DE2100374A1

DE2100374A1 - Verfahren zum Spntzgiessen von Dekorationsplatten

Info

Publication number: DE2100374A1
Application number: DE19712100374
Authority: DE
Inventors: Bharat Pittsburgh Pa.; Molbert Robert Arthur Cuyahoga Falls Ohio; Dave (V.St.A.)
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1970-01-07
Filing date: 1971-01-07
Publication date: 1971-07-15
Also published as: GB1330281A; FR2075220A5

Description

Dr. Ing. Wafer Abitz '^- t_ö»,,^ 1071

ρ,.-_P;^*„, rr f._nr* 7. Januar I97I

D'. H.?-HG-A. : "VJPS
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THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPAM One General Street, Akron, Ohio 44^09, V,St.A.

Verfahren zum Spritzgiessen von Dekorationsplatten

Die Ausweitung der Anwendung von Kunststoffen von einfachen Artikeln, wie Speisetabletts, auf zierlichere Gegenstände, wie Ziermöbel und Wandzierkacheln, hat den Herstellern dieser Gegenstände in steigendem Masse die Entwicklung von billigen Methoden aufgebürdet, die die Herstellungskosten niedrig und somit den Preis mit jeglichem anderen Material, das der Kunststoff ersetzt, konkurrenzfähig zu halten helfen. Die vorliegende Erfindung ist eine * Abwandlung des herkömmlichen iSpritzgiessens, bei der eine modifizierte Spritzform für ein Verfahren herangezogen wird, das den weiten Bereich von ÜberflüchenzierauGrüstungen, die beim Vakuumverformen zugänglich sind, mit der hohen Produktionsgeschwindigkeit des Spritzgiessens kombiniert, um einen weiten Bereich von billigen, neuartigen Dekorationsplatten herzustellen.

Die vorliegende Erfindung betrifft das Goblet der Kunststoff-Herntellungnverfahren, insbesondere die Gebiete des Spritz-

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giessens und Vakuumverformens von geschichteten Kunststoff-, formteilen sowie die dadurch hergestellten Erzeugnisse.

Die Ausweitung der Anwendung von Kunststoffen von flachen and einfachen Artikeln, wie Speisetabletts, auf zierlichere Gegenstände, wie Ziermöbel und Wandzierkacheln, hat den Herta t ellern dieser Gegenstände in steigendem Masse die Entwicklung, von billigen Methoden aufgebürdet, welche die Herstellungskosten niedrig zu halten helfen. Grundsätzliche Beschränkungen der herkömmlichen Herstellungsmethoden, wie der begrenzte Grad '. des Ziehens und die niedrige Herstellungsgeschwindigkeit bei der Vakuumyerformung_r die hohen Kosten der Formherstellung • für das Spritzgiessen und niedrige Herstellungsgeschwindigkeit beim Zweiformpressen, scheinen die Geschwindigkeit, mit der Kunststoffe in neue Anwendungsgebiete eindringen, in einem gewissen Ausmasse beschränkt zu haben.

Die herkömmliche Spritzgiesstechnik wurde zur Steigerung ihrer Vielseitigkeit und Ausweitung des Bereichs der Produkte in gewisser Weise abgewandelt. Beispielsweise wurde die Begrenzung, die mit der Produktgrösse verbunden ist, in manchen Fällen dadurch überwunden, dass vorgeforcite Stücke in der Form vereinigt wurden und entlang ihrer im Eingriff stehenden Kanten spritzgegossen wurde, um sie zu einem grossen Gegenstand zu verbinden (britisches Patent 1 04-9 592). Die Begrenzung, welche dem Formpressen von dünnen Abschnitten innewohnt, wurde teilweise dadurch überwunden, dass ein dünner Kunststoffstreifen an dem für den dünnen Abschnitt vorgesehenen Platz angeordnet und um ihn herum spritzgegossen wurde (USA-Patent 3 424 837).

Die vorliegende Erfindung ist eine andere Abwandlung des herkömmlichen Spritzgiessens, bei der eine modifizierte Spritsform einem Verfahren zugeführt wird, das dei. weiten Bereich von Oberflächenzierausrüstungen, die beim Vakuumverformen zur

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Veifügung stehen, mit der hohen Herstellungsgeschwindigkeit des Spritzgiessens kombiniert. Das Ergebnis ist ein Verfahren zum Herstellen neuartiger, sowohl flacher als auch zierlicher Dekorationsplatten. Durch die vorliegende Erfindung wird die dem Vakuumverformen innewohnende Begrenzung hinsichtlich des Ziehens und der niedrigen Herstellungsgeschwindigkeit wie auch ^!der hohen Kosten der Herstellung einer Form mit besonderer Oberfläche für den Spritzguss überwunden, und es wird eine neue, billige Herstellungsmethode der Kunststoff-Industrie zur Verfügung gestellt.

