DE2065729A1 - Verfahren zur herstellung von geschlossenen kunststoffhohlkoerpern - Google Patents

Description

ATO Chimie, Courbevoie, Tour Aquitaine (Frankreich)

"Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Kunststoff hohlkörpern"

Ausscheidung aus P 20 58 473.0-16

Priorität aus der französischen Patentanmeldung 69/411ÖO vom 28. November 1969

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Kunststoffhohlkörpern.

Es ist bekannt, Hohlkörper durch Blasformen von Polyäthylen zu Schlauchfolien oder Rohren herzustellen. Tatsächlich beschränkt sich dieses bekannte Verfahren meist auf die Bildung von Hohlkörpern mit ziemlich geringer Dicke von etwa 2 mm. Wenn man Hohlkörper komplizierter Form herstellen muß, bewirken die Unregelmäßigkeiten des Streckens der Oberflächen, die bei diesem Verfahren auftreten, Unregelmäßigkeiten in der Stärke und machen es notwendig, im ganzen zuviel Material zu verwenden, damit auch an den schwächsten Stellen noch eine genügende Stärke und Festigkeit erreicht wird.

Es ist weiterhin bekannt, Hohlkörper z.B. auf der Basis von Polyamiden nach dem Rotations-Gießverfahren herzustellen. Diese Hohlkörper haben eine gute mechanische Festigkeit und eine gute Undurchlässigkeit, vor allem für flüchtige Kohlenwasser-

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Stoffe von Treibstoffen, indessen ist der hohe Preis dieser Polymeren ein großer Nachteil und oft das größte Hindernis für ihren Einsatz. ' .

Es wurde bekanntlich auch schon vorgeschlagen, Hohlkörper herzustellen durch Füllen einer geheizten Form mit einem thermoplastischen Pulver, wobei der nicht geschmolzene Überschuß des Pulvers dann wieder entfernt wird. Geht man hierbei von Polyäthylen-Pulver aus, haben die erhaltenen Hohlkörper den Nachteil, daß sie für leichte Kohlenwasserstoffe zu durchlässig sind. Geht man dagegen von einem.Poljamid aus, sind die Gestehungskosten zu hoch, da das Polymere zur Erreichung einer genügenden mechanischen Festigkeit ziemlich dick sein muß.

Es sind Versuche bekannt geworden, diese Nachteile zu vermeiden, indem man nach dem Rotations-Gießverfahren Hohlkörper hergestellt hat,, die aus einer äußeren Hülle aus Polyäthylen und einer inneren Hülle aus Polyamid bestanden. Man hat festgestellt, daß bei diesem Verfahren die Polyamid-Schicht nicht sehr gut an der Polyäthylen-Schicht haftet. Darüber hinaus läßt sich die Dicke der Polyamid-Schicht nicht weit genug verringern, so daß die so erhaltenen Hohlkörper immer noch recht teuer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von geschlossenen, gegenüber Kohlenwasserstoffen dichten Kunststoffhohlkörpern in besonders einfacher Weise zu geringen Kosten gestattet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst wenigstens zwei offene Hohlkörper, bestehend aus Polyäthylen mit einer innenseitigen, filmartigen Beschichtung aus Polyamid, vorzugsweise aus Polyamid-11, mit aufeinanderpassenden, polyamidüberzogenen Flanschen nach dem Sinter-Ver-

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fahren hergestellt, sodann mit den Flanschen aufeinandergesetzt und durch Verschmelzen der Polyamidbeschichtungen zu dem geschlossenen Hohlkörper dicht verbunden werden.

überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß bei besonders dünnem Auftrag ,der Polyamidschicht einerseits die gewünschte Dichtigkeit gegenüber flüchtigen Kohlenwasserstoffen nach wie vor sichergestellt, andererseits aber auch eine außerordentlich gute Haftung der Polyamidschicht auf der Polyäthylen-Schicht erreicht wird, wobei diese Haftung so stark ist, daß es ausreicht, die Hohlkörperteile lediglich durch Verschmelzen ihrer Polyamidbeschichtungen zu einem geschlossenen Kunststoffhohlkörper zu vereinigen.

Einen besonders zügigen Ablauf des Herstellungsverfahrens erreicht man nach einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch, daß die offenen Hohlkörper unmittelbar nach ihrer Herstellung noch vor dem Erstarren der zunächst flüssigen Polyamldbeschichtung mit ihren Planschen aufeinandergesetzt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel einer Hohlkörperhälfte bzw. eines geschlossenen Hohlkörpers aus zwei solchen Hälften darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines offenen Hohlkörpers,der teilweise aufgeschnitten .ist und

Fig. 2 ebenfalls perspektivisch einen geschlossenen Hohlkörper, der teilweise aufgeschnitten ist;

In Fig. 1 ist ein offener Hohlkörper 1 dargestellt. Dieser Hohlkörper besteht aus einer ersten Schicht eines thermoplastischen Materials 2, die durch Schmelzen eines Pulvers erhalten wurde, und einer zweiten Schicht eines thermoplastischen Materials 3, die nach einem elektrostatischen Spritzverfahren erhalten wurde. - 4 -

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Pig. 2 zeigt einen geschlossenen Hohlkörper 4, hergestellt durch Vereinigung zweier offener Hohlkörper 1,die mit denen der Pig. I identisch sind.

