DE19545441A1

DE19545441A1 - Schalenartiges Formteil aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19545441A1
Application number: DE19545441A
Authority: DE
Inventors: Guenter Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: DE19545441B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein schalenartiges, aus ei nem schlauchartigen Vorformling durch einen Blasvorgang hergestelltes Formteil aus thermoplastischem Kunststoff mit einem allseitig durch eine Wandung geschlossenen Hohl raum, wobei die Wandung aus mindestens zwei direkt oder über einen Haftvermittler miteinander verbundenen Schich ten aus unterschiedlichen Kunststoffen besteht.

Aus der DE-OS 36 35 334 sind ein Verfahren und eine Vor richtung zur diskontinuierlichen Herstellung mehrschich tiger, coextrudierter, schlauchartiger Vorformlinge aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, die zur Bildung insbesondere großvolumiger, mehrschichtiger Hohlkörper in einer geteilten Blasform dienen. Bei diesem Verfahren werden mindestens zwei unterschiedliche, ringförmige Materialschmelzen etwa mittig innerhalb eines in axialer Richtung bewegbaren Ringkolbens in Extrusionsrichtung nacheinander zu einer mehrschichtigen Schmelze zusammen geführt, wobei die mehrschichtige Materialschmelze sich allmählich trichterförmig erweiternd in einen Ringspeicher raum fließt und anschließend von dem Ringkolben über einen Ringdüsenspalt ausgestoßen und dabei ein schlauchartiger Vorformling gebildet wird. In einem sich anschließenden Blasvorgang wird dann der schlauchartige Vorformling zu dem Hohlkörper aufgeblasen. Bei der Verwendung von zwei unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen bildet der eine Kunststoff die äußere Schicht und der andere Kunststoff die innere Schicht der Wandung des Hohlkör pers.

Bei einem auf diese Art und Weise hergestellten Formteil wird es insbesondere dann, wenn das Formteil eine schalen artige Gestalt aufweist, als nachteilig angesehen, daß die äußere Schicht des Formteiles aus einem Kunststoff mit ge nau vorgegebenen spezifischen Eigenschaften besteht und, daraus abgeleitet, eine einheitliche Farbe aufweist. Bei einem insbesondere schalenartigen Formteil wird nämlich vielfach angestrebt, daß dasselbe in seinem inneren Be reich andere Werkstoffeigenschaften, dazu gehört auch eine andere Einfärbung, als in seinem Außenbereich auf weist. Werden beispielsweise zwei derartige schalenartige Formteile zu einem Behälter zusammengesetzt, muß die äußere Schicht durch Zusatz von Additiven UV-beständig sein, während die in das Innere des schalenartigen Form teiles ragende Außenschicht diese Additive, beispiels weise aus lebensmittelrechtlichen Gründen, nicht aufwei sen darf.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein schalenartiges, aus einem schlauchartigen Vorformling durch einen Blasvorgang hergestelltes Formteil aus thermoplastischem Kunststoff so auszugestalten, daß die äußere Schicht der Wandung, die bei einem schalenartigen Formteil auch nach innen gerichtet ist, unterschiedliche, durch die Art des Werkstoffes bestimmte Eigenschaften auf weist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem schalenartigen Formteil der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß die äußere Schicht der Wandung aus mindestens zwei Teilen aus unterschiedlichen Kunst stoffen gebildet ist.

Ein derartiges, schalenartiges Formteil kann eine äußere Schicht aufweisen, deren Teil im Außenbereich des schalen artigen Formteiles ganz andere Eigenschaften, insbesondere eine andere Farbe, als deren Teil im innenbereich des Formteiles besitzt. Dadurch läßt sich ein derartiges Formteil für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke einsetzen. Beispielsweise ist es möglich, zwei derartige Formteile zur Bildung eines Wassertanks, eines Schalenkof fers oder dergleichen zu verwenden. Die die beiden Teile der äußeren Schicht der Wandung bildenden Kunststoffe kön nen dabei auf den jeweiligen Verwendungszweck des Formtei les abgestimmt werden. Dabei sollten die verwendeten Kunststoffe für die beiden Teile der äußeren Schicht und für die innere Schicht - um einen Haftvermittler zu ver meiden - artgleich sein bzw. aus der gleichen Kunststof familie stammen. Die für die beiden Teile der äußeren Schicht verwendeten Kunststoffe können unterschiedliche Farben, verschiedene Additive und/oder unterschiedliche Dichten aufweisen und bedarfsweise mit Füllstoffen abge füllt sein. Ein derartiges, durch einen Blasvorgang her gestelltes schalenartiges Formteil bietet darüber hinaus den Vorteil, daß die äußere Kontur nicht mit der inneren Kontur übereinstimmen muß, also abweichen kann, und daß der Hohlraum für Isolierzwecke oder dergleichen nutzbar ist.