Daher ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Herstellen von neuartigen Kunststoff-Dekorationsplatten. Zu anderen Zielen gehören eine neuartige Formkombination, welche die Erzielung einiger Gesichtspunkte der Vakuumverformung gestattet, und ein vereinfachtes Entformen des Teils bei dem Spritzgiessverfahren; ein einfaches Herstellungsverfahren, das keine so kostspielige Form verlangt, wie sie normalerweise bei dem herkömmlichen Spritzgiessen benötigt wird, und das mit vorhandenen Spritzgiessanlagen durchführbar ist; und neuartige Erzeugnisse, welche eine Vielfalt von Ziertexturenj mit einem weiten Bereich der · Oberflächengestaltung vereinigen. Andere Ziele werden für den Fachmann aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform erkennbar.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes in einer Spritzvorrichtung, bei dem in Kombination man ein erstes und ein zweites Formelement, von denen jedes eine Formoberfläche aufweist, die dazwischen einen Hohlraum begrenzt, Mittel zum überführen von Luft zu dem Formhohlraum hin und von ihm weg durch die Formoberflache des ersten Formelementes und Mittel in dem zweiten Formelement zum Einspritzeh einer Charge geschmolzenen Kunststoffs in den Formhohlraum zusammenwirken lässt» welches Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist; Eine Folie aus

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einem vakuumverformbaren Material wird über die Formoberflache des ersten Formelementes und gegen den von diesem definierten Umfang gelegt; die Materialfolie wird gegen die Formoberfläche des ersten Formelementes vakuumverformt; das erste und zweite Formelement werden geschlossen, um die Materialfolie einzuhüllen; und eine Charge geschmolzenen Kunststoffs wird in den Hohlraum gegen eine Seite der Materialfolie gespritzt, um den Gegenstand zu "bilden.

Die Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht von einer Ausführungsform der erfindungsgemässen, neuartigen Spritzvorrichtung und zeigt das erste und zweite Formelement in einer offenen Stellung und denjenigen Schritt in dem Verformungs— verfahren, bei dem eine Folie aus vakuumverformbarem Material über die Formoberfläche des ersten Formelementes gelegt wird^ ·

Fig. 2, die denselben Querschnitt wie die Fig. 1 darstellt, zeigt denjenigen Schritt in dem Verfahren, bei dem das Material gegen die Formoberfläche des ersten Formelementes vakuumverformt wird.

Fig. 3, die denselben Querschnitt wie Fig. 1 und 2 darstellt, zeigt denjenigen Schritt in dem Verfahren, bei dem das erste und zweite Formelement geschlossen werden, um die Folie aus dem vakuumverformten Material einzuhüllen..

Die Fig. 4, welche denselben Querschnitt wie die Fig. 1 bis 3 darstellt, zeigt einen zusätzlichen Schritt, bei dem die Formelemente geöffnet werden und das geformte Teil ausgeworfen wird.

Die Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht einer anderen AusfiOirungsform der erfindungsgemässen, neuartigen Spritzvorrichtung und zeigt denjenigen Schritt in dem Verformungsver-

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fahren, bei dem die Folie aus dem vakuumverfonabaren Material gegen eine stark fgemelsseltej Formoberflache teilweise vakuumverformt wird.

Die neuartige Spritzvorrichtung und das Verfahren zu ihrer Verwendung werden in den Figuren gezeigt. Im folgenden wird insbesondere auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche !Teile durch gleiche Bezugszahlen überall in den fünf Figuren bezeichnet werden. Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe, neuartige Spritzvorrichtung, die in Kombination das erste und zweite Formelement 3 bzw. 5 umfasst, die zusammenwirken und, wenn sie geschlossen sind, einen Formhohlraum 15 (vergl. Fig. 3) definieren. Das erste Formelement 3 wird hier als ein Block aus Metall oder einem anderen harten Material, der durch die Formoberfläche 7» die Formseiten 9 und den Formrücken 11 definiert ist, dargestellt. Die Formoberfläche 7 enthält die eine Oberfläche des zu formenden Gegenstandes\ der Gegenstand, der, wie hier gezeigt, geformt werden soll, ist ein Speisetablett mit einer konkaven oberen Oberfläche (Oberfläche 7) und einer konvexen unteren Oberfläche (Oberfläche 29). Wie in der Technik anerkannt, ist die Oberfläche 7 hochpoliert, damit sich die gebildeten Gegenstände leicht ablösen lassen, und die Oberfläche 7 kann mit; einem schwer verschleissbaren Metall, wie Chrom oder rostfreiem ktahl bedeckt sein. Die äussere Begrenzung der FormoberfiüchG 7 wird durch den Formumfang 13 definiert, der hier als eine flache, abgeschrägte Oberfläche gezeigt wird, v/eiche die Foimoberflache 7 umgibt und an der Kante der Formceiteii 9 endet. Der Formumfang 13 ist so angepasst, dass ei* in eine cecenübei'liegende Umfangsfläche 17 auf dem zweiten Formelemonb 5 eingreift. Der Formumfang 13 wirkt nicht nur nia üegGiilager und für das Zusammenpansen des ersten und zweittm ii'onaeleirienteB 3 und- 5 sorgende Oberfläche, sondern ermöglicht auch, dass die Luft in dem Hohlraum 15 während' dfeij iiiiiiipritzonn doa Geschmolzenen Kunststoffs in einem späteren Stadium dea Verfahrens entweicht.

