DE1926204A1 - Rotation moulding process - Google Patents

Rotation moulding process

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Abstract

Rotating-melting method for moulding components, esp. for containers and hollow objects from thermoplastics esp. PVC and high molecular olefine polymers. These plastics are reinforced by a completely embedded reinforcing net. For making containers e.g. relatively large containers for transporting corrosive liquids, chassis parts, mud-guards, building components, swimming pool linings etc. The reinforcement in the plastic ensures that filled containers do not deform in cold state under the weight of the filling alone.

Description

Rotationsschmelzverfahren und damit hergestellte Formteile Das Rotationsschmelzverfahren ist ein neueres Verfahren zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere PVC und hochmolekularen Olefinpolymeren. Es dient in erster Linie zur Herstellung von Hohlkörpern und Formteilen, bei denen gleichmäßige Wandstärke erwünscht wird. Das Formwerkzeug ist so eingerichtet, daß bestimmte Abschnitte der inneren Oberfläche indirekt beheizt oder gekühlt werden können. Das geschieht vorzugsweise mit Hilfe von Flüssigkeiten oder Wärmeträgern zur Beheizung bzw. zur Kühlung.Rotary melting process and molded parts produced with it The rotational melting process is a newer method for processing thermoplastics, in particular PVC and high molecular weight olefin polymers. It is primarily used for manufacturing of hollow bodies and molded parts where uniform wall thickness is desired. The molding tool is set up so that certain portions of the inner surface can be indirectly heated or cooled. This is preferably done with help of liquids or heat carriers for heating or cooling.

Die Oberflächenteile, an denen sich das Formteil bilden soll, werden beheizt. Wo Öffnungen frei bleiben sollen, wird die Form gekühlt bzw. nicht erwärmt, so daß sich die Schmelzmasse hier nicht ansetzen kann. Nach Einfüllen der Rotationsschmelzmasse, in der Regel als feines Granulat oder Pulver des thermoplastischen Kunststoffes, wird die Rotationsform langsam in zwei Ebenen rotiert, so daß die Schmelz-.The surface parts on which the molded part is to be formed will be heated. Where openings should remain free, the mold is cooled or not heated, so that the enamel cannot attach itself here. After filling the rotary melt, usually as fine granules or powder of the thermoplastic material, the rotational mold is slowly rotated in two planes so that the melting.

masse an alle Formwände gelangen kann. An den beheizten Teilen der Formwände schmilzt der Thermoplast nach und nach gleichmäßig auf und verschweißt unter Ausbildung der Wände des Formkörpers. Die Menge der Schmelzmasse ist nach der gewünschten Wandstärke des Formteils bemessen. Durch Schmelzproben kann ermittelt werden, zu welchem Zeitpunkt die Schmelzmasse optimal aufgeschmolzen ist und die Form zur Verfestigung des Formkörpers gekühlt werden kann.mass can get to all mold walls. On the heated parts of the The thermoplastic gradually melts the mold walls evenly and welds them together with the formation of the walls of the molding. The amount of enamel is after the dimension the desired wall thickness of the molded part. By enamel samples it can be determined at what point in time the melt was optimally melted and the mold can be cooled to solidify the molded body.

Weil es mit dem Rotationsverfahren möglich ist, auch verhältnismäßig große Wandstärken zu erzielen, dient dieses Verfahren insbesondere zur Herstellung größerer Behälter, wie z.B. Transportbehältern für aggressive Flüssigkeiten. In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß diese Behälter trotz der Tatsache, daß sie aus z.T. harten hochschmelzenden, Kunststoffen hergestellt sind, sogenannten "kalten FlussB zeigen und sich im gefüllten Zustand verformen. Es gilt dahar, die thermischen und mechanischen Gebrauchseigenschaften derartiger Formkörper zu verbessern.Because it is possible with the rotation process, also proportionally To achieve large wall thicknesses, this method is used in particular for production larger containers, such as transport containers for aggressive liquids. In Practice has now shown that these containers, in spite of the fact that they are made of partly hard, high-melting plastics, so-called "cold ones" Show flowB and deform when filled. It applies then, the thermal and to improve the mechanical properties of such shaped bodies.