Weitere Merkmale eines Formteiles gemäß der Erfindung sowie einer Vorrichtung zur Herstellung eines schlauch artigen Vorformlinges, der dann zur Bildung des schalen artigen Formteiles dient, sind in den Ansprüchen 2 - 9 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Da bei zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein schalenartiges Formteil gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen schlauchartigen Vor formling zur Bildung des Formteiles gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Coextrusionskopf zur Herstellung des schlauchartigen Vorformlings ge mäß Fig. 2 und

Fig. 4 eine andere Querschnittsform eines schlauchar tigen Vorformlings zur Bildung eines anderen schalenartigen Formteiles.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein schalenartiges, durch einen Blasvorgang hergestelltes Formteil 1 aus thermo plastischem Kunststoff gezeigt, welches - im Schnitt ge sehen - eine trapezförmige Gestalt aufweist und einen U-förmigen Querschnitt besitzt, wobei die Schenkel des U-förmigen Querschnittes im gewählten Ausführungsbeispiel nach außen geneigt sind. Das Formteil 1 wurde durch einen Blasvorgang hergestellt und besitzt demzufolge einen Hohl raum 2, der allseitig von einer Wandung 3 umschlossen ist. Die Wandung 3 besteht dabei aus einer Außenschicht 4 und einer Innenschicht 5, aus unterschiedlichen, dem Verwen dungszweck des schalenartigen Formteiles 1 angepaßten ther moplastischen Kunststoffen. Als Kunststoff für die innere Schicht 5 kann dabei beispielsweise derjenige Kunststoff bzw. das Kunststoffgemisch verwendet werden, welches beim Blasvorgang des Formteiles 1 als sogenanntes Butzenmaterial anfällt.

Die äußere Schicht 4 der Wandung 3 des Formteiles 1 er streckt sich mit einem Teil 4a über den Außenbereich und mit einem Teil 4b über den Innenbereich des Formteiles 1. Gemäß der Erfindung sind nun die beiden Teile 4a, 4b der äußeren Schicht 4 der Wandung 3 aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen gebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht nun der Teil 4a der äußeren Schicht 4 der Wandung 3, der sich über den Außenbereich des Formteiles 1 erstreckt, aus einem anderen Kunststoff als der Teil 4b der äußeren Schicht 4 der Wandung 3, der sich im Innenbereich des Form teiles 1 befindet. Die beiden Teile 4a, 4b der äußeren Schicht 4 des Formteiles 1 stoßen im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel an einer umlaufenden Trennlinie 6 zusammen, die sich im Randbereich des Formteiles 1 und damit im Be reich der Trennebene einer Blasform befindet. Wird das in der Fig. 1 dargestellte Formteil 1 beispielsweise in Ver bindung mit einem weiteren Formteil 1 zur Bildung eines Wassertanks benutzt, enthält der Kunststoff des Teiles 4a der Schicht 4, der sich über den Außenbereich des Formtei les 1 erstreckt, Additive, durch die dieser Bereich der Außenschicht 4 UV-beständig ist. Der Teil 4b der äußeren Schicht 4 der Wandung 3, der sich über den Innenbereich des Formteiles 1 erstreckt, weist in seinem Kunststoff diese Additive nicht auf, da dieselben bei einem Wassertank aus lebensmittelrechtlichen Gründen nicht zulässig sind.