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Das erste I¹Ormelernent 3 enthält ein Luftübertragungsmittel 19» das hier mit einer Bohrung 21 dargestellt wird und durch⁷ das erste Formelement 3 praktisch parallel zu der Ebene des Hohlraums 15 läuft und an eine nicht gezeigte Vakuum- und Luftdurckquelle angeschlossen ist. Mehrere Kanäle 23, die einen geringeren Durchmesser aufweisen, verbinden die Formob er fläche 7 nii t der Bohrung 21, damit Luft durch die Fo rmoberflache 7 zu dem Formhohlraum 15 hingeführt und aus ihm weggeführt werden kann. Mittels der Kanäle 23 wird, wie später erklärt wird, eine Materialfolie gegen die Formoberfläche 7 vakuumverformt und der geformte Gegenstand von der Formoberflache 7 getrennt. Das Mittel 19 kann auch andere Luftübertragungselemente, wie miteinander in Verbindung stehende, poröse Metall- oder Keramikeinsätze, enthalten.

Das zweite Formelement 5 enthält einen anderen Block aus Metall oder einem harten Material und wird durch die Formseiten 25j die Formrückseite 27 und die Formhohl raumob'erflache 29 begrenzt. Die Oberfläche 29 enthält die Bodenfläche des Speisetabletts, das in dem Hohlraum 15 geformt werden soll, und wird, wie früher beschrieben, durch den Formumfang 17 begrenzt. Die Formoberfläche 29 ist ebenfalls hochpoliert und ist mit einem schwer verschleissbaren Metall oder Material verkleidet. In der Nähe des Mittelpunktes der Formoberfläche 29 befindet sich eine Bohrung 31, die von der Oberfläche 29 durch die Formrückseite 27 hindurchtritt und eine Angussbuchse 33 enthält, die ihrerseits eine an den Einfülltrichter angepasste Oberfläche 35 und den Einfülltrichter 37 enthält. Beim Betrieb wird die Einspritzdüse einer herkömmlichen, nicht gezeigten Spritzgussmaschine, an die Faconoberfläche 35 und den Einfülltrichter 37 so angepasst, dass eine Charge geschiaolζenen Kunststoffs in den Hohlraum 15 eingefüllt werden kann.

Getrennt von dem ersten Formelement 3 ist eine Trommel Iß aus vakuumverformbarem Material, von der eine Folie 4-1 aus

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diesem Material abgerollt und in die Öffnung zwischen dem offenen ersten und zweiten Formelement 3 und 5 gezogen und über die Oberfläche 7 des ersten Formelementes 3 und gegen den -dadurch begrenzten Formumfang 13 gelegt wird. Die Druckwalzen 43» die um den Umfang 13 herum zwischen den Formelementen und an der gegenüberliegenden Seite der Folie 41 von dem Formelement 3 angeordnet sind, werden danach in Kichtung auf das Formelement 3 hin bewegt, um die Folie 41 zu ergreifen und straff gegen den Formumfang 13 zu ziehen (vgl. Fig. 2). ·

In der Fig. 2 wird eine Heizvorrichtung 4-5 in die öffnung zwischen der Folie 41 und der Formoberfläche 29 über der Formoberfläche 7 mittels des Antriebs 47 eingeführt,'und ein heisser Luftstrom wird, wie durch die unterbrochenen Pfeile angedeutet, durch die Heizvorrichtung und über die Folie 41 auf der Formoberfläche 7 geschickt. Während die heisse Luft die vakuumverformbare Folie 41 erwärmt, wird Luft durch das Luftübertragungsmittel 19 (Bohrung 21 und Kanäle 23) abgezogen, um die Folie 41 über den Konturen der Formoberfläche im Vakuum zu verformen. Danach wird die Heizvorrichtung 45 aus der Formöffnung zurückgezogen, und das erste und zweite Formelement 3 und 5 werden fest gegeneinander geschlossen, um den vakuumverformten Teil der Folie 41, wie in Fig. 3 gezeigt, einzuhüllen. Dann wird die Düse einer Spritzgussmaschine an die j Faconob erf lache 35 der Angussbuchse 33, wie es in der Technik bekannt ist, angelegt und eine Charge geschmolzenen Kunststoffs durch den Einfülltrichter 37 in den Hohlraum 15 und gegen die eine Seite der Folie 41 gespritzt, um das Speisetablett 49 zu formen. Die Luft in dem Hohlraum 15 strömt durch Formöffnungen, die entlang der zusammenpassenden Oberflächen der Umfange I3 und 17 angeordnet sind.

