967-12-14
Filing date: 1968-12-12
Publication date: 1969-06-26
Also published as: NL6817814A; GB1184647A; JPS4811817B1; FR1594414A; BE725330A; US3532786A

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHEIL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V. Qarel van Bylandtlaan 3o, Den Haag / Niederlande

betreffend

Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunststoffgegenständen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunststoffgegenständen, wie Kästen und Kannen, durch Streckformen (Tiefziehen des Kunststoffes im festen Zustand). Das Verfahren besteht darin, daß man eine ■ Platte oder Scheibe aus thermoplastischem Kunststoff im festen Zustand an ihrer Peripherie einspannt, auf die Platte innerhalb des eingespannten Teiles einen Stempel herunterdrückt, bis die unter dem Stempel befindliche Kunststoffmasse unter Spannung ausgezogen ist. Die Seitenwände des so erhaltenen Behälters sind in Richtung des Zuges orientiert. Dieses Verfahren wird im folgenden als "Streckformen" (oder "Tiefziehen") bezeichnet.

ORIGINAL INSPECTED

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Beim Streckformen von vorwiegend kristallinen Thermoplasten hat es sich gezeigt, daß sich bei einem Streckverhältnis bis zu etwa 1,25 s 1 ein relativ konstantes Verhältnis zwischen der.Dicke der Originalplatte und der Dicke der Seitenwände des hergestellten Gegenstandes einstellt, das unabhängig von der Ziehtiefe ist. Das zu beobachtende Dickenverhältnis ist charakteristisch für den betreffenden thermoplastischen Kunststoff und entspricht ungefähr dem sogenannten "natürlichen Streckverhältnis" des Materials. Im Fall von Polypropylen liegt dieses Verhältnis beispielsweise bei etwa 6:1. (Unter "Streckverhältnis" ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser bzw. der durchschnittlichen Seitenlänge der Platte und der Länge des Ziehweges, bei dem die Seitenwände gebildet werden, zu verstehen. Der Ausdruck "Streckverhältnis" wird gewöhnlich beim Verstrecken von Fäden angewandt und bedeutet dort das Verhältnis der endgültigen länge nach dem Verstrecken zu der ursprünglichen Länge bzw. das Verhältnis des Deniers eines Fadens nach dem Verstrecken zu dem Denier vor dem Verstrecken. Kristalline, im wesentlichen unorientierte Fasern zeigen beim Verstrecken im festen Zustand einen "Kröpfungs"-effekt, d.h. die nicht verstreckten und die verstreckten Teile derartiger Fasern werden getrennt durch einen schulterartigen Absatz, an welchem die Faser eingeschnürt ist. Das "natürliche Streckverhältnis" ist dasjenige Verhältnis, bei welchem die ganze Faser auf den verringerten Durchmesser verstreckt ist, den sie von Natur aus anzunehmen strebt. Allgemeiner ausgedrückt ist das natürliche Streckverhältnis das Streckverhältnis an der Stelle in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm, wo die Zugbelastung nach dem zweiten oder niedrigeren Haltepunkt scharf ansteigt; diese Definition findet sich in ASTM "Standard on Plastics», Appendix II, D 628).

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Es ist eine Folge dieses Effektes, daß man Gegenstände mit Boden- und Seitenwänden von ungefähr gleicher Dicke erhält, wenn beim Tiefziehen das Ziehverhältnis etwa 1,25:1 beträgt, was bei vielen Gegenständen angebracht ist. Man kann auf diese Weise daher auch viele typische Gebrauchsartikel, wie Gefäße und tiefe Kästen, ausformen. Handelt es sich jedoch um die Herstellung eines verhältnismäßig flachen Gegenstandes von geringer Ziehtiefe, wie einen Kasten mit relativ niedrigen Seitenwänden, z.B. eine Schublade, so zeigt sich, daß beim Tiefziehen der Boden viel zu dick wird. Diese Methode ist dem Streekformungs- oder Tiefziehverfahren, bei welchem die Gegenstände unter Spannung ausgeformt werden, eigen- ^ ttimlich. "

Eine weitere Konsequenz des oben beschriebenen Effektes j ist, daß man durch Streckformen keine Gegenstände von größerer Ziehtiefe ausformen kann, bei denen die durchschnittliche Wanddicke wesentlich größer ist als etwa 1/5 oder 1/6 der Dicke der Ausgangsplatte.

