DE19525198A1 - Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern im Blasverfahren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern im BlasverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf die Herstellung von Hohlkörpern
aus Kunststoffen im Blasverfahren. Derartige Hohlkörper, z. B.
mit einer Füll- und Entleerungsöffnung versehene Behälter, wie
Flaschen, Dosen, Kanister usw., aber mit zunehmendem Anteil auch
sogenannter technischer Teile, wie z. B. Bremsölflüssigkeits- und
Scheibenwaschanlagenflüssigkeitsbehälter sowie Innentürarmstüt
zen für Kraftfahrzeuge, werden allgemein in der Weise herge
stellt, daß das meist in Granulat- oder Pulverform vorliegende
Kunststoffausgangsmaterial in einen in der Regel waagerecht an
geordneten Extruder eingegeben wird, dessen Zylinder von außen
beheizt wird, so daß das in den Extruder eingegebene Material
durch Wärme und den durch die sich drehende Extruderschnecke
erzeugten Druck in einen plastischen, verarbeitbaren Zustand
übergeführt wird. Der Extruder drückt das plastische Material
durch seine Düse in einen meist mit senkrechter Hauptachse
angeordneten, sogenannten Blas- oder Extrusionskopf, in dem der
aus dem Extruder kommende Vollstrang in einen Hohlstrang umge
formt wird. Dieser verläßt die Blaskopfdüse als warmplastischer
Schlauch, von dem abgetrennte Längen als Vorformlinge in eine
Blasform eingebracht und in dieser durch ein in das Innere unter
Druck eingeführtes Blasmedium zum Hohlkörper gewünschter Gestalt
aufgeblasen werden.
Die erzeugten Hohlkörper werden je nach dem Einsatzzweck nach
Druck-, Berst-, Stand- und Fallfestigkeit sowie Dichtheit beur
teilt, insbesondere wenn für ein flüssiges Füllgut bestimmte
Behälter hergestellt werden. Diese Eigenschaften hängen von der
Formgebung und im großen Maße von der Wanddicke des Hohlkörpers
ab. Weil aber Kunststoffe trotz eines großen weltweiten Angebots
verschiedener Umstände wegen, auch wegen der teilweise auf das
Ausgangsmaterial aufgeschlagenen Entsorgungskosten, ständig
teurer werden, aber auch wegen steigender Frachtkosten des
Leergutes und insbesondere der gefüllten Hohlkörper, besteht
seit langem die Tendenz, die Wanddicke möglichst dünn zu machen,
d. h. das Gewicht des Hohlkörpers so stark wie möglich zu redu
zieren. Dem aber sind wegen der vorstehend erwähnten erforder
lichen Festigkeitseigenschaften Grenzen gesetzt, die großenteils
bereits erreicht wurden.
Bekanntlich sind Gegenstände aus geschäumtem Kunststoff wegen
der zahlreichen in den Querschnitt eingelagerten Luftbläschen
leichter als Gegenstände gleicher Gestalt, Größe und Wanddicke
aus Kunststoffvollmaterial, so daß das Ausweichen auf die Her
stellung von Hohlkörpern aus geschäumtem Kunststoff eine Lösung
der Aufgabe wäre, Hohlkörper herzustellen, die bei erforderli
cher Festigkeit ein möglichst geringes Gewicht haben. Bisherige
Versuche, aus geschäumten Kunststoff im Blasverfahren Hohlkörper
herzustellen, scheiterten aber nach Kenntnis der Anmelderin
daran, daß für deren Herstellung Verarbeitungsparameter ein
zuhalten sind, die von denen der Verarbeitung ungeschäumter
Kunststoffe stark abweichen und bisher nicht gefunden wurden.
Dabei kommt es nicht nur darauf an, Hohlkörper herzustellen,
die ein geringeres Gewicht als Hohlkörper gleicher Gestalt
und Größe aus ungeschäumtem Kunststoff haben oder bei glei
chem Gewicht dicker sein können, sondern in der Praxis auch
darauf, daß von den Abnehmern häufig Behälter mit einer
glatten Innen- und Außenhaut verlangt werden und die beim
Blasvorgang aus schlauchförmigen Vorformlingen erforderliche
Abquetschungen, z. B. am Boden und Hals ohne Schwierigkeit
durchgeführt werden können.