Im folgenden wird als Beispiel eine Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens geschildert: Zwei Formen aus Stahl von 5 mm Stärke, die innen mit einem Formentrennmittel versehen sind, werden in einem hier nicht dargestellten, belüfteten Ofen 12 Minuten auf 37O⁰C erhitzt. Die beiden Formen werden dann aus dem Ofen genommen und auf einen Träger gestellt. Man läßt das Pulver 70 Sekunden in den Formen und dreht sie dann um 180°, um den nicht geschmolzenen Überschuß des Pulvers zu entfernen. Die so erzeugte Schicht hat eine Stärke von 2 bis 3 mm. Ein kleiner Teil des Pulvers kann noch an dem geschmolzenen Polyäthylen nach dem Zurückdrehen der Formen haften,.aber dieses Pulver schm-ilzt rasch von selbst oder während des Ofendurchgangs, der zur Glättung und/oder zum Wiederaufheizen der Polyäthylenschicht durchgeführt wird Dieses zweite Aufheizen, immer in dem Ofen bei 37O⁰C, wird in 75 Sekunden durchgeführt.

Die beiden Formen werden dann aus dem Ofen gezogen und an einem Träger befestigt, der mit dem Boden verbunden ist. Auf das heiße Polyäthylen sprüht man mit einer elektrostatischen Pistole das Polyamid-Pulver-11 mit einem positiven Potential von 45 000 Volt, wobei es dank des Wärmeübergangs von der Form und dem Polyäthylen sofort vollständig schmilzt, sodaß man eine durchgehende Auskleidung von einer Stärke von 0,2 mm erhält, die nicht mehr nachgeglättet zu werden braucht. Gegebenenfalls kann man die Flanschen durch eine Abdeckung vor dem Besprühen mit dem Polyamid schützen.

Die beiden Formen, die nun aus den zwei geschmolzenen Schichten aus Polyäthylen/Polyamid bestehen, werden einander so gegenübergestellt, daß die Polyamid-Schichten, die sich auf den Polyäthylen-Schichten befinden, sich gegenseitig berühren, ihre seitlichen Flanschen bedecken und so die Verbindung der beiden Hohlkörper sicherstellen. · _

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Während des Abkühlens ist es zweckmäßig, die Positionen der Vorrichtung hin und wieder zu verändern, damit Deformationen der thermoplastischen Schichten vermieden werden, solange diese sich noch in einem weichen Zustand befinden. Nach etwa 5 Minuten sind die Schichten soweit fest geworden, daß es möglich ist, das Abkühlen der Formen durch Bespritzen mit Wasser zu vervollständigen. Dann lassen sich die Formen ohne Schwierigkeiten entfernen. '

Die Formen werden vorteilhaft aus einem Material hergestellt, das hohe Temperaturen aushält und das eine genügende Wandstärke z.B. 5 bis 10 mm hat, um die Kalorien aufzunehmen, die zum Schmelzen der beiden Schichten aus thermoplastischen Materialien erforderlich sind. Es ist zu bemerken, daß die Stärke der ersten aufgetragenen Schicht in Abhängigkeit von der Stärke der Form in einem bestimmten Gebiet unterschiedlich sein kann, verursacht von der örtlich unterschiedlichen Wärmekapazität der Form, die ja von ihrer Wandstärke abhängt. Die Gestalt der Form soll ihr leichtes Abtrennen ermöglichen, was man z.B. durch eine Konizität von 1 bis 10° erreicht. Man kann auch mit den Formen in verschiedenen Teilen eine gegenläufige Konizität erreichen. Das endgültige Aussehen der Oberfläche der Hohlkörper hängt natürlich von der Oberflächenbeschaffenheit der Form ab. Vorteilhaft sind die Verbindungsstücke der Wandflächen der Form stark abgerundet, um Bruchmöglichkeiten der Behälterwände auszuschließen.

Am Ende der Versuche hat man erfindungsgemäß einen Hohlkörper mit einem ungefähren Volumen von 8 Litern hergestellt,

2 der eine innere Oberfläche von etwa 0,2 m hat.

Um das Verhalten bei innerem Druck festzustellen, hat man

2 den Luftdruck stufenweise um je 0,1 kg/cm erhöht. Bei einem

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Druck von 2 kg/cm zerplatzte der Behälter. Die Wandöffnung war unregelmäßig, und man konnte kein Ablösen der Verbindungsfläche feststellen.

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EIn gleicher Hohlkörper wurde mit Normalbenzin zu zwei Drittel gefüllt. Die Einfüllöffnung wurde hermetisch verschlossen. Ein auf das Gramm genaues Nachwiegen nach 2 Monaten zeigte keinerlei Gewichtsverlust.

Eine von einem solchen Hohlkörper abgeschnittene Tafel wurde auf ihr Verhalten gegen kochendes Wasser geprüft. Nach einem Eintauchen über 250 Stunden und trotz bedeutender Deformationen der Tafel blieb die Haftung des Polyamid-11 an dem Polyäthylen gut, ohne ein Loslösen oder ein Blasenwerfen beobachten zu können.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Kunststoffhohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst wenigstens
zwei offene Hohlkörper, bestehend aus Polyäthylen mit einer innenseitigen, filmartigen Beschichtung aus Polyamid, vorzugsweise aus Polyamid-11, mit aufeinanderpassenden, polyamidüberzogenen Planschen nach dem Sinter-Verfahren hergestellt, sodann mit den Flanschen aufeinandergesetzt und
durch Verschmelzen der Polyamidbeschichtungen zu dem geschlossenen Hohlkörper dicht verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Hohlkörper unmittelbar nach ihrer Herstellung noch vor dem Erstarren der zunächst flüssigen Polyamidbeschichtung mit ihren Planschen aufeinandergesetzt werden.

So θ *4C/036*

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