Demgegenüber gelangt man mit Hilfe des erfindungsge- I mäßen Verfahrens zur Herstellung von hohlen Gegenständen durch Streckformen von Thermoplasten in festem Zustand zu Gegenständen, bei denen das Verhältnis der Dicke von Boden und

Seitenwänden willkürlich gesteuert werden kann, vorzugsweise ä so, daß sie im wesentlichen einheitlich dicke Böden und Seitenwände aufweisen. Das Verfahren arbeitet vorzugsweise mit relativ niedrigen Streckverhältnissen, z.B. zwischen o,2:1 und 1:1.

Das Verfahren gestattet ferner die Herstellung von Gegenständen aus festem Kunststoff, deren Seitenwände eine Dicke aufweisen, die bis zur Dicke der ursprünglichen Platte reicht.

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ORKaINAL INSPECTED

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Dae erfindungsgemäße Verfahren zum Ausformen eines hohlen thermoplastischen Gegenstandes im festen Zustand besteht darin, daß man eine Platte aus thermoplastischem Kunststoff in festem Zustand an ihrer Peripherie einspannt, auf diese Platte innerhalb des eingespannten Teiles einen Stempel aufsetzt und diesen nach unten drückt, so daß die unterhalb des Stempels befindliche Kunststoffmasse der Platte unter Spannung ausgezogen wird; gekennzeichnet 1st das Verfahren dadurch, daß der unter dem Stempel liegende Teil der Platte eine Ausnehmung aufweist, die kleiner ist als die Unterseite des Stempels· Die Stelle und die Ausmaße dee durch die Ausnehmung abgeschwächten Bereiches sind in erster Linie abhängig von der Ausgestaltung des zu formenden Artikels (einschließlich der gewünsch-, ten Ziehtiefe) und lassen eich im Einzelfall leicht bestimmen·

Gemäß einer bevorzugten Durchführungeform des Verfahrene können flachgezogene Gegenstände mit im wesentlichen gleicher Seitenwand- und Bodendicke hergestellt werden, indem man von einer kreiescheibenförmlgen Kunststoffplatte ausgeht, bei welcher etwa 8 i» des Gesamtvolumens in Form einer kreisförmigen zentralen Vertiefung, entfernt sind, die etwa 1/4 der gesamten unter dem Stempel liegenden Fläche darstellt.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung näher erläutert.

Flg. 1 ist ein Längsschnitt durch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung, in welche eine eu verformende Kunststoffplatte eingespannt ist; der beim Streckformen entstehende Gegenstand ist durch gestrichelte Linien angedeutet·

Fig. 2 zeigt in Draufsicht eine nicht verformte, flache, kreisförmige Platte oder Scheibe.

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Pig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 durch die Platte nach Pig. 2.

Pig. 4 zeigt im Längsschnitt einen flachgezogenen Gegenstand, der durch Streckformen aus der Platte nach Pig. 2 und 3 hergestellt ist, wobei die gestrichelten Linien einen
Schnitt durch einen tiefgezogenen Artikel andeuten, wie man ihn aus der gleichen Platte erhalten kann.

Pig. 5 zeigt in Draufsicht eine Kreisscheibenplatte, die erfindungsgemäß eine zentrale Vertiefung aufweist.

Pig. 6 ist ein Querschnitt durch die Platte nach Pig. 5 entlang der Linie 6-6.

Pig. 7 ist ein Schnitt durch einen flachgezogenen Gegenstand, der durch Streckformen aus der Platte nach Pig. 5 und 6 erhalten wurde.

Pig. 8 zeigt in Draufsicht eine flache kreisförmige
Platte, bei welcher der Mittelbereich völlig entfernt ist,
so daß eine Ringscheibe übrigbleibt.

Pig. 9 ist ein Querschnitt entlang der Linie 9-9 von Pig. 8. "

Pig. 1o ist ein Schnitt durch einen Gegenstand, der erhalten wurde bei der Streckverformung der Platte nach Pig. 8 und 9.

