DE1952983B2 - Verfahren zum herstellen hohler gegenstaende aus zwei thermoplastischen folien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der US-PS 30 39 911 bekannt. Dieses bekannte Verfahren dient zur Herstellung von Gegenständen aus mehreren Folienschichten, nicht jedoch zur Herstellung von Gegenständen mit reproduzierbarem Verzerrungsdruck. Demzufolge besteht auch zwischen dem bekannten Verfahren und dem erfindungsgemäßen Verfahren keine weitergehende Gemeinsamkeit.

Aus dem DT-GM 17 75 017 ist ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisenden Folien bekannt, die durch Tiefziehen miteinander verbunden werden. Auch hier handelt es sich um die Herstellung von Gegenständen, bei denen kein reproduzierbarer Verzerrungsdruck vorgesehen ist.

Ganz allgemein ist es bekannt, daß Gegenstände, die aus mehreren Folien bzw. Folienschichten hergestellt werden, vor jeder der verwendeten Folie die optimalen physikalischen und mechanischen Eigenschaften übernehmen, beispielsweise Wasserdampfdurchlässigkeit, Wärmeabschirmfähigkeit, stabilen Glanz und Bruchsicherheit. Wird eine thermoplastische Folie von niedriger Wasserdampfdurchlässigkeit und hoher Sauerstoffdurchdringbarkeit mit einer thermoplastischen synthetischen Folie von hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und niedriger Sauerstoffdurchdringbarkeit kombiniert, so entsteht ein Gegenstand mit sowohl niedriger Wasserdampfdurchlässigkeit als auch niedriger Sauerstoffdurchdringbarkeit.

Zur Herstellung hohler Gegenstände aus mehreren Folien wird üblich die Technik des Warmverformens angewendet, wobei eine Zusammenstellung mehrerer synthetischer Kunststoffolien geschichtet oder übereinander angeordnet, zweckmäßig mittels eines Infrarotstrahlers auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Kombination mittels einer pneumatischen Druckdifferenz, die auf einer Seite der Folienzusammenstellung erzeugt wird oder mittels eines mechanischen Druckes gleicher Größenordnung leicht verformbar ist. Besitzen die Folien alle gleiche Erweichungstemperatur, so werden sie gewöhnlich auf diese Temperatur erhitzt. Besitzen die Folien jedoch unterschiedliche Erweichtungstemperaturen, so muß die Folienzusammenstellung auf eine Temperatur erhitzt werden, die der höchsten der Erweichungstemperaturen der verwcndeten Folien entspricht; dabei findet die Folie mit der höchsten Erweichungstemperatur als Träger Verwendung.

Bei der Herstellung von Gegenständen durch Warmverformung bereitet die Beherrschung des soge-