Eine wichtige Voraussetzung für die Herstellung von Hohlkör
pern aus geschäumtem Kunststoffmaterial ist neben der rich
tigen Mischung die Temperatur, mit der der aus dem Extruder
kommende Vollstrang im sogenannten Blaskopf in einen Hohl
strang umgeformt wird, der als Schlauch die Blaskopfdüse ver
läßt und als Vorformling aufgeblasen werden kann. Gemäß der
Erfindung werden dem in den Extruder eingegebenen Kunststoff
ausgangsmaterial 1.0 bis 2.0 Gew-% eines Schäummittels beige
geben, d. h. 100 kg des Kunststoffausgangsmaterials werden 1.0
bis 2.0 kg eines Schäummittels beigemischt. Für PP und HDPE
(Hochdruckpolyäthylen) hat sich ein Verhältnis von 1.25 kg
Schäummittel : 100 kg Kunststoffausgangsmaterial in Versu
chen bewährt. Als Schäummittel können handelsübliche einge
setzt werden, z. B. eine Mischung aus Mononatriumcitrat und
Natriumbicarbonat (Handelsname: Hydrocerol).
Diese Mischung Kunststoff/Schäummittel führt weder im Extru
der noch im Blaskopf bereits zu einem aufgeschäumten Kunst
stoff, sondern erst im Augenblick des Austritts aus der
Blaskopfdüse, wenn aus dem Hohlstrangdurchfluß im Blas
kopf ein Schlauch wird, weil dann die Mischung plötzlich
drucklos wird und die vielen kleinen in ihr enthaltenen Gas
bläschen expandieren können.
Weil durch die vielen beim Aufschäumen entstehenden Luftbläschen
mehr Wärme als bei der Verarbeitung von Kunststoffvollmaterial
an die Umgebungsluft abgegeben wird, der aus dem ausgepreßten
Schlauch entstehende Vorformling aber für das anschließende
Verblasen in der Blasform eine bestimmte Mindesttemperatur haben
muß, muß die Temperatur der Mischung im Blaskopf und damit auch
im Extruder höher sein als bei der Verarbeitung von Kunststoff
vollmaterial. Es wurde gefunden, daß eine Temperatur etwa 200 bis
30°C über der für die Verarbeitung von Kunststoffvollmaterial
erforderlich ist. Für PP und HDPE z. B. sollte die Verarbeitungs
temperatur, gemessen an der Blaskopfdüse mindestens 230°C betra
gen, wozu das Material im Extruder so aufgeheizt werden sollte,
daß es vor der Extruderdüse eine Temperatur von 240° bis 260°C
aufweist.
Dagegen ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah
rens ein wesentlich geringerer Blasdruck einzuhalten als für
ungeschäumtes Material, aber dieser Druck darf andererseits auch
nicht zu niedrig sein, da sonst die Gefahr besteht, daß die
eingeschlossenen Bläschen zu groß werden, keine glatte Innen-
und Außenhaut entsteht und der Vorformling in der Blasform vor
Einführung der Blasluft zusammenfällt und auch, daß die sich
zwischen Vorformlingsaußenwand und Formnestinnenwand ansammelnde
Luft nicht vollständig entfernt werden kann.
Die Erfindung schlägt vor, für den Blasdruck mindestens 1.0 und
höchstens 2.5 bar einzusetzen. Gute Ergebnisse wurden bei Ver
suchen mit einem Blasdruck zwischen 1.5 und 1.7 bar erzielt.
Als Ausgleich für den gegenüber der Verarbeitung von ungeschäum
tem Kunststoff eingesetzten geringeren Blasdruck muß dafür
gesorgt werden, daß die bei der Ausformung des Vorformlings zum
Hohlkörper zwischen Vorformlingsaußenfläche und Innenfläche
Formnest zusammengepreßte Luft vollständig entweicht, um eine
fehlerfreie und glatte Außenhaut am geblasenen Hohlkörper zu
gewährleisten.