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Die in Fig. 1 dargestellte Formpresse besteht aus einer Matrize 1o mit einem Hohlraum bzw. einer Kammer 11 und einer ringförmigen Aussparung 12, auf welcher eine Platte oder Scheibe W aufsitzt, die in der Mitte durch eine Ausnehmung verdünnt ist. Ein ringförmiger Haltekolben 13 zum Einspannen des Plattenrandes ist mit Hilfe nicht dargestellter Einrichtungen derart angeordnet, daß er in den erweiteiten Oberteil der Kammer eingreift und den äußeren Rand der Platte auf der ringförmigen Aussparung 12 festhält.

Ein Formstempel 15 ist derart angeordnet, daß er durch die zylindrische Öffnung 16 des Haltekolbens 13 hindurchgeht und auf den innerhalb des eingespannten Randes liegenden Teil der Scheibe W auftrifft. Der ringförmige Zwischenraum zwischen der Innenkante der Aussparung 12(bzw. der Zylinderwand der Kammer 11) und der Peripherie des unteren Endes des Formstempels 15 ist mindestens so breit, daß beim Ziehen die Seitenwand des Gegenstandes Platz hat.

Zwecks Vereinfachung wurden bei Fig. 1 eine Anzahl üblicher Merkmale weggelassen, die nicht wesentlich zur Erläuterung der Erfindung sind, z.B. Einrichtungen zum Wärmeaustausch und zum Flüssigkeitsdurchgang und dgl.Je*©* auch andere selbstverständliche Merkmale, z.B. Einrichtungen zum Bewegen und Führen des Haltekolbens 13 und des Formstempels 15 und zum Ausstoßen des geformten Gegenstandes sind in der Zeichnung nicht enthalten.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ziehverfahrens wird die Kunststoffscheibe bei einer Temperatur, die unter ihrem Kristallschmelzpunkt liegt, eingespannt. Der Haltekolben 13 wird dann auf den Rand aufgedrückt, wobei sein Axialdruck mindestens dazu ausreichen muß, 'lie Scheibe sicher gegen

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ι .

Ausspringen beim Ausformen des Gegenstandes festzuhalten. Durch die Einwirkung des Haltekolbens wird ggf. die Dicke dee Scheibenrandes beeinflußt; diese Beeinflussung reicht ▼on der Erhaltung der vollen Dicke· bis zu einem Zusammenpressen auf einen sehr dünnen Rand. Mit Hilfe in der Zeichnung nicht angegebener Einrichtungen wird dann der Stempel auf die Scheibe W herabgesenkt. Wenn der Stempel, nachdem er die Oberfläche der Scheibe berührt hat, noch weiter herabge-' drückt wird, so wird das unter seinem unteren Ende liegende Kunststoffmaterial unter Spannung herabgezogen und bildet die Seitenwand S des Formlinge. Der Umriß eines durch einen flachen Ziehvorgang erhaltenen Gegenstandes ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien als W angegeben.

Nach Beendigung des Ziehvorgangs wird der Stempel zurtiekgeeogen und der ausgeformte Gegenstand durch nicht dargestellte Einrichtungen, z.B. durch eine Ausstoßramme, einen Flüssigkeitsdruckstoß, aus der Form entfernt, soweit nicht von vornherein eine mehrteilige Form verwendet wurde.

Die Figuren 2 bis 1o, zusammen mit Tabelle 1, verdeutlichen die Beziehung zwischen der Form der Platte oder Scheibe und der Form des durch Tiefziehen erhaltenen Gegenstandes, wobei gleichmäßig dicke Platten den erfindungsgemäß ausgestalteten Platten gegenübergestellt sind. Bei den Figuren " ist EU berücksichtigen, daß kleine Schwankungen in der Dicke, die an den Wänden oder am Boden des Gegenstandes auftreten können, der Einfachheit halber nicht berücksichtigt wurden.

Bei dem in Fig. 1o dargestellten Formling entspricht die Wanddicke, unabhängig von der Tiefe des Ziehvorganges, der Dicke der Platte.

Die für die Platten und die Formlinge gemäß Fig. 2 bis 1o maßgebenden Dimensionen sind der Tabelle 1 zu entnehmen.