Nach Beendigung des Spritzens wird das Speisetablett 49 bis unterhalb der Erstarrungstemperatur des Kunststoffs abgekühlt,

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und das erste und zweite Formelement 3 und 5 werden voneinander getrennt. Gleichzeitig mit dem Offnen wird das Luftübertragungsmittel 19 umgeschaltet, damit hoher Luftdruck durch die Formoberflache 7 auf dem Wege über die Bohrung 21 und die Kanäle 23 angelegt werden kann, um das Speisetablett 49 von der Formoberfläche 7 zu lösen und es aus der Formöffnung heraus auf eine nicht gezeigte Fördervorrichtung auszuwerfen und die Formelemente für den nächsten Formungszyklus freizumachen. Der kleine Lappen 51 der Folie 41, welcher das Speisetablett 49 umgibt und zwischen den Formumfängen 13 und 17 gefangen gehalten wurde, wird danach, wie in der Technik bekannt ist, von Hand oder mit der Maschine weggeschnitten. Zusätzlich steht eine nicht gezeigte Schneidvorrichtung im Eingriff, um die Folie 41 von der Trommel 39 abzuschneiden und zu ermöglichen, dass das Speisetablett 49 sich frei lösen kann und dass eine andere Haterialfolie 41 von der Trommel 39 über die Öffnung der Formoberfläche 7 für den nächsten Zyklus gelegt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt eine kompliziertere Ausführungsform des ersten und zweiten Formelementes 3 und 5» bei der die Fornioberflache 7 aus einer stark gefurchten Oberfläche, wie sie ' bei Wöbelkomponenten erwünscht ist, besteht. Bemerkenswert ist, dass die Kanäle 23 die überfläche 7 mit den Bohrungen und 21a verbinden, wobei die letzteren dort Verwendung finden, wo die Krümmung der Oberfläche einen leichteren Zugang zu dem Luftübertragungsmittel 19 verlangt. Bevor die Form bei dieser Ausführungsform geschlossen wird, wird die Folie 41 durch den Betrieb des Luftübertragungsmittels 19 über der Formoborflache 7 nur teilweise vakuumverf orcit, weil die äuGcerst komplexe Gestaltung der Formoberfläche 7 keine vollständige Vakuumverformung, d. h. um jeden Grat und in jede Furche, gestattet, überraschenderweise wurde gefunden, dass durch diese Methode des teilweisen Vakuumverforaieiis eine glattgefurchte Oberfläche erhalten wird. Bei dieser Ausführungsform drückt der unter hohem Druck stehende, gcschmol-

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zene Kunststoff nach dem Einspritzen einer Charge geschmolzenen Kunststoffs durch den Einfülltrichter 57, die Folie 4-1 , bis sie sich vollständig an die stark gefurchte Oberfläche 7 angeschmiegt hat, und diese Ausführungsform ermöglicht somit die Herstellung eines Gegenstandes, der sowohl eine texturierte Überfläche als auch eine stark gefurchte Oberfläche aufweist.

Obwohl bei der hier offenbarten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Schritt des Vakuumverformens vor dem Schliessen der Formelemente durchgeführt wird, ist leicht einzusehen, dass die Formelemente 3 und 5 auch, nachdem die Folie 41 über die Formoberflache 7 und den Umfang 1J gelegt ™ und bevor die Folie 4-1 vakuumverformt worden ist, geschlossen werden können. Ein derartiger Austausch von Verfahrensstufen ist durchführbar und liefert dieselben Ergebnisse wie die Reihenfolge der Schritte bei der bevorzugten Ausführungsform und wird vollständig von der vorliegenden Erfindung erfasst. Der Grund, warum man hier die Stufe der Vakuumverformung vor der Stufe des Schliessens der Formelemente durchführte, ist der, dass der Folie 4-1 gestattet werden soll, gleichmässig über ihren Bereich hin vakuumverformt zu werden; durch das Schliessen der Formelemente vor dem Vakuumverformen würde diese Gleichmässigkeit geringfügig abnehmen.

Die in den Figuren gezeigte Spritzgussvorrichtung ist nur eine der Ausführungsformen der neuartigen Spritzgussvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung. Der Formhohlraum kann praktisch jede beliebige Konfiguration haben, z. B. eine flache Oberfläche, eine konvexe Oberfläche usw. Sämtliche Konfigurationen werden von der Erfindung umfasst. Das Luft-

übertragungsmittel ^9 [ist an eine herkömmliche Vakuum- und j Hochdruckquelle, die in der Technik bekannt sind, angeschlossen; es können jedoch auch andere fliessfähige Medien, .wie hydraulische üle und dgl., für bestimmte Operationen ver-

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wendet werden, die eine weitergehende Wärmeübertragung oder bessere Kühlwirkungen verlangen, als sie mittels Luft möglich sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird jedoch auf Grund von Kostenbetrachtungen und Betrachtungen hinsichtlich des Anlage Luft bevorzugt.