nannten Verzerrungsdruckes Schwierigkeiten. Unter dem Ausdruck »Verzerrungsdruck« wird das Druckmuster verstanden, das eine vor der Warmverformung mit bestimmten Muster bedruckte thermoplastische Folie nach der Warmbehandlung zeigt. Im Wege der vorstehend näher erläuterten Warmverformungstechnik von Folien zur Herstellung von hohlen Gegenständen ist es praktisch unmöglich, ein annehmbares reproduzierbares Muster zu erreichen. Diese Schwierigkeiten gehen auf verschiedene Faktoren zurück, beispielsweise auf das Nachlassen der Spannungen im thermoplastischen Werkstoff während des Erhitzens der Folie auf die Erweichungstemperatur. Andere störende Einflüsse sind eine ungleiche Temperaturverteilung sowohl der Wärmequelle als auch der erhitzten Folie, Unterschiede in der Temperatur der Form, Temperaturschwankungen des Arbeitsstempels, sofern die Warmverformung vollständig oder teilweise mit mechanischen Mitteln durchgeführt wird, der Zeitpunkt der Erzeugung der pneumatischen Druckdifferenz, sofern das Warmverformen vollständig oder teilweise unter Anwendung einer pneumatischen Druckdifferenz erfolgt, und Unterschied in der Molekulargewichtsverteilung der Folie.
Andererseits zeigt aber eine zuvor bedruckte thermoplastische synthetische Folie, die kaltverformbar ist, nach der Kaltverformung einen reproduzierbaren Verzerrungsdruck. Der Ausdruck »Kaltverformen« besagt in diesem Zusammenhang, daß die betreffende synthetische Folie bei einer Temperatur verformbar ist, die unterhalb ihrer die Spannung lösenden Temperatur liegt. Diese Kaltverformungstemperatur kann jedoch gerade unterhalb der spannungslösenden Temperatur der Folie liegen. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß ein reproduzierbarer Verzerrungsdruck bei vorbedruckten Folien aus kaltverformbarem thermoplastischen Kunststoff bei einer Foliendicke unter 250 μ nicht erreichbar ist, weil die Folie während des Kaltverformens unregelmäßig fließt, so daß eine regelmäßige Verzerrung des Druckmusters gestört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs hinsichtlich seiner Gattung bezeichnete Verfahren derart weiterzubilden, daß mit seiner Hilfe ein zweischichtiger Behälter aus entsprechend zwei Folien herstellbar ist, und zwar derart, daß ein gleichmäßiges Fließen der einen Folie gewährleistet und ein »Zurückspringen« dieser Folie vermieden wird, so daß ein insgesamt mit einem Verzerrungsdruck ausgestatteter Behälter herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Infolge dieser Ausbildung des Verfahrens wird erreicht, daß die nicht erwärmte Folie mit einer Dicke

von weniger als 250 μ regelmäßig fließt und der Druck gemäß einem bestimmten Muster verzerrt wird. Darüber hinaus wird der Vorteil erreicht, daß das »Zurückspringen« der mit dem Zerrdruck ausgestatteten Folie nach dem Tiefziehen vermieden wird und die Folie der erwärmten Kaltverformung unterzogen wird, indem die erwärmte Folie, nachdem sie ihre endgültige Form angenommen hat, verfestigt und gekühlt wird. Der Ausdruck »Zurückspringen« bezeichnet hierbei die Erscheinung, daß die Maße eines durch Kaltverformung aus einer thermoplastischen Kunststoffolie hergestellten Gegenstandes von den Maßen der hierbei verwendete*! Form abweichen.

Infolge der in vorteilhafter Weise vorsehbaren dickeren Ausbildung der bis zu ihrer Erweichungstemperatur zu erwärmenden Folie gegenüber der nich zu erwärmenden Folie kann erreicht werden, daß der herstellte Gegenstand eine für die praktische Verwendung ausreichende Formstabilität erhält. Außerdem wird hierdurch die Vermeidung des Zurückspringens der nicht zu erwärmenden Folie noch sicherer gestellt.

Infolge der ebenfalls in zweckmäßiger Weiterbildung vorzusehenden Schockkühlung der nicht zu erwärmenden Folie wird das Wachstum der Sphärolite oder Körner des Materials dieser Folie begrenzt. Das Wachstum oder Sphärolite oder Körner wird nämlich durch die hohe Temperatur der erwärmten Folie begünstigt und kann eine Gefahr für die Verzerrung des Druckes darstellen. Unter der genannten Schockkühlung wird eine plötzliche bzw. abrupte Kühlung der nicht erwärmten Folie verstanden, in deren Folge die von der nicht erwärmten Folie aufgenommene Wärme plötzlich wieder abgeführt wird, was zu der genannten Begrenzung des Wachstums der Sphärolite oder Körner führt. Somit wird durch die Schockkühlung die Verzerrung des Druckes in noch regelmäßigerer Weise gewährleistet.

In Hinblick auf den Schutz des Verzerrungsdruckes gegen Beschädigung ist in vorteilhafter Weise die Verwendung einer transparenten Folie für die mit dem Verzerrungsdruck auszustattende Folie zu empfehlen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter ins einzelne gehend erläutert; in der Zeichnung zeigt die Figur eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung flacher Behälter mit rechteckigem Horizontalquerschnitt bei abgerundeten Ecken.

Diese Vorrichtung besteht aus einer Tiefziehform !, deren Hohlraum 2 die Form der herzustellenden Behälter aufweist. Die Form 1 ist mit einer (nicht dargestellten) Vakuumleitung verbunden und kann in Richtung eines Pfeiles A auf- und abbewegt werden.