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ORIGINAL INSPECTED Tabelle 1

(Dimensionen in Zentimeter)

Figuren 2-4

unveränderte Platten

Figuren 5-7 erf.gemäße Platte

Figuren 8-1ο erf.gemäße Platte (Ringform)

	Dicke der Platte	t	1,524	o,762	t¹	1,524	o,762
<D O	Dicke des Plattenzentrums				t_c'	1,o16	o,5o8
to OO	äußerer Durchmesser	OD	3o,48	3o,48	OD'	3o,48	3o,48
co	Durchmesser des verreckten Bereiches	D	25,4o	25,4o	D»	25,4o	25,4o
Ί18	Durchmesser des dünneren Bereiches				V	12,7o	12,7o
	Flachziehen
	Ziehtiefe	L₁	12,7o	12,7o		12,7o	12,7o
	Ziehverhältnis	L₁Zd	o,5	o,5	I₁ ¹/]	D» o,5	. o,5
	Wanddicke	t	o,254	0,127	t·	o,5o8	o,254
	Bodendicke		1,o16	o,5o8	^tfBl	o,5o8	o,254
	Tiefziehen
	Ziehtiefe		31,75	31,75
	Ziehverhältnie		1,25	1,25
I	Wanddicke	t	0,254	o,127
	Bodendicke		o,254	o,127

t" 1,524 o,762

t_c ⁿ o o

OD" 3o,48 3o,48

D" 25,4o 25,4o

D₁" 12,7o 12,7o

6,55ca.6,35 0,2S cao,25 1,524 0,762

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Aus der Zeichnung (Figuren 2 bis 4) und der Tabelle 1 geht hervor, daß man aus der unveränderten Platte beim Tiefziehen (Streckverhältnis 1,25:1) einen Gegenstand erhält, bei dem die Seitenwände und der Boden im wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen; verformt man dagegen die Platte nach Fig. 3 nur relativ flach (Streckverhältnis o,5:1), so erhält man einen Formling, dessen Wand zwar/die gleiche Dicke wie die-. jenige des tiefgezogenen Formlinge aufweist, dessen Boden jedoch wesentlich dieker ist.

Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Platte ent- Λ

spricht der Platte nach den Figuren 2 und 3₉ weist jedoch in der Mitte eine Vertiefung auf. In Tabelle 1 ist bei der erfindungsgemäß abgeänderten Platte diese zentrale Vertiefung kreisrund; ihr Durchmesser beträgt die Hälfte des Durch-

Fläche
messers, ihre 1/4 der Fläche des unter dem Stempel liegenden Bereiches der Platte. Die Dicke des durch die Ausnehmung geschwächten Plattenteiles beträgt noch 2/3 der Gesamtdicke. In dem unter dem Stempel liegenden Bereich hat die erfindungsgemäß abgeänderte Platte daher etwa 8 $ weniger Material als die ursprüngliche Platte.

Fig. 7 und Tabelle 1 zeigen, daß beim flachen Verformen der erfindungsgemäßen Platte (Ziehverhältnis o,5:1) ein ™

Gegenstand entsteht, bei dem die Wände und der Boden im wesentlichen gleich dick sind. Aus Fig. 7 und Tabelle 1 geht ferner hervor, daß beim Streckformen der Platte nach Fig. 5 und 6 die Wanddicke größer ist (im vorliegenden Falle doppelt so groß) als die Wanddicke, die man beim Streckformen einer nicht abgeänderten Platte von gleicher Dicke erhält. Wie also aus Tabelle 1 hervorgeht, kann man einen flachgezogenen Gegenstand einer gegebenen Wanddicke aus einer wesentlich

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dünneren Platte ausformen, wenn man eine erfindungsgemäß mit einer Ausnehmung bzw. Vertiefung versehene Platte verwendet. Man kommt dann zurgleichen Wanddicke wie mit einer unveränderten Platte bisheriger Form.

Aus Fig. 1o und Tabelle 1 ist ersichtlich, daß man bei Verwendung von flachen, ringförmigen Platten offene Rohre oder Flanschen erhalten kann, deren Wanddicke die gleiche ist wie die Dicke der Einsatzplatte. Die ringförmige Platte nach Fig. 8 und 9 (Dimensionen nach Tabelle 1) kann modifiziert werden durch Verengen der zentralen Öffnung, relativ zur Gesamtfläche. Hierdurch wird dann beim Tiefziehen auf die Seitenwände eine Spannung ausgeübt, die ausreicht zur Bildung eines Gegenstandes, dessen Seitenwände dünner sind als die ursprüngliche Platte und der einen ganz oder teilweise offenen Boden hat.