Die Formoberflachen 7 und 29 können eine andere texturierte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen als die glatte Oberfläche, die als die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angesehen wird; jedoch bedingen derartige texturierte Oberflächen einen ungebührlichen Aufwand und werden im allgemeinen auch nicht benötigt, weil die texturierte Oberflächenbeschaffenheit für den geformten Gegenstand vollständig von der Folie 41 her zu erhalten ist.

Das erste und zweite Formelement. 3 und 5 können in einer herkömmlichen Spritzgussmaschine ohne übertriebene Abänderung der Anlage verwendet werden. Normalerweise ist Kaum um die Formöffnung herum vorhanden, um die Trommel $9» die Druckwalzen 43 und die Heizvorrichtung 45 derart anzuordnen, dass dieselben keine übertriebene Veränderungen der Anlage verlangen.

Der Schritt, bei dem die Folie 41 über die Überfläche des ersten Formelementes 3 und gegen den dadurch definierten Umfang 13 verlegt wird, kann automatisch von der Maschine oder einfach dadurch durchgeführt v/erden, dass die Folie von der Trommel 39 abgehoben und über die Formöffnung gezogen wird*.' Haupterfordernis ist, dass die Folie 41 ungekräuselt über die Oberfläche des ersten Formelementes ,3 !und gegen den von diesem definierten Umfang gelegt wird. '

Die Folie 41 kann aus irgendeinem Material aus einem weiten Bereich von vakuumverformbaren Stoffen in Form einer dünnen oder einer dicken Folie bestehen. "Dünne Folien"und 'dicke

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Ausdrücke, die auf unterschiedliche Dicken von geschichteten Artikeln angewandt werden; dünne Folien sind dünner als 0,254- mm (0.010 inches; 10 mils), und dicke ΪΌ-

lien sind 0,254- mm stark oder dicker. Sowohl dünne Folien als auch dicke Folien fallen unter den Ausdruck "Folie 41". Die vakuumverformbaren Materialien umfassen dünne und dicke Folien aus Vinylpolymeren und Mischpolymeren, polymere Schäume, wie Vinyl- und Polyurethanschäume, und Schichtstoffe aus diesen Materialien, wie von Geweben getragene Vinylpolymere und -mischpolymere und Schaum mit Gewebevorderseiten. '

Dünne und dicke Folien aus Vinylpolymeren lassen sich nach ™ zahlreichen bekannten Verfahren herstellen. Beispielsweise wird ein Viny!pulver, wie Polyvinylchlorid, mit einem flüssigen Weichmacher, wie Dioctylphthalat, vermischt und zu einer dünnen oder dicken Folie vergossen. Hitze wird angewandt, um zu bewirken, dass das Pulver den Weichmacher absorbiert, und dann wird weiter erhitzt, damit die gequollenen Teilchen zu einer zusammenhängenden, dünnen, biegsamen Folie verschmelzen. Diese dünne Folie kann dann zu einer dicken Folie aus polymerem Schaum oder Gewebe laminiert werden und diese Schichtstoffe sind ebenfalls als Folie 4-1 verwendbar. Ein gasbildendes Mittel, wie ein Azocarbaiaid, kann mit dem Pulver und dem Weichmacher vermischt ' M und während des Auf schmelz ens des gequollenen Vinylpulvers zum Vergasen gebracht werden, damit sich eine zellartige dicke oder dünne Folie bildet, die ebenfalls als Folie Λ1 verwendbar ist. Folien aus biegsamem Polyuretlianschnuin können hergestellt werden, indem ein Polyester- oder Polyäthcr-P0I7/0I mit einem organischen Isocyanat und Gegebenenfalls Wasser, Blähmitteln, Katalysatoren und oberflächenaktiven Mitteln umgesetzt, das Gemisch zu einer Folie gegossen und Hitze zugeführt wird. Diese und andere dicke sowie dünne Folien aus thermoplastischen und hitzehärtbaren Kunststoffen sind vollständig verwendbar und kommen hier in Betracht.

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Der Hauptgrund für die Verwendung der .Folio 41 ist der, dass so auf das geformte 'i'eil eine überflächenzierausrüstung aufgebracht werden kenn, o:me dass auf das kostspielige Schneiden eines llegativs der Gbcrflächenzierausrüstung in die geformte Überfläche zurückgegriffen werden muss. Die Verwendung der Folie 41 gestattet auch>die Oberflächenzierausrüstung ohne Auswechseln der Forme:, zu verändern. Zu Oberflächenzierausrüstungen, die auf die Folie 41 gebracht werden können, gehören die Gberflächenausrüstungen, die normalerweise auf dünnen und dicken Kunststoffolien aufgebracht werden, wie erhaben ausgearbeitete Huster, Seidenrastermuster, gedruckte Nüster, photographierte huster, von Hand gestrichene Muster usw. Zu speziellen Beispielen hierfür gehören gestrichene, nachgeahmte Gberflächenholzmaserung, erhaben ausgearbeitete und gestrichene, nachgeahmte Lederoberflächenausrüstung, gestrichene iJchaumoberflächenausrüstung, Seidenrasteroberflächenaucrüstungen oder gedruckte Oberflächenausrüstungen, Lackledero'berflächenausrüstung und Wildlederoberflächenausrüstung.