Das geschieht erfindungsgemaß, in dem in diese Formteile aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Behälter und Hohlkörper, ein offenes Gitterwerk aus Metall, Holz oder mineralischen, natürlichen oder synthetischen Fasern eingebettet wird. Das Gitterwerk sollte wenigstens so offen sein, daß die feinen Teilchen der Schmelzmasse an die beheizten Formwände gelangen können, hier miteinander verschweissen, und die Wärme zum Aufbau der gewünschten Wandstärke nach innen Ubertragen können. Das ist der Fall, wenn die Öffzungen des Gitterwerks etwa 1 mm und größer sind. Das Gitterwerk kann beispielsweise die Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Geflechts aus den genannten Materialien haben oder als Lochplatte ausgebildet sein. An den Werkstoff dieser Einlagen ist die Forderung zu stellen} daß er bei der ~ Aufschmelztemperatur des verwendeten Thermoplasten noch beständig ist. Geeignete Werkstoffe sind z.B. Metall, wie Eisen, Aluminium, Kupfer, ferner textile Fasern aus natUrlichen oder synthetischen Rohstoffen und Mineralfasern, wie z.B. Glas oder Gesteinsfasern, sowie Holz, das vorzugsweise als Geflecht eingesetzt wird. Der Abstand von Kette und Schuss, z.B. bei Drahtgeweben, richtet sich genauso wie die Dimensionierung der Drahtstärke nach den gestellten Anforderungen, insbesondere den notwendigen Festigkeitswerten.This is done according to the invention in which these molded parts made of thermoplastic Plastic, in particular containers and hollow bodies, an open latticework made of metal, Wood or mineral, natural or synthetic fibers are embedded. The latticework should at least be so open that the fine particles of the molten mass can reach the heated mold walls, weld them together here, and can transfer the heat to the inside to build up the desired wall thickness. That is the case when the openings in the latticework are about 1 mm and larger. That For example, latticework can be in the form of a regular or irregular braid made of the materials mentioned or designed as a perforated plate. To the The material of these inserts is to be demanded that it is at the melting temperature of the thermoplastic used is still stable. Suitable materials are e.g. Metal, such as iron, aluminum, copper, as well as textile fibers made of natural or synthetic raw materials and mineral fibers, such as glass or rock fibers, as well as Wood, which is preferably used as a mesh. The distance between the warp and the weft, e.g. in the case of wire mesh, the same applies as the dimensioning of the wire thickness according to the requirements, in particular the necessary strength values.

Die gitterförmigen Werkstoffe werden in die Rotationsform eingelegt und beim Rotationsschmelzverfahren allseitig mit dem Thermoplasten überzogen. Um sicherzustellen, daß das Gitterwerk vollständig in die Schmelzmasse eingebettet ist, wird es zweckmäßig durch Abstandshalter aus wärmebeständigem Material in einem Abstand von o,l - lo mm in der Rotationsform fixiert. Damit kann zugleich die Wandstärke des Formteils eingestellt werden. Die Einlegeteile aus dem gitterförmigen Werkstoff können untereinander durch Verkleben oder Schweissen verbunden sein, und sie können erforderlichenfalls an stärkeren Trageelementen, z.B. an Winkeleisengestellen, befestigt sein. Diese können erhitzt in die Rotationsform eingebracht werden, wenn beabsichtigt ist, sie mit zu beschichten und der Wärmeübergang von den erhitzten Formwänden hierfür nicht ausreichen sollte. Sofern die gitterförmigen Werkstoffe aus einem schlecht wärmeleitenden Material bestehen, werden sie etwa in gleicher Weise, wie die thermoplastische Schmelzmasse erwärmt. Bestehen sie aus Metall, so wirken sie als zusätzliches Wärmellbertragungsele ment und verbessern die Wärmeübertragung von der Formwand auf die Schmelzmasse. Dadurch lassen sich ohne lokale Überhitzungen größere Wandstärken erzielen. Durch den Abstand der Einlage von den Formwänden, die Menge derihermoplastischen Schmelzmasse und die Temperaturverteilung ist es möglich, das eingelegte Gitterwerk beidseitig gleich oder einseitig stärker zu beschichten und bestimmte Teile des Formkörpers mit geringeren oder größeren Wandstärken auszubilden.The lattice-shaped materials are placed in the rotational mold and coated on all sides with the thermoplastic in the rotary melting process. Around ensure that the latticework is completely embedded in the melt is, it is expedient by spacers made of heat-resistant material in one Distance of 0.1 - 10 mm fixed in the rotational form. This also allows the wall thickness of the molding can be adjusted. The inserts made of the lattice-shaped material can be connected to one another by gluing or welding, and they can if necessary, attached to stronger support elements, e.g. to angle iron frames be. These can be heated into the rotary mold, if desired is to coat them with and the heat transfer from the heated mold walls for this shouldn't be enough. Unless the lattice-like materials from a bad consist of thermally conductive material, they are about the same as the thermoplastic Heated melt mass. If they are made of metal, they act as an additional heat transfer element ment and improve the heat transfer from the mold wall to the melt. This allows greater wall thicknesses to be achieved without local overheating. By the distance between the insert and the mold walls, the amount of thermoplastic melt and the temperature distribution, it is possible to have the inserted latticework on both sides equally or on one side to be coated more heavily and certain parts of the Molded body train with smaller or larger wall thicknesses.