Die Figuren 2 bis 4 und die Tabelle 1 zeigen das konstante Verhältnis zwischen der Dicke der eingesetzten, gleichmäßig dicken Platte und derjenigen der Seitenwände des Gegenstandes. Im dargestellten Falle beträgt die Wanddicke 1/6 der Plattendicke. Eine Verringerung der Dicke in dieser Größenordnung ist beim Streckformen unvermeidlich, wenn die Seitenwand aus einem Material gebildet wird, das unter Spannung aus der ursprünglichen Plattenmasse ausgezogen wird.

Aus Tabelle 1 geht weiter hervor, daß bei der erfindungagemäßen Platte der geschwächte Mittelteil während des Streckformens wesentlich dünner wird und daß bei dem resultierenden Gegenstand die Dicke der Seitenwand wesentlich mehr beträgt als 1/6 der Plattendicke.

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Selbstverständlich zeigen die durch Streckformen hergestellten Gegenstände nicht überall die genau gleiche Wanddicke, und bei der Herstellung ergeben sich kleine Schwankungen im Verhältnis von Wand- zu Bodendicke, die beispielsweise durch Änderungen im Reibungskoeffizienten zwischen Stempel und Platte begründet sein können. Andererseits konnte die etarke Beeinflussung des Verhältnisses zwischen Wand- und Plattendicke, die das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, mit Hilfe anderer Modifikationen des Streckformverfahrens nicht erreicht werden.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung mittels Messungen, die an flachgezogenen Gegenständen, wie sie aus einer unveränderten und einer erfindungsgemäß veränderten Platte erhalten wurden, vorgenommen wurden. Die Einsatzplatten bestanden aus handelsüblichem isotaktischem Polypropylen und waren in beiden Fällen Kreisscheiben von rund o,96 cm Dicke und 3o,48 cm Durchmesser. Die erfindungsgemäß abgeänderte Scheibe wies eine zentrale Vertiefung von 15,24 cm Durchmesser und ο,32 cm Tiefe auf, so daß der Mittelbereich der Scheibe nur noch o,63 cm dick war. Die Kanten der Vertiefung waren abgerundet. Die Platten wurden in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei einer Temperatur von 16o°C tiefgezogen, wozu ein Stempel von 27,94 cm Durchmesser mit Nylonspitze benutzt wurde. Die Lücke zwischen der Formwand und dem Stempel war o,38 cm weit. Die Wanddicke der gebildeten Gegenstände wurde an verschiedenen Punkten, umlaufend um den Umfang dee Gegenstandes Jierum, in Intervallen von je 2,54 cm Abstand vom oberen Rand gemessen. Die resultierenden Durchschnittswerte sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

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ORIGINAL INSPECTED

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Bei dem in Tabelle 2 angeführten, aus der Platte mit zentraler Vertiefung geformten Gegenstand war der zentrale Bereich der Einsatzplatte stärker geschwächt als nötig gewesen wäre, um einen Gegenstand von einheitlicher Wand- und Bodendicke herzustellen. Ein zentraler Bereich von etwa dem gleichen Durchmesser, jedoch geringerer Tiefe, 'etwa zwischen 0,63 und o,76 cm, hätte zu einem Formling geführt, dessen Bodendicke im wesentlichen gleich der Wanddicke gewesen wäre.

In Tabelle 2 ist auch die Wanddicke eines Gegenstandes angegeben, der durch Streckformung einer gleichmäßig dicken, unveränderten Platte erhalten worden war, wobei diese Platte bei einer Ziehtiefe von etwa 16,51 cm in den ersten 5 cm auf ' etwas über 1/3 und dann allmählich bis zu etwa 1/6 der Scheibendicke ausgezogen worden war. Die Wanddicke des aus der erfindungsgemäß abgeänderten Platte hergestellten Gegenstandes war dagegen praktisch einheitlich Über die ganze Länge und betrug etwa 1/3 der Dicke des nicht geschwächten Teiles der Scheibe bzw. etwa die Hälfte der Dicke des geschwächten Zentralteiles.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ganz allgemein anwendbar auf thermoplastische Kunststoffe, die normalerweise in kristallisierter oder teilweise kristallisierter Form vorliegen. Diese Stoffe sind gekennzeichnet durch eine Spannungs-Dehnungskurve, die einen Rückgang der Zugbeanspruchung unmittelbar nach dem ersten Haltepunkt, einen Abfall, der Zugbeanspruchung zu dem zweiten Haltepunkt hin und einen darauffolgenden Anstieg der Zugbeanspruchung, im wesentlichen oberhalb des ersten Haltepunktes, anzeigt. Solche Polymerisate sind charakteristisch zur Verwendung als Textilfasern und gekennzeichnet durch den Abschnüreffekt, der zu einer Verdünnung des betreffenden Gegenstandes, z.B. der Faser, führt,

