DE2309537A1

DE2309537A1 - Verfahren zur herstellung von polyestertiefziehformteilen

Info

Publication number: DE2309537A1
Application number: DE19732309537
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Breitenfellner; Josef Dr Hrach
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1973-09-13
Also published as: CH550060A; FR2174131A1; JPS48100458A

Description

CIBA-GEIGY AG. CH-4002 t!as3!

CBA-GEiGY

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr.R.Koenig3bcrg3r - Dipl. Fhys. R. Holzhauer

Dr. F. Zumstein jun.

P α t β n I α η w α I t ι

8 München 2, Bräuhausstraße 4/III

Case 3-AL 22/ALP 117 Deutschland

Verfahren zur Herstellung von Polyestertiefziehformteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in der Wärme geformten Gegenständen aus Polybutylenterephthalatfilmen bzw. -platten. Gemäss der Erfindung werden die Formlinge in der Weise hergestellt, dass man einen unorientierten Film oder Platte eines im wesentlichen

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kristallinen, thermoplastischen Polyesters in einem Rahmen befestigt, darauf den Film oder die Platte auf Temperaturen zwischen 50 und 150⁰C erhitzt, danach den Film oder die Platte bei diesen Temperaturen verformt, wobei eine Anpassung der Gestalt einer dem Rahmen benachbarten Form erfolgt, und anschliessend den Formling unter Abkühlung entformt, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Film oder eine Platte von im wesentlichen kristallinen Polybutylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von mindestens 2,0, vorzugsweise mindestens 2,40, gemessen an 1 % Lösungen des Kunststoffes in gleichen Gewichtsteilen Phenol:Tetrachloräthan bei 25°C, verwendet.

Die erwärmten Platten oder Folien werden zweckmässig durch Ausübung eines unterschiedlichen Druckes verformt. Der unterschiedliche Druck kann dabei mechanisch aufgebracht werden, wie beim Verformen mit aufeinanderpassenden Metallformen oder durch Unterschiede im Luftdruck, wie beim Vakuumverformen oder beim Vakuumverformen mit Unterstützung durch Luft. Das erfinderische Merkmal ist die Verwendung eines im wesentlichen unorrentierten Filmes von kristallinem Polybutylenterephthalat mit den angegebenen relativen Viskositäten bei diesem grundsätzlich bekannten Thermoformverfahren.

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Das erfindungsgemässe Verfahren liefert eine besonders vorteilhafte Verwendung für umorientierte Polybutylontorephthalatfilmebei der Herstellung von in der Wärme geformten GegenstKnden« Solche Gegenstände sind besonders brauchbar für Vorpackungszwocko. Ferner lassen sich technische Teile wie z.B. Gehäuse, Abdeckungen und Behälter nach dem erfindungsgemäßen Vorfahren herstollen. Im einzelnen geht man bei dem vorliegenden Verfahren entweder von dünnen, transparenten, kristallinen Polybutylenterephthalatfilaen einer Dicke bis zu o,5 ^mm aus, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 2.ο^9·538 beschrieben sind. Werden diese kristallinen, transparentonidünnen Filme der Wärmeverformung unterworfen, so botragen die für die Vorformung aufgewendeten Temperaturen 5 ο bis 15 o° C, vorzugsweise 5o bis 7.o° C. In jenem FaI₁I werden hochwertige, kristalline, transparente Tiefziehformlingo erhalten.

Tiefziohform.teile mit noch günstigeren Eigenschaften werden aber erhalten, wenn man hochkristalline, opake, dicke PoIybutylonterephthalatfolion oder -platten einer Schichtdicke

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von über 0,5 ""'Ί vorzugsweise mindostena o,55 n™» in der Wärme verfornit. Dieao dicken, kristallinen, opaken Filme oder Platten werden erhalten, in dom man eino Polybutylontorephthalatformmasse einer relativen Viskosität von mindestens 2,1o, vorzugsweise mindestens 2,5o-, durch die Breitschlitzdüse eines Extruders extrudiert, die aus der Breitschlitzdüse austretende Schmelze in einen aus zwei Walzen eines Valzonstuhlos gebildeten Walzenspalt eintreten läßt, wobei die Walzen des Valzenstuhlos auf eine Temperatur von "}o bis 15° C, vorzugsweise 5° bis 1oo C, temperiert v/erden und die verfestigte Schmelze mit einer Platten- oder Folienabzugseinrichtung abzieht. Entscheidend daboi ist, daß die Lipponspalteinstollung der Breitschlitzdüse und die Einstellung des Walzenspaltos so gewählt wird, daß