In der Fig. 2 der Zeichnung ist ein schlauchartiger Vor formling 7 gezeigt, aus dem das Formteil 1 gemäß Fig. 1 hergestellt wurde. Dieser schlauchartige Vorformling 7 läßt sehr deutlich die aus der äußeren Schicht 4 und der inneren Schicht 3 gebildete Wandung und die unterschied lichen Teile 4a, 4b der äußeren Schicht 4 erkennen, die im Bereich der beiden Trennlinien 6 zusammenstoßen. Dabei sei nochmals besonders darauf hingewiesen, daß die Kunststoffe, die die Teile 4a, 4b der äußeren Schicht 4 und der inneren Schicht 5 bilden, zu einer Kunststoffamilie gehören soll ten, die eine Haftung untereinander sicherstellt, so daß zur Verbindung derselben keinerlei Haftvermittler erfor derlich ist.

Zur Herstellung des Vorformlings 7 gemäß Fig. 2 wird ein sogenannter Coextrusionskopf gemäß der Fig. 3 verwendet. Der Coextrusionskopf besteht aus einem Speichermantel 11, der mit einem nicht dargestellten Gehäuse verbunden ist. An eine Stirnfläche des Speichermantels 11 schließt sich eine Düsenplatte 12 an. Innerhalb des Speichermantels 11 und der Düsenplatte 12 ist eine Pinole 13 mit einem Düsen pilz 14 axial verschiebbar angeordnet, über die ein ring förmiger, zwischen Düsenplatte 12 und Düsenpilz 14 gebil deter Düsenspalt 15 geöffnet und geschlossen werden kann. Zur Verschiebung der Pinole 13 mit Düsenpilz 14 ist der selben eine an sich bekannte, nicht dargestellte Kolben zylindereinheit zugeordnet.

Zwischen dem Speichermantel 11 und der Pinole 13 ist ein Ringspeicherraum 16 ausgebildet, in den ein Ringkolben 17 ragt. Dieser Ringkolben 17 kann ebenfalls über eine nicht dargestellte Kolbenzylindereinheit axial in Rich tung auf den Düsenpilz 14 verschoben werden.

Der Ringkolben 17 ist in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Weise aus mehreren Teilen zusammengesetzt, so daß darin ein gemeinsamer, ringförmiger Fließkanal 18, der sich allmählich auf die Breite des Ringspeicherraumes 16 erweitert, gebildet ist. Am oberen Ende dieses gemein samen Fließkanales 18 münden in denselben nacheinander ringförmige, jedoch schräg verlaufende Fließkanäle 19, 20, 21, die in Einlaßkanäle 19a, 20a und 21a übergehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gehen die beiden Fließ kanäle 19, 20 über zwei sich gegenüberliegend angeordnete, herzförmige Segmente 22 ebenfalls ineinander über.

Über den Einlaßkanal 21a und den Fließkanal 21 wird nun die Kunststoffschmelze in den Fließkanal 18 eingeleitet, die zur Bildung der inneren Schicht 5 des schlauchartigen Vorformlings 7 und damit des schalenartigen Formteiles 1 dient. Über die beiden Einlaßkanäle 19, 20 und die Fließ kanäle 19a, 20a werden nun die beiden unterschiedlichen Kunststoffschmelzen dem gemeinsamen Fließkanal 18 zuge führt, die später die unterschiedlichen Teile 4a, 4b der äußeren Schicht 4 des schlauchartigen Vorformlings 7 und damit des schalenartigen Formteiles 1 bilden. Entspre chend der Anordnung der herzförmigen Segmente 22 kann das Zusammenfließen dieser beiden Schmelzen über den Umfang frei gewählt werden. Sobald der Ringkolben 17 seine obere Endlage erreicht hat und damit der Ringspeicherraum 16 mit den unterschiedlichen Kunststoffschmelzen gefüllt ist, wird der Düsenspalt 15 freigegeben und der schlauchartige Vorformling 7 gemäß Fig. 2 gebildet, aus dem dann, wie bereits beschrieben, das schalenartige Formteil 1 herge stellt wird.