Wie früher beschrieben, wird die Folie 41 auf der Forrnoberflache 7 vakuumverformt, bevor eine Charge geschmolzenen Kunststoffs zur Herstellung des Gegenstandes gegen sie gespritzt wird. Da dünne und dicke Folien in verschiedenen Stärken und Steifheitsgraden vorkommen, kann es notwendig werden, die Vakuumverformungsstufe mit bekannten praktischen Ilethoden zu bereichern, die vollständig im Bereich des Könnens des Fachmanns auf dem technischen Gebiet des Pressformens liegen. Beispielsweise ist es im Falle einer steifen, dünnen oder dicken Folie oder einen dünnen oder dicken Folie mit hohem Modul wahrscheinlich, dass ein Lrweichen der Folie 41 notwendig wird, damit das Vakuuiaverforsch ohne Zerreissen oder Verlust der erhaben auogcnrbeitoten Zeichnung möglich wird. Umgekehrt ist bei einer biegsamen, dünnen oder dicken Folie oder einer dünnen oder dicken Folie mit

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niedrigem Modul ein derartiger Erweichungsschritt nicht notwendig, und es kann sogar sein, dass sich ein solcher Schritt verbietet, damit die erhaben ausgearbeitete Zeichnung erhalten bleibt. Wenn ein Erweichen erwünscht ist, wird mittels der Heizvorrichtung 45, wie in der Fig. 2 gezeigt, heisse Luft oder ein anderes fliessfähiges Medium über die Folie 41 geleitet.

Die Heizvorrichtung 41 kann andere Arten von Heiζeinheiten, als sie in der Fig. 2 gezeigt sind, umfassen. Beispielsweise kann eine !Reihe von CAL-EOlP-Heizungen oder Lichtquellen J

hoher Intensität verwendet werden. Ausserdem kann eine radioaktive Quelle verwendet werden. Alle diese Heizvorrichtungen kommen hier vollständig in Betracht.

Der Kunststoff, der durch die-Spritzgussmaschine in den Hohlraum 15 eingespritzt wird, umfasst sämtliche Arten von thermoplatisehen, spritζverformbaren Kunststoffen, wie Polystyrol, Styrol-Acrylnitril (SAN), Acrylnitril-Butadien- £»tyrol (ABS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylacrylat, Celluloseacetat, Polyäthylen, Polyacrylsäureverbindungen, Nylon, Polycarbonate und Polypropylen. Andere sind* beispielsweise hitzehärtbare Kunststoffe, wie Harnstoff-formaldehyd-Harze. \

Ein wichtiger Aspekt bei diesem Verfahren ist es, eine gute Verbindung zwischen dem spritzgegossenen Kunststoff und der Folie zu erhalten. In vielen Fällen erhält man eine gube Verbindung ohne eine besondere Behandlung; dies trifft beispielsweise beim Verformen von Styrol-Acrylnitril-Kunstsüoff gegen eine Vinylzierfolie zu. In anderen Fällen ist der Grad der Bindung geringer als erwünscht und wird dadurch erhöht;, dass ein Klebstoff überzug auf diejenige Überfläche dor Folie 41 gebracht wird, welche zu den Hohlraum 15 hin gewandt ist. Als apezielles Beispiel sei angeführt, dass

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zur Erhöhung des Bindungsgrades zwischen einer dünnen Vinylfolie und einem spritzgegossenen Acrylnitril-Butadienofcyrol (ABS)-Harz ein Überzug aus ATLAS® Sl'7'1 ,11 -Klebstoff, der von der Firma Atlas Coatings Corporation, Long Island, l'.'ew York, hergestellt wird, auf die Vinylfolie aufgetragen und, bevor die Folie in die Form gebracht wird, getrocknet wird. Zu Beispielen anderer Klebstoffe gehören Acrylharze, Alkydharze, Bitumen, Casein, Celluloseacetat, Cellulosecaprat, Cellulosenitrat, Cyanoacrylat, üpoxy-polyaniid, Phenolharz-polyamid, Phenolharz-vinyl, Polyamid, Polyisobutylen, Polystyrol, Polyvinylacetat Polyvinylacetat, Kolophonium, Epoxide, .Furane, Melamin-Formaldehyd, üleoharze, Phenolfonnaldehyd, Phenolharz-Epoxyharz, Phenolharz-Iieopren, Phenolharz-Nitril, Polyester, Polyurethane, Resorcin-Fo rmaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd, Polychloropren und Acrylnitril-Butadien, Diese können nach sehr vielfältigen Verfahren, wie durch Sprühen, Va1ζenbeschichtung, Streichen usw., aufgetragen werden.

