DE2361038C3

DE2361038C3 - Verfahren zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Schaumkunststoff

Info

Publication number: DE2361038C3
Application number: DE2361038A
Authority: DE
Inventors: Takashi Nara Matsui
Original assignee: Sekisui Kaseihin Kogyo KK
Current assignee: Sekisui Kaseihin Kogyo KK
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1982-07-15
Also published as: FR2209657B1; GB1435217A; IN142000B; ES421257A1; US3967991A; NL178064B; DK153129B; FR2209657A1; CA1041261A; NL178064C; NL7316710A; AU6323873A; CH573300A5; DK153129C; BR7309635D0; AU452152B2; IT1000236B; DE2361038B2; PH11374A; DE2361038A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Behälter ausgehend von einer Kunststoffolie durch Vakuum- oder Druckeinwirkung tiefzuziehen. Da bei einem solchen Verfahren die durch Wärme erweichte Kunststoffolie beträchtlich gestreckt wird, ergibt sich dementsprechend eine geringe Behälterwandstärke an bestimmten Stellen und sinkt die Festigkeit des Folienmaterials ab. Mit dem genannten Verfahren kann man somit nicht Behälter erhalten, deren Höhe größer als der Durchmesser des offenen Endes ist, d. h. keine Behälter mit tiefen Böden. Ferner ist es schwierig, Behälter mit komplizierter Gestalt herzustellen.

Aus der offengelegten Japanischen Patentanmeldung 31 270/73 ist ein Verfahren bekannt, nach dem Behälter mit tiefliegendem Boden hergestellt werden können, ohne daß man einen Klebstoff od. dgl. verwenden müßte. Hierbei wird ein konischer oder rechteckiger Zuschnitt eines thermoplastischen Schaumkunststoffs zu einer kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Röhre gebogen, deren Höhe wesentlich größer als der Durchmesser sein kann. Nach dem Verschweißen der Seitennaht wird eine Bodenplatte aus demselben Material in die Röhre eingesetzt und mit ihr ebenfalls durch Schweißen verbunden, so daß ein Behälter mit tiefem Boden erhalten wird. Soll nach diesem Verfahren ein Behälter verwickelter Gestalt, z. B. eine Tasse, hergestellt werden, so benötigt man einen entsprechend komplizierten Zuschnitt, sofern die Herstellung überhaupt möglich ist. Weicht der Zuschnitt von der Rechteckform ab, so ist nicht nur dessen Ausstanzen schwieriger, sondern es wird auch Abfall produziert.

Aus der FR-PS 20 74 248 ist es zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Schaumkunststoff bekannt, einen Folienzuschnitt zu einer Röhre zu formen, deren Seitenränder miteinander zu verbinden, die Röhre zwischen einem Formkern und einer Gegenform durch Druck und Wärmeeinwirkung auf einer Stirnseite mit einer Bodenplatte zu verbinden und an der anderen Stirnseite mit einem Versteifungsrand zu versehen. Auch hier ergeben sich die oben geschilderten

ίο Schwierigkeiten bei der Herstellung von Behältern komplizierterer Gestalt

Aus der FR-PS 14 24 731 ist es bei der Herstellung einer Schutz- und Zierkappe zum Überziehen über einen Flaschenverschluß bekannt, die Kappe aus einem Abschnitt eines Thermoplastschlauches herzustellen, tcr zuvor radial gedehnt und durch Abschrecken in gedehntem Zustand konserviert worden ist. Der Schlauchabschnitt wird über eine Form gegeben, deren Umfang geringfügig größer ist als der des Flasdienhalses. Durch Erwärmen des Schlauchabschnitts schrumpft das radial gestreckte Material bis zur Anlage gegen die Form. Der über die Stirnfläche der Form überstehende Schlauchrand wird umgebogen und gegen eine Kreisplatte aus gleichem Material gebunden. Nach Abneh- men der so hergestellten Kappe wird diese über den Flaschenverschluß bzw. -hals gestülpt und nochmals erwärmt, um ein weiteres Schrumpfen und enges Anliegen der Kappe um den Flaschenhals zu bewirken.