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wenn man ihn im festen Zustand bis zu einer Oberflächenreduktion verstreckt, die für das Polymer charakteristisch ist, Derartige Polymere sind beispielsweise das handelsübliche, vorwiegend isotaktische Polypropylen, Polyäthylen von hoher Dichte, Polyamide (Nylon), Polyester und dgl. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft beim Arbeiten mit Polyolefinen, wie isotaktischem Polypropylen oder stoßfest gemachtem Polypropylen einschließlich Blockcopolymerisaten mit anderen Olefinen und Polyäthylen von hoher Dichte,

Folgt Tabelle 2

-H-

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Tabelle 2

unveränderte Platte

Plattendimensionen in Zentimeter: Plattendicke

Plattendicke in der Mitte Durchmesser des Streckbereiches Durchmesser der Ausnehmung Ziehtiefe

Mittlere Wanddicke und Verhältnis zur Plattendicke

Zentimeter von oben

2,54

5,o3

7,62 1o,16 12,7o 15,24

Durchschnitt

Durchschnitt der letzten 1o,17 cm

Mittlere Bodendicke und Verhältnis zur Plattendicke

Platte mit zentraler Aus-

dehnung

o,952 o,952 27,94

ca. 16,51

Dicke

o,378 o,262 o,213 0,185 o,17o o,165

o,228 o,183

o,571

Verhältnis Dicke

o,4o

o,37
o,22
o,18
o,18
o,17

o,24
o,18

0,60

o,337

o,325 o,3o4 o,3oo o,33o o,3o4

o,318 o,31o

o,1 o2

o,952 0,635. 27,94 15,24 ca. 16,51

Verf.zum nicht verdünnten Plattenteil

o,35

o,34 o,32 o,31 o,35 o,32

o,33 o,33

Verf. zum

verdünnten

Plattenteil

o,53

o,51 o,48 o,47 o,52 o,48

o,5o

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Erfindungsgemäß wird der Streckform- oder Tiefziehprozeß bei einer Temperatur durchgeführt, bei welcher das Polymer in festem Zustand vorliegt, d.h. unterhalb des Krietallechmelzpunktes von kristallinen Polymerisaten. Es kann eweckmäßig sein, das Polymerisat bei erhöhter Temperatur zu verformen» vorausgesetzt daß diese Temperatur unterhalb des Kristallschmetepunktes liegt, z.B. 2,8⁰C oder mehr unterhalb dieses Punktes. Wesentliche Voraussetzung ist, daß die Polymerisate im festen Zustand bleiben, da sonst der gewünschte Orientierungseffekt nicht erreicht wird. Pur Polypropylen sind beispielsweise Temperaturen zwischen 15 und 166⁰C geeignet, wobei der Bereich 138 bis 166 C bevorzugt ist.

Zur Erzeugung des erfindungsgemäßen geschwächten zentralen Plattenbereiches verringert man die Dicke des zentralen Bereiches der Platte oder Scheibe gegenüber dem stehenbleibenden Bereich. Hierzu kann jede gewünschte Technik verwendet werden; man kann z.B. eine gleichmäßig dicke Platte oder Scheibe ausfräsen oder prägen oder man kann gleich die gewünschte Form durch Press- oder Injektionsformung herstellen.

Bei einem anderen Herstellungsverfahren für derartige Scheiben wird eine entsprechend geformte Scheibe, z.B. eine flach ringförmige Scheibe, auf eine gleichmäßig dicke Scheibe aufgeschweißt, so daß man eine Scheibe der gewünschten Form erhält. Die beiden Scheiben können von gleicher Zusammensetzung oder aus verschiedenen Stoffen gefertigt sein. Im letzteren Falle erhält man Gegenstände aus Schichtstoff, laminate von mehr als zwei Schichten können ebenfalls beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