In der Fig. 4 der Zeichnung ist der Querschnitt eines anderen schlauchartigen Vorformlings 7 gezeigt, bei dem zwischen der aus den beiden Teilen 4a, 4b bestehenden äußeren Schicht 4 und der inneren Schicht 5 eine weitere Schicht 8 vorhanden ist. Diese Zwischenschicht 8 kann nun vollständig von der äußeren Schicht 4 und der inneren Schicht 5 umschlossen sein. Im dargestellten Ausführungs beispiel durchbricht die Zwischenschicht 8 jedoch die äußere Schicht 4 an zwei sich gegenüberliegenden Stellen und zwar genau in den Bereichen, in denen die unterschied lichen Teile 4a, 4b der äußeren Schicht 4 zusammenstoßen würden. Bei einem derartigen schlauchartigen Vorformling 7 berühren sich die beiden Teile 4a und 4b der äußeren Schicht 4 nicht. Für die Herstellung eines schlauchartigen Vorformlings 7 gemäß der Fig. 4 ist es erforderlich, daß der Coextrusionskopf im Bereich seiner herzförmigen Seg mente 22 Durchbrechungen aufweist, über die die die Zwi schenschicht 8 bildende Kunststoffschmelze zugeführt werden kann.

Claims

1. Schalenartiges, aus einem schlauchartigen Vorformling durch einen Blasvorgang hergestelltes Formteil aus thermoplastischem Kunststoff mit einem allseitig durch eine Wandung geschlossenen Hohlraum, wobei die Wandung aus mindestens zwei direkt oder über einen Haftvermitt ler miteinander verbundenen Schichten aus unterschied lichen Kunststoffen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht (4) der Wandung (3) aus minde stens zwei Teilen (4a, 4b) aus unterschiedlichen Kunststoffen gebildet ist.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (4a, 4b) der äußeren Schicht (4) aus unterschiedlich eingefärbten Kunststoffen gebildet sind.

3. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (6) zwischen den aus unterschied lichen Kunststoffen bestehenden Teilen (4a, 4b) der äußeren Schicht (4) im Bereich der Trennebene einer Blasform ausgebildet ist.

4. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Schicht (4) und der inneren Schicht (5) eine Zwischenschicht (8) aus einem ande ren Kunststoff angeordnet ist.

5. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (5) oder die Zwischenschicht (8) zumindest an einer Stelle der Wandung (3) des Form teiles (1) die äußere Schicht (4) durchragt.

6. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (5) und/oder die Zwischenschicht (8) aus einem insbesondere beim Blasvorgang als Abfall anfallenden Kunststoffgemisch gebildet ist.

7. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil (4a, 4b) äußeren Schicht (4), die innere Schicht (5) und/oder die Zwischenschicht (8) aus einem geschäumten Kunststoff gebildet ist.

8. Vorrichtung zur Herstellung eines schlauchartigen, eine mindestens zweischichtige Wandung aufweisenden Vorform ling zur Bildung eines einen geschlossenen Hohlraum auf weisenden Formteiles aus thermoplastischem Kunststoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, bestehend aus einem Coextrusionskopf mit mindestens zwei koaxialen, etwa mittig in einem axial verschiebbaren Ringkolben aus gebildeten, ringförmigen Fließkanälen, die einerseits über getrennte, ebenfalls im Ringkolben ausgebildete Einlaufkanäle mit Extrudern für die unterschiedlichen, die äußere und die innere Schicht der Wandung bildenden Kunststoffe verbunden sind und die andererseits in einen sich allmählich trichterförmig auf einen den Ringkolben aufnehmenden Ringspeicherraum erweiternden Fließkanal übergehen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fließkanal (19, 20) für den die äußere Schicht (4) der Wandung (3) bildenden Kunststoff ein weiterer, ebenfalls mit einem Extruder verbundener Einlaufkanal (20a) für einen weiteren Kunststoff zugeordnet ist und der Fließkanal (19, 20) zwei sich gegenüberliegend an geordnete, herzförmige Segmente (22) zum Zusammenführen der beiden die unterschiedlichen Teile (4a, 4b) der äußeren Schicht (4) der Wandung (3) bildenden Kunststoffe aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der herzförmigen Segmente (22) eine Durchbrechung für einen über einen Fließkanal mit Ein laufkanal zugeführten, die Innenschicht (5) oder eine Zwischenschicht (8) bildenden Kunststoff aufweist.