Je nach dem Material des verwendeten gitterförmigen Werkstoffes, sowie der Abstandshalter, kann es zweckmäßig sein, diese mit Haftvermittlern oder Schweißhilfsmitteln zu versehen, bevor sie in die Rotationsform eingebracht werden, um die Haftung des thermoplastischen Kunststoffes zu verbessern.Depending on the material of the grid-like material used, as well as the spacer, it may be useful to use adhesion promoters or welding aids to be provided before they are introduced into the rotational mold in order to ensure the adhesion of the to improve thermoplastic plastic.

Zugleich lassen sich Gewebe aus Textilien oder Glasfasern so versteifen und straffen, daß sie nicht an den Formwänden anliegen, sondern den durch die Abstandshalter eingestellten Abstand behalten, Ebenso wie bei der Herstellung nicht verstärkter Formkörper nach dem Rotationsschmelzverfahren, wird auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Einfüllen der Rotationsschmelzmasse die Form erhitzt und langsam in der Größenordnung von 2 bis 50 Umdrehungen/Min. in mehreren Richtungen rotiert.At the same time, fabrics made of textiles or glass fibers can be stiffened in this way and tighten so that they do not rest against the mold walls, but through the spacers Keep the set distance, as well as when manufacturing not reinforced Shaped body according to the rotary melting process is also used in the case of the invention Procedure after pouring the rotary melt the mold is heated and slowly on the order of 2 to 50 revolutions / min. rotates in several directions.

Bei sehr langgestreckten Formkörpern ist in der Regel die Rotation um die längere Achse langsamer. Während der Rotation verschweißt das thermoplastische Material an den beheizten Formwänden und dem in geringem Abstand gehaltenen Gitterwerk und bildet eine geschlossene Oberfläche, in die das Gitterwerk eingelagert ist.In the case of very elongated shaped bodies, it is usually the rotation slower around the longer axis. During the rotation, the thermoplastic welds together Material on the heated mold walls and the latticework, which is kept at a small distance and forms a closed surface in which the latticework is embedded.

Bei den bisher bekannten, nach den Rotationsschmelzverfahren hergestellten Formkörpern sind vielfach an der Oberfläche und in der Wandung Lunker eingeschlossen. Da diese auch bei erfindungsgemäß verstärkten Formteilen unerwünscht sind, werden sie zweckmäßig durch Evakuieren während des Schmelzvorganges beseitigt, Dies geschieht vorzugsweise durch Absenken des Druckes in der Form auf weniger als loo Torr.In the previously known, produced by the rotary melting process Moldings are often enclosed on the surface and in the wall voids. Since these are also undesirable in molded parts reinforced according to the invention they are expediently eliminated by evacuation during the melting process. This is done preferably by lowering the pressure in the mold to less than 100 torr.

Wenn in üblicher Weise ermittelt ist, zu welchem Zeitpunkt die Schmelzmasse optimal aufgeschmolzen ist und die Form gekühlt werden kann, empfiehlt es sich kurz zuvor Pressluft oder ein anderes inertes Druckgas in den Innenraum des entstandenen verstärkten Formkörpers zu leiten, um die Schmelze unter geringem Druck von o,l bis 25 at zu verdichten. Dadurch tritt eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des verwendeten Thermoplasten ein und beim späteren Entlüften erfolgt eine schnellere Abkühlung der Innenflächen durch zusätzliche Belüftung. Je nach Formkörpergröße muß die Luftmenge bei dem Verdichtungsvorgang fein dosierbar und durch ein Druckmanometer überwachbar sein. Das Werkzeug bedarf dann vorher einer Druckprüfung und ist außerdem durch ein Überdruckventil zu sichern. Dies läßt sich technisch dadurch ermöglichen, daß zwei ineinander gesteckte, unterschiedlich dimensionierte Rohre, welche durch ein Schiebeventil gegen Eindringen der Rotationsschmelze gesichert sind, als Zuführung und Austrittsöffnung derart benutzt werden, daß hier auch gleichzeitig Druckmanometer und Sicherheitsventil funktionsgerecht angeschlossen werden können.If it is determined in the usual way, at what point in time the enamel mass If it is optimally melted and the mold can be cooled, it is advisable for a short time previously compressed air or another inert compressed gas into the interior of the resulting to conduct reinforced molded body to the melt under low pressure of o, l to compress up to 25 at. This results in an improvement in the mechanical properties of the thermoplastic used and a quicker one when venting later Cooling of the inner surfaces through additional ventilation. Depending on the size of the mold the amount of air during the compression process must be finely metered and measured by a pressure manometer be monitorable. The tool then requires a pressure test beforehand and is also secured by a pressure relief valve. This can be technically made possible by that two nested, differently dimensioned tubes, which through a slide valve are secured against penetration of the rotary melt, as a feed and outlet opening are used in such a way that pressure manometers are also used here at the same time and safety valve can be connected properly.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Formkörpern größerer Abmessungen, die mit Rücksicht auf die aufzubewahrenden bzw. zu transportierenden aggressiven Flüssigkeiten, wie z.BT Säuren, aus Kunststoffen bestehen müssen, die jedoch nicht die erforderlichen mechanischen Festigkeitseigenschaften besitzen und bei Wärmebeanspruchung leicht zur Verformung neigen. Erfindungsgemäß herzustellende Formteile sind daher insbesondere größere Behälter, z.B. Bahnbehälter, Futtersilos, Teile von Ku~hltruhen oder Geschirrspülmaschinen, sowie Karosserieteile, z.B.The method according to the invention is particularly suitable for production of moldings of larger dimensions, which are to be stored with consideration or aggressive liquids to be transported, such as acids, made of plastics must exist, but which do not have the required mechanical strength properties and tend to deform when exposed to heat. According to the invention Molded parts to be produced are therefore in particular larger containers, e.g. railway containers, Feed silos, parts of freezers or dishwashers, as well as body parts, e.g.