Dagegen hat es sich herausgestellt, daß bei Anwendung der vor
stehend genannten Parameter das bodenseitige Verschließen des
rohrförmigen Vorformlings durch an der Blasform angebrachte
Quetschkanten keine Schwierigkeiten bereitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ferner für das "einfache"
Extrusionsblasen geeignet, bei dem im Blaskopf ein einziger
Hohlstrang aus einem Kunststoffmaterial erzeugt wird und Vor
formlinge daraus in der Blsform zu Hohlkörpern gewünschter
Gestalt unter Druck aufgeweitet werden. Es ist nicht erforder
lich, Hohlkörper nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der
sogenannten Coextrusionsmethode herzustellen, bei der im
Schlauchkopf gleichzeitig eine Außenschicht aus Kunstststoff
vollmaterial erzeugt wird, die vor dem Austritt aus der Blas
kopfdüse mit dem geschäumten Schlauch zusammengeführt wird und
diesen beim Austritt aus der Düse und dem anschließenden Ver
blasen in der Form von außen stützt. Falls aber besondere Effek
te, z. B. ein sogenannter "Glanzeffekt" gewünscht wird, kann für
das Verfahren nach der Erfindung auch die Coextrusionsmethode
angewendet werden und eine sehr dünne äußere, den Glanz erzeu
gende Schicht, die keinerlei Stützwirkung hat, auf die Außen
fläche des aus geschäumtem Material bestehenden Hohlkörpers
aufgebracht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise für Copolymeri
sate, beispielsweise PP und HDPE eingesetzt, kann aber auch für
andere blasbare Thermoplaste, z. B. Polyacrylate, Polyäthylente
rephthalate sowie Polycarbonate, angewendet werden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoff im
Blasformverfahren, bei dem der in einem Extruder durch Druck und
Wärme erweichte, in den plastischen Zustand überführte Kunst
stoff in einen Blaskopf eingebracht und in diesem zu einem Hohl
strang geformt wird, der nach dem Verlassen der Blaskopfdüse
abschnittsweise in einer Blasform durch Einführen eines Blasme
diums zum Hohlkörper gewünschter Gestalt aufgeblasen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Extruder
zugeführten Kunststoffmaterial 1.0 bis 2.0 Gew-% eines Schäum
mittels beigemischt, die Mischung im Extruder bis zur Extruder
düse auf eine 20° bis 30°C. über der von Kunststoffvollmaterial
liegende Temperatur erwärmt und der Schlauchabschnitt in der
Blasform mit einem Blasdruck von 1 bis 2,5 bar aufgeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Extruder zugeführten Kunst
stoffmaterial 1.25 Gew-% des Schäummittels beigemischt, die
Mischung im Extruder bis zur Extruderdüse bis auf 240 bis 260°
bzw. an der Blaskopfdüse auf 230 bis 250°C erhitzt und der Vor
formling mit einem Blasdruck von 1.5 bis 1.7 bar aufgeblasen
wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffausgangsmaterial PP
oder HDPE ist.
4. Im Blasverfahren hergestellter Hohlkörper,
dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem geschäumten Kunststoff
besteht mit einem Anteil von 1,0 bis 2,0 kg Schäummittel auf 100
kag Kunststoff, und diese Mischung im Extruder bis zur Extruder
düse bis auf 240 bis 260°C bzw. an der Blaskopfdüse bis auf 230
bis 250°C erhitzt und als den Blaskopf verlassender Vorformling
mit einem Blasdruck von 1 bis 2,5 bar aufgeblasen wurde.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19525198A DE19525198C2 (de) | 1994-12-09 | 1995-07-11 | Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern im Blasverfahren |
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---|---|---|---|
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---|---|
DE19525198A1 true DE19525198A1 (de) | 1996-06-13 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19525198A Expired - Fee Related DE19525198C2 (de) | 1994-12-09 | 1995-07-11 | Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern im Blasverfahren |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19525198C2 (de) |
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- 1995-07-11 DE DE19525198A patent/DE19525198C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE19525198C2 (de) | 2003-12-24 |
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