Einem anderen wichtigen Aspekt des vorliegenden Verfahrens begegnet man, wenn gegen eine stark gefurchte Oberfläche, wie in der Fig. 5 gezeigt, formgepresst wird. Vie in der Vakuumverformungstechnik bekannt ist, ist es wesentlich, dass die dünne Folie soweit gezogen wird, bis sie sich vollständig an die Oberfläche angeschmiegt hat, um einen hohen Grad an Oberflächenwiedergabetreue zu erhalten. Es ist eine Eigenart dieses Verfahrens und wurde zu Beginn festgestellt, dass eine vollständige Vakuumverformung gegen eine stark gefurchte Oberfläche wegen der extremen Einzelheiten der Oberfläche und der von vornherein gegebenen Begrenzung der Anzahl der Luftübertragungskanäle 23» die ohne Beeinträchtigung der Virkung der Erhebungen und Vertiefungen in die Oberfläche 7 gedreht werden konnten, praktisch unmöglich war. Auch wurde angenommen, dass ein gegen Vakuum verformte Fasern angelegter hoher Druck die erhaben ausgearbeitete Zeichnung ausgläfcten würde. Es war daher überraschend, als man feststellte,

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dass, wenn die Po lie 41 nur teilweise gegen die Oberfläche 7 vakuumverformt wurde, die unter hohem Druck aus der 8pritzgussmaschine eingespritzte Charge des geschmolzenen Kunststoffs die Oberflächenformung vervollständigte, ohne dass ein Verlust an Oberflächenkonturierung auftrat. Dieser . Aspekt der Erfindung gestattet die Überwindung der einem begrenzten Grad des Ziehens und der Oberflachenfurchung innewohnenden Begrenzung, welche bei der herkömmlichen Vakuumverformung gegeben ist, sowie die Herstellung von Dekorationsplatten mit stark gefurchten Oberflächen. Es muss jedoch besonders sorgfältig darauf geachtet werden, dass nur die Wärmemindestmenge angewandt wird, die notwendig ist, um \ die Folie 41 so weit zu erweichen, dass eine teilweise Vakuumverformung gegen die stark gefurchte Oberfläche möglich wird, und dass nur die Mindesttemperatur der geschmolzenen Kunststoffcharge eingehalten wird, die notwendig ist, um ein angemessenes Fliessen der Schmelze und eine angemessene Füllung des Formhohlraums sicherzustellen. Höhere Temperaturen und/oder übererweichen der Folie 41 können zu einem Prägungsverlust während des Spritzgiessens führen. Die hier-, zu erforderliche Geschicklichkeit liegt vollständig im Bereich des Fachmanns auf dem technischen Gebiet des Formpressens.

Ein weiterer Aspekt des vorliegenden Verfahrens ist der, dass ™ das Verformen, vorzugsweise das Vakuumverformen, aber möglicherweise auch ein Nachverformen mindestens zu einem gewissen Grad vor dem Einspritzen der Charge des geschmolzenen Kunststoffs in den Hohlraum 15 durchgeführt werden muss. Versuche haben gezeigt, dass die Folie 41, wenn sie nicht mindestens teilweise verformt wird, z. B. durch Vakuumverformen, beim »Schliessen des Formel em ent es in Berührung mit dem Einfülltrichter 57 kommt und dass dann beim Einspritzen der geschmolzene' Kunststoff vor dem Einfülltrichter 37 durch die Folie 41 hindurchbrennt urid sich Kunststoff auf beiden Sei-

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ten der Folie ansammelt, so dass diese in den Gegenstand eingeschlossen und somit nutzlos wird.

Die durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellten Erzeugnisse ziehen Nutzen aus der grossen Vielzahl von Oberflächenmustern und Texturierungen, welche dem vorgeformten üOlienmaterial zuschreibbar sind, aus dem weiten Bereich von Oberflächenmerkmal en, der von eben bis stark gefurcht reicht und der Tauglichkeit der Spritzgiessmethoden zuschreibbar ist, und aus den niedrigen Herstellungskosten, die auf das Spritzgiessystem zurückzuführen sind. Ausserdem sind erfindungsgemäss spritzgegossene Gegenstände erhältlich, welche sowohl starre als auch weiche Oberflächen aufweisen, wobei die letzteren von dem vakuumverformbaren Folienmaterial der Polymerenschaum-Varietät herrühren.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Formen eines Gegenstandes in einer Spritzgus svorrichtung, bei dem in Kombination ein erstes und ein zweites Formelement, von denen jedes eine Formoberfläche aufweist, die, wenn die Elemente geschlossen sind, • dazwischen einen Formhohlraum begrenzen, Mittel zum tiberführen von Luft durch die Formoberflache des genannten ersten Formelementes in den genannten Formhohlraum hinein und aus ihm heraus und Mittel in dem genannten zweiten 'Formelement zum Einspritzen einer Charge geschmolzenen Kunststoffs in die genannte Formhöhlung·zusammenwirken, " welches Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Eine Folie aus einem vakuumverformbaren Material wird über die Formoberfläche des genannten Formelementes und gegen den dadurch definierten Umfang gelegt;