Kotflügel, Sesselschalen, Bootskörper, Gebäudeverkleidungen oder Batterie-Außenkästen. Bei entsprechender Wahl des eingelegten Werkstoffes lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch wasserdichte Widerstandsheizungen herstellen, z.B. zur Erwärmung von Schwimmbecken.Mudguards, armchair shells, boat hulls, building cladding or external battery boxes. With the appropriate choice of the inserted Material can also produce waterproof resistance heaters with the method according to the invention, e.g. for heating swimming pools.

In der Abbildung ist der Ausschnitt aus einen Formteil gemäß der Erfindung dargestellt. Dieser läßt als Beispiel ein im Abstand von der Grundfläche in den thermoplastischen Kunststoff eingebettetes offenes Gitterwerk aus Metall erkennen, das jedoch auch an der Oberseite voll- -ständig mit dem Kunststoff überzogen ist.The figure shows the detail of a molded part according to the invention shown. This lets as an example a distance from the base in the recognize thermoplastic embedded open latticework made of metal, However, this is also completely covered with the plastic on the upper side.

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Formteile, insbesondere Behälter und Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff , insbesondere PVC und hochmolekularen Olefinpolymeren, gekennzeichnet durch ein in den Kunststoff vollständig eingebettetes, offenes Gitterwerk aus Metall, Holz oder Mineral-, Natur- oder Kunstfasern. 1. Molded parts, in particular containers and hollow bodies made of thermoplastic Plastic, especially PVC and high molecular weight olefin polymers, characterized by an open metal latticework completely embedded in the plastic, Wood or mineral, natural or synthetic fibers. 2. Rotationsschmelzverfahren zur Herstellung von Formteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Rotationsform gjtterförmige Werkstoffe einlegt und mit dem Thermoplasten allseitig überzieht.2. Rotary melting process for the production of molded parts according to claim 1, characterized in that gjtter-shaped materials are used in the rotational mold inserted and covered on all sides with the thermoplastic. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den gitterförmigen Werkstoff durch Abstandshalter aus wärmebeständigem Material in der Rotationsform fixiert. 3. The method according to claim 2, characterized in that the Lattice-shaped material through spacers made of heat-resistant material in the Rotational shape fixed. 4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gitterförmige Werkstoff und/oder die Abstandshalter mit Haftvermittlern vorbehandelt sind. 4. The method according to claim 2 and 3, characterized in that the Lattice-shaped material and / or the spacers pretreated with adhesion promoters are. 5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Rotationsschmelzform evakuiert wird. 5. The method according to claim 2 to 4, characterized in that the closed rotary melt mold is evacuated. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der geschlossenen Rotationsschmelzform mit Gas oder Pressluft ein Überdruck erzeugt wird. 6. Process according to Claims 1 to 4, characterized in that an overpressure is generated in the closed rotary melt mold with gas or compressed air will. 7. Verfahren nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugte Formkörper in der Rotationsform zusätzlich mit Pressluft gekühlt wird.7. Process according to Claims 2 to 6, characterized in that the molded body produced is additionally cooled with compressed air in the rotational mold.
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