Dicke eine Platt© von mindestens o,55 mm/entsteht. Diese Einstellung und die Verhinderung einer Vororientierung der ©xtrudierten Platte durch Wahl einer Abzugsgeschwindigkeit, die bis zu 3 % kleiner ist als die Extrusionsgeschwindigkeit, gewährleisten die Herstellung einer dicken, hochkristallinen Platte, mit einem homogenen Kris tallgefüge. Die Dichte der nach letzterem Verfahren hergestellten Folien oder Platten beträgt mindestens 1,295 g/cm , vorzugsweise mehr als 1,3°° g/cm , berechnet auf den Kunststoff. Werden diese Platten oder Folien in der Wärme verforot,

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so sollen di© angewendeten Temperaturen zwischen 5o und 15o C, vorzugewoiso zv/ischon 7° ^u"d 13° C, liegon.

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3"-

Dio hergostollten dickwandigoron Polybutylontorophthalatformlinge sind hochki'istallin und opak und v/cisen gegenüber den dünnwandigen Formungen eine erhöhte Härte, Steifigkeit und Festigkeit auf. Dei dor Herstellung dor dünnwandigen als auch der dickwandigen Polybutylentorephthalatgegenständo wurde gefunden, daß dio relative Viskosität des Polybutylonterephthalatfilmos, welche ein Maß für das Molekulargewicht ist, entscheidend ist. Gegenstände, dio aus einem Film mit höherem Molekulargewicht hergestellt werden, besitzen bessere physikalische Eigenschaften, besonders Festigkeitseigenschaften, wie Widerstandsfähigkeit gegen Brüche aufgrund von Sprödigkeit.

Das Tiefziehverfahren kann im einzelnen wie folgt ausgeführt werden:

Auf einer Tiefziehmaschine beliebiger Bauart werden die Polybutylenterephthalat folien oder die dünnen Platten auf 50 bis 150⁰C, je nach Platten- oder Folienwahl, erwärmt, verformt und anschliessend auf etwa 50°C, oder darunter abgekühlt und schliesslich entformt. Die Erwärmung der Platten und Folien erfolgt meist durch Infrarotstrahler. Die Erwärmungsdauer hängt bei sonst gleichen Bedingungen von der Wanddicke der Folie oder Platte ab, wird aber im Mittel 1 bis 60 Sekunden betragen. Bekanntlich gibt es mehrere AusfUhrungsformen des Thermoformverfahrens, deren Prinzip kurz

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-b-

beschriobon werden soll. Beim Negativ-Tiefziehen wird dio Folie oder Platte in einen Spannrahmen eingelegt und festgeklemmt. Nach erfolgter Erwärmung wird der Raum zwischen Form und Folie oder Platte evakuiert. Durch die sich ergebende Druckdifforenz zwischen atmosphärischom Druck und Vakuum λ/ird die Folio oder Platte in dio alß Negativ ausgebildete Form hineingezogen und verformt. Die verformte Folie odex- Platte kühlt in der gekühlten Form rasch auf eine Temperatur unter der Erweichungstemperatur ab. Zur rascheren Abkühlung kann auch mit Luft gekühlt v/erden. Beim Positiv-Tiefziehen andererseits wird die erwärmte Folie oder Platte nicht in die Form hineingezogen, sondern die Form wird in dio erwärmte Platte oder Folio eingefahren, wobei die Platte oder Folio mechanisch vorgestreckt wird. Die Form selbst ist in diesem Fall ein positiver Körper. Durch das Anlegen des Vakuums wird der Thermoplast dann an die Form angepreßt, nimmt genau deren Umrisse an und wird anschließend in bekannter Weise gekühlt. Das Vorstrecken kann beim Positiv-Verfahren abor auch pneumatisch erfolgen. Dabei wird die erwärmte Folie odor Platte mit Preßluft vorgostrockt und an-

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schließend orst wird dio Form oingefahron. Hierdurch wird erreicht, daß dio Folie odor Platte im späteren Probontoil dos Formköi-pors von Anfang an gleichmäßiger mitverdünnt wird.

Bei einer dritten Ausführungsform wird die erwärmte Folie oder Platte mit Hilfe von Patrizo oder Matrize verformt und anschließend gpkühlt, wobei weder Vakuum noch Druckluft als Formungshilfen benutzt werden. Die Entforinung erfolgt von Hand oder maschinoll. Das Vorfahren des VakuumtiofZiehens ist übrigens in dom Buch von A. Thiel "Grundzügo der Vakuumverforniung" beschrieben.