Die Vorrichtung besteht des weiteren aus einem Klemmrahmen mit Teilen 3 und 4, die in Richtung von Pfeilen B zusammengeklemmt werden können und in Richtung eines Pfeiles C aus der dargestellten Stellung in eine Stellung oberhalb der Form 1 und zurück liin- und herbewegt werden können.

Zur Vorrichtung gehört auch ein an eine elektrische Leitung 6 angeschlossener Infrarotstrahler 5.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine thermoplastische Kunsistoffolie 7,

•ο beispielsweise aus Polystyrol, zwischen die Teile 3 und 4 des Klemmrahmens eingeklemmt während auf dem oberen Rand 8 der Form 1, der den Formhohlraum 2 umgibt, eine thermoplastische Kunststoffolie 9, beispielsweise aus Polypropylen, angeordnet wird. Die

"5 Kunststoffolie 9, deren Dicke weniger als 250 μ beträgt, trägt auf ihrer Oberseite ein spiegelbildliches Druckbild 10 und kann außerdem auf dieser Seite mit einer Schicht eines durch Hitze aktivierbaren Bindemittels versehen

sein.

Die Folie 9 wird mittels des Infrarotstrahlers 5 auf ihre Erweichungstemperatur erhitzt, wonach der Klemmrahmen mit den Teilen 3 und 4 in die Stellung oberhalb der Form 1 bewegt wird. Anschließend wird die Form 1 angehoben, bis die Folie 9 die Folie 7 flächig

berührt. Dann wird im Formhohlraum 2 durch öffnen der (nicht dargestellten) Vakuumleitung ein Vakuum erzeugt. Hierdurch nimmt die Zusammenstellung der Folien 7 und 9 die Gestalt des Formhohlraumes 2 an, während sich die Folie 9 durch die nahe Berührung mit der Folie 7 erwärmt, jedoch nur auf eine Temperatur, die unterhalb der spannungslösenden Temperatur der Folie 9 liegt. Nach Kühlung und Bewegung der Form 1 nach unten kann der hergestellte Gegenstand aus dem Formhohlraum 2 entnommen werden.

Durch die Kaltverformung der Folie 9, während diese mit der Folie 7 in Berührung steht, wird erreicht, daß sich der Druck des erhaltenen Gegenstandes immer in genau der gleichen Weise verzerrt, also reproduzierbar ist. Außerdem wird erreicht, daß die Maße des erhaltenen Gegenstandes praktisch mit den Maßen des Formhohlraums 2 übereinstimmen, da ein Zurückspringen der Folie 9 durch die beim Abkühlen wieder erhärtende Folie 7 verhindert wird.
Würde die Folie 9 ohne die Folie 7 einer Tiefziehverformung unterzogen, so würde sich der Druck jedesmal in anderer Weise verzerren, und zwar aufgrund des Auftretens eines unregelmäßigen Materialflusses der Folie 9. Der Verzerrungsdruck wäre dann nicht reproduzierbar, und die Maße des tiefgezogenen Gegenstandes entsprächen aufgrund des Zurückspringens des Materials nicht den Maßen des Formhohlraumes 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände aus zwei thermoplastischen Folien, die verschiedene physikalische Eigenschaften aufweisen und durch Tiefziehen miteinander verbunden werden, d a durch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen von mit Zerrdruck ausgestatteten Behältern zum Tiefziehen eine auf ihre Erweichungstemperatur erwärmte Folie in Flächenkontakt mit einer nicht erwärmten mit Zerrdruck ausgestatteten Folie von höchstens 250 μ Dicke gebracht wird, deren die Spannung lösende Temperatur höher liegt als die Erweichungstemperatur der erwärmten Folie.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bis zu ihrer Erweichungstemperatur zu erwärmende Folie dicker als die nicht zu erwärmende Folie ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zu erwärmende Folie einer die Ausmaße der Körner ihres Materials begrenzenden Schockkühlung unterzogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Zerrdruck auszustattende Folie transparent ist.