b) die genannte Materialfolie wird gegen die genannte Formoberfläche der genannten ersten Form vakuumverformt;

c) das genannte erste und zweite Formelement werden geschlossen, um die genannte Materialfolie einzuhüllen; und

d) eine Charge geschmolzenen Kunststoffs wird in den , genannten Hohlraum gegen die eine Seite der genannten ä Materi'alfolie gespritzt, um den genannten Hohlraum ! zu füllen und den genannten Gegenstand herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ea den Gehritt umfasst, dass die genannte Folie aus einem vakuumverformbaren Material, bevor sie gegen die genannte Formoberfläche vakuumverformt wird, weichgemacht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichhet, daos der genannte Schritt des Vakuumverformens der genannten

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Materialfolie gegen die genannte Formoberfläche des genannten ersten Formelementes bis zu einem solchen Ausmasse durchgeführt wird, dass die genannte Folie nur ■-■■·■ teilweise vakuumverformt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schritt des. Vakuumverformens der genannten Materialfolie gegen die genannte Forinoberf lache des genannten ersten Formelementes bis zu einem solchen Ausmasse durchgeführt wird, dass die genannte Folie vollständig vakuumverformt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es den nachfolgenden Schritt umfasst, dass das genannte erste und zweite Formelement geöffnet werden und Luft durch die genannte Formoberfläche des genannten ersten Formelementes zu der genannten Fonnhöhlung hingeführt wird, um den genannten Gegenstand von der genannten Formoberfläche zu trennen und ihn aus der genannten Spritzguss vorrichtung auszuwerfen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Folie aus vakuumverformbarem Material auf derjenigen Oberfläche, welche der genannten Formhöhlung gegenüberliegt, einen Klebstoffüberzug enthält.

7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte vakuumverformbare Material ein thermoplastisches Material enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Folie aus vakuumverformbarem Material ein geblähtes, thermoplastisches Material enthält.

9« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte vakuumverformbare Material einen polymeren Schaum enthält·

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10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _x dass das genannte vakuumverfoimbare Material einen Polyurethanschaum enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte vakuumverforabare Material ein thermoplastisches Material mit Gewebeunterlage enthält.

12.' Spritzgussvorrichtung,* enthaltend in Kombination zusammenwirkende erste und zweite Formelemente, welche zwischen sich einen Formhohlraum definieren, Mittel . a zum Vakuumverformen einer Folie aus einem vakuumverformbaren Material gegen die Formoberfläche des genannten ersten Formelementes und Mittel in dem genannten zweiten Formelement zum Einspritzen einer Charge geschmolzenen Kunststoffs in den genannten Formhohlraum und gegen das genannte vakuumverformte Material.

Spritzgussvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel zum Vakuumverformen einer Folie aus vakuumverformbarem Material gegen die Formoberfläche des genannten ersten Formelementes Mittel zum Einführen eines unter Druck stehenden, fliessfähigen Mediums bei Beendigung des ge- \ nannten Formzyklus zwischen der genannten überfläche des genannten ersten Formelementes und dem darin hergestellten Gegenstand enthält, um den Gegenstand von der genannten Formoberflache zu trennen und ihn aus der genannten Formvorrichtung auszuwerfen.

Spritzgussvorrichtung nach Anspruch 12, enthaltend Mit- * tel zum Erhitzen einer Folie aus vakuumverformbarem Material, die über die Formoberfläche des genannten ersten Formelementes gelegt worden ict, um das Vakuumverformen der genannten Haterialfolie zu unterstützen.

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15· Verfahren zum Formen eines Gegenstandes in einer Spritzguss vor richtung, bei dem in Kombination ein erstes und zweites Formel em ent, von denen jedes eine Formoberflache aufweist, welche, wenn die Elemente geschlossen sind, dazwischen einen Formhohlraum definiert, Mittel zum Übertragen von Luft durch die Formoberfläche des genannten ersten Formelementes in den genannten Formhohlraum und aus ihm heraus und Mittel in dem genann-• ten zweiten Formelement zum Einspritzen einer Charge geschmolzenen Kunststoffs in den genannten Formhohlraum zusammenwirken und dass folgende Schritte umfasst:

a) eine Folie aus einem vakuumverformbaren Material wird über die Formoberflache des genannten Formelementes und gegen den dadurch definierten Umfang gelegt;

b) das genannte erste und zweite Formelement werden geschlossen, um die genannte Materialfolie einzuhüllen;

c) die genannte Materialfolie wird gegen die genannte Formoberfläche der genannten ersten Form vakuumverformt; und

d) eine Charge geschmolzenen Kunststoffs wird in den genannten Hohlraum gegen die eine Seite der genannten Materialfolie gespritzt, um den genannten Hohlraum zu füllen und den genannten Gegenstand herzustellen.

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