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Eine weitere Methode, einen schwächeren Mittelbereich zu erzeugen» besteht darin, daß man den Fließwiderstand im mittleren Bereich der Scheibe ohne Änderungen ihrer Dimensionen verringert, was beispielsweise geschehen kann durch Erwärmen des Mittelteiles der Scheibe, der dann beim Streckformen wesentlich, z.B. ui
der Scheibe.

lieh, z.B. um mindestens 2,8⁰C, wärmer ist als der übrige Teil

Vorzugsweise setzt man die genaue Form und Größe des dünner gehaltenen Zentralbereiches in jedem Einzelfall neu fest, Die Maße der Vertiefung hängen in erster Linie von der für den Gegenstand gewünschten Konfiguration, insbesondere von der ge<wünschten Ziehtiefe ab, aber auch von dem "natürlichen Streckverhältnis¹¹ des betreffenden Polymerisates und den Arbeitsbedingungen einschließlich Temperatur und relativem Reibungskoeffizient zwischen Polymerisat und Stempeloberfläche. Der dünner gehaltene Zentralbereich der Platte oder Scheibe nimmt 2o bis 60 $> der gesamten unter dem Stempel befipdlichen Fläche ein. Seine Dicke liegt zwischen 5o und 9o f> der Dicke der Scheibe im nicht geschwächten Zustand· Das Volumen der Ausnehmung, verglichen mit dem Volumen einer entsprechend großen unveränderten Platte oder Scheibe, beträgt zweckmäßigerweise 3 bis 25 *.

Gemäß einer anderen Durchftihrungsform ist der Zentralbereich der Scheibe völlig entfernt. Beim Streckverformen einer

derartigen Ringscheibe kann man einen Formling erhalten, dessen Wanddichte ungefähr gleich der Dichte der Scheibe ist, wie dies in den Figuren 8 bis 1o dargestellt ist.

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Das Streckverformen von Platten oder Scheiben, "bei welchen die Dicke des geschwächten Mittelteiles zwischen Null und etwa 5o ^ der Dicke des nicht geschwächten Teiles liegt, führt meist zu Gegenständen, bei welchen die Wanddicke wesentlich größer ist als die Bodendicke. Auch die Verwendung derartiger Platten oder Scheiben fällt unter die Erfindung.

Bei Verwendung von Kreisscheiben ist der dünner gehaltene oder geschwächte Mittelbereich normalerweise ebenfalls kreisförmig. Vorzugsweise sind seine Kanten abgerundet, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Der Radius der Abrundung ist nicht kritisch; er kann im Bereich zwischen o,32 und o,42 cm liegen, so daß die Abrundung etwa 1/4 oder die Hälfte der Tiefe der Ausnehmung darstellt.

Erfindungsgemäß kann man auch die Dicke der Platte an verschiedenen Stellen variieren oder sie an anderen Stellen als im Zentralbereich schwächen, um ein selektives Ziehen des Polymers aus den geschwächten Bereichen zu erreichen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1,) Verfahren zum Ausformen eines hohlen thermoplastischen Gegenstandes im festen Zustand, wobei eine Platte aus thermoplastischem Kunststoff in festem Zustand an ihrer Peripherie eingespannt, auf diese Platte innerhalb des eingespannten Teiles ein Stempel aufgesetzt und dieser nach unten gedrückt wird, so daß die unterhalb des Stempels befindliche Kunststoffmasse . der Platte unter Spannung ausgezogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Platte verwendet, deren unter dem Stempel liegender Teil eine Ausnehmung oder Vertiefung aufweist, die kleiner ist als die Unterseite des Stempels.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Platte verwendet, bei welcher der geschwächte Teil ein dünner gehaltener Bereich ist, der eine Ausdehnung von 2o bis 60 $> der Bodenfläche unter dem Stempel und eine Dicke von 1o bis 5o <$> der Dicke des ungeschwächt bleibenden Teiles der Platte aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Platte eine flache Kreisscheibe verwendet, deren schwächer gehaltener Teil ebenfalls flach

und kreisförmig ist·.

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4· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß.man das Verhältnis zwischen der Wegstrecke bei der Abwärtsbewegung des Stempels und dem Durchmesser des unteren Kontaktbereiches des Stempels auf der Platte auf o,2 bis 1 einstellt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η eeiehnet _f daß man eine Platte oder Scheibe verwendet, die eine zentrale öffnung aufweist, welche kleiner ist als die Bodenfläche des Stempels.

8647

ORIGINAL INSPECTED

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