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- 8 Doispiol 1

Ein 3oo χ 3oo mm großes Stück einor¹ transparenten, kristallinen Polybutylenterephthalatfolio mit einer relativen Viskosität von 2,6o, einer Dicke von 0,25 mm und einer Dichte von 1,290 g/cm wird in den Rahmen einer Vakuumtiefzieheinrichtung eingespannt. Nach dem Erwärmen auf Jo C wird die Folie zu einer kugelförmig Kalotte (Kugelradius 85 mm, Höhe 4o mm) nach dem Positiv-Verfahren vorarbeitet. Die Kalotte wird nach der Abkühlung entformt, sie ist gloichmäßig verstreckt und besitzt hervorragende Gebrauchseigenschaften.

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- 9 Beispiel 2

Ein 3oo χ 3°° mm großes Stück oiner opaken, kristallinen Polybutylenterephthalatfolie mit einer relativen Viskosität von 2,7o, einer Dichte von 1,3o3 g/cm und oinor Dicke von o,7 ^mtn wird nach dem Einspannen in eine VokuumtiefZieheinrichtung mit einer Infrarotwärmelampe auf eine Verarbeitungstemperatur von 1 oo C erwärmt, worauf die Wärmequelle abgeschaltet und der Raun zwischen Folie und Form evakuiert wird. Man erhält nach dem Negativverfahren eine quadratische Schale mit einer Seitenlange von I70 ^{mn) ur}»d einer Tiefe von k$ mm. Nach der Vakuutnverformung wird die Schale mit Luft gekühlt und anschließend entforrat. Streifenformige Proben aus dieser Schale ergaben nach der DIN-Prüfung eino Zugfestigkeit von £2o kp/cm

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Boiapiol 3

In ähnlicher Weise wio in Deispiol 1 wird eine opake, kristalline Polybutylenterophthalntfolio mit oiner relativen Viskosität von 2,7o, oiner Dicke von 1,5 nimm und einer Dichto von I,3o6 g/cm nach dem Erwärmen auf 13° C nach dorn Positiv-Vorfahren zu einer kugelförmigen Kalotte (Kugelradius 85 nun, Höhe ho mm) verarbeitet. Die schlagzäho Kalotte v/eist eine hoho Licht- und Vottor· beständigkoit auf.

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Claims

Patentansprüche :

l.i Verfahren zur Herstellung von kristallinen Formteilen durch Tiefziehen von kristallinen Platten aus thermoplastischen Polyestern, bestehend aus Befestigung einer unorientierten Platte oder eines Filmes in einem Rahmen, Erhitzen der befestigten Platte oder des Filmes auf Temperaturen zwischen 50 und 150⁰C, Verformung der Platte oder Folie bei diesen Temperaturen durch Tiefziehen, Abkühlen des erhaltenen Formteils auf eine Temperatur unter 50°C und Entformen des Formteils, dadurch gekennzeichnet, dass man eine im wesentlichen kristalline Polybutylenterephthalatplatte oder-folie mit einer relativen Viskosität von mindestens 2,0, gemessen an 1 %igen Lösungen aus gleichen Gewichtsteilen Phenol : Tetrachloröthan bei 25°C, verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadui'ch gekennzeichnet, dass man eine Polybutylenterephthalatplatte oder-folie mit einer relativen Viskosität von mindestens 2,40, gemessen an 1 %igen Lösungen aus gleichen Gewichtsteilen Phenol : Tetrachloräthan bei 25 C, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine kristalline, opake Polybutylenterephthalatplatte

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einer Dicke von mindestens 0,55 mm verformt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine kristalline, transparente Polybutylenterephthalatfolie verformt.
5. Nach Anspruch 3 hergestellte, kristalline, opake PoIybutylenterephthalattiefziehformteile einer relativen Viskosität von mindestens 2,0, gemessen an 1 %igen Lösungen gleicher Gewichtsteile Phenol : Tetrachloräthan bei 25°C.
6. Nach Anspruch 4 hergestellte kristalline, transparente Polybutylenterephthalattiefziehformteile einer relativen Viskosität von mindestens 2,0, gemessen an 1 %igen Lösungen gleicher Gewichtsteile Phenol : Tetrachloräthan bei 25°C.

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