DE1952983C3 - Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände aus zwei thermoplastischen Folien - Google Patents
Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände aus zwei thermoplastischen FolienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände gemäß Oberbegriff des Anspruches
I.
Ein solches Verfahren ist bef-^pielsweise aus der
US-PS 30 39 911 bekannt Dieses bekannte Verfahren dient zur Herstellung von Gegenst&'den 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 hohjer 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 wind, 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 Erweichungstemperaturen,
so muß die Folienzusammenstellung auf eine Temperatur erhitzt werden, die der
höchsten der Erweichungstemperaturen der vorwendeten
Folien entspricht; dabei findet die Folie mit der höchsten Erweichungstemperatur als Träger Verwendung.
Bei der Herstellung von Gegenständen durch Warmverformung bereitet die Beherrschung des sogeis
nannten Verzerrungsdmckes 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
ίο vorstehend näher erläuterten Warmverformungstechnik
von Folien zur Herstellung von hohlen Gegenständen ist es praktisch unmöglich, ein annehmbares
reproduzierbares Muster zu erreichea Diese Schwierigkeiten gehen auf verschiedene Faktoren zurück,
xs 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.
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« dieier Folie vermieden wird, so
daß ein insgesamt mit einem Verzerrungsdruck ausgestatteter Behälter herstellbar ist
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
verwendeten 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
fühlt 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 1, 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.
Klemmrahmen mit Teilen 3 und 4, die in Richtung von Pfeilen B znsammengeklemmt werden können und in
Richtung eines Pfeiles C aus der dargestellten Stellung in eine Stellung oberhalb der Form 1 und zurück hin-
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 Kunststoffolie 7,
ίο beispielsweise aus Polystyrol, zwischen die Teile 3 und 4
des Klemmrahmens eingeklemmt, während auf dem oberen Rand 8 der Form 1, der den Formhoiilraum 2
umgibt, eine thermoplastische Kunststoffolie 9, beispielsweise aus Polypropylen, angeordnet wird Die
r5 Kunststoffolie 9, deren Dicke weniger als 250 μ beträgt,
trägt auf ihrer Oberseite ein spiegelbildliches Druckbild 10 und kann außerdem auf dieser Sehe mit einer Schicht
eines durch Hitze aktivierbaren Bindemittels versehen sein.
ίο Die Folie 9 wird mittels des Infr^otstrahlers 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.
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.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände aus zwei thermoplastischen Folien, die verschiedene
physikalische Eigenschaften aufweisen und durch Tiefziehen miteinander verbunden werden, dadurch
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 ausgestalteten 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 Kömer 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.
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