Schließlich wird in der älteren Deutschen Patentanmeldung P 22 50 6383-16 ein Verfahren zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Schaumkunststoff vorgeschlagen, bei dem ein rechtwinkliger Zuschnitt aus einer bei Wärmeeinwirkung im wesentlichen in Querrichtung schrumpfenden thermoplastischen Schaumkunststoff-Folie zu einer zylindrischen Röhre geformt und längs ihrer Seitenränder verbunden wird. Die Röhre wird auf einen Formdorn so aufgesetzt, daß sie dessen Stirnfläche überragt, wonach sie durch Erwärmen über die Erweichungstemperatur des Kunststoffes auf den Formdorn aufgesch.rmpft wird. Nach Umbiegen des überstehenden Teils der Röhre zur Stirnfläche des Formdorns wird eine Bodenplatte angebunden, indem Strahler für das notwendige Erweichen von Kunstharzröhre und Bodenplatte sorgen, während beide durch Unterdruck gegen den Formdorn gehalten sind. Nachdem die Verbindung zwischen der Röhre und der Bodenplatte gefertigt ist, wird am Öffnungsrand der Röhre durch Einrollen eine Versteifungsrippe erzeugt. Aufgrund der Wärmeeinwirkung durch die Strahler kann der Schaumkunststoff nachschäumen und zusammenfließen, so daß Dickenschwankungen auftreten können. Diese Dickenschwankungen beeinträchtigen einerseits das Aussehen der ausgeformten Becher oder Behälter und andererseits deren Stapelbarkeit. Nachteilig ist auch, daß die notwendige Versteifungsrippe am Öffnungsrand in einem separaten Vprfahrensschritt erzeugt wird, wobei dieser Verfahrensschritt, nämlich das Einrollen des Öffnungsrandes, zeitaufwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Schaumkunststoff zu schaffen, mit dem sich ausgehend von einem Zuschnitt geometrisch einfacher Form äußerst wirtschaftlich Behälter mit tiefem Boden, selbst komplizierter Gestalt herstellen lassen, die bezüglich Aussehen und Stabilität sämtlichen Anforderungen genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß durch die

Maßnahmen im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Unabhängig von der Kompliziertheit der Gestalt des herzustellenden Behälters kann beim Verfahren nach der Erfindung immer von einem rechteckigen Folienzuschnitt ausgegangen werden, der leicht und ohne Abfall erzeugt werden kann. Durch das Umbiegen des Bodenrandes der Kunststoffröhre und Erzeugen einer Versteifungsrippe am Öffnungsrand ergeben sich Behälter mit besonders stabilem Boden und Öffnungsrand, ohne daß die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens verloren ginge. Das Anbinden der Bodenplatte und Ausformen der Versteifungsrippe erfolgen im selben Arbeitsschritt durch Wärme- und Druckeinwirkung. Während dieser Wärme- und Druckeinwirkung ist der Behälter in einem Formhohlraum zwischen Formdorn und einer Gegenform eingeschlossen, so daß der fertige Behälter eine einwandfreie Oberfläche erhält.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung im Folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. !a — Ie und 2a — 2e eine Darstellung der einzelnen Schritte beim Herstellen der Behälter aus thermoplastischem Schaumkunststoff;

Fig.3 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung einer zylindrischen Röhre aus einer thermoplastischen Schaumkunststoff-Folie;

Fig.4 schematisch einen horizontalen Schnitt der Vorrichtung von F i g. 3;

F i g. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Einzelheit der Vorrichtung von F i g. 3;

Fig. 6 schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Aufschrumpfen der zylindrischen Röhre aus thermoplastischem Schaumkunststoff auf einen Formdorn;

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer Form zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Schaumkunststoff;

Fig. 8 schematisch einen vergrößerten Längsschnitt der Form von F i g. 7; und

Fig.9a - 9d perspektivische Ansichten von verschiedenen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Behältern.

Die thermoplastische Schaumkunststoff-Folie für das erfindungsgemäße Verfahren kann z. B. dadurch hergestellt werden, daß ein leicht flüchtiges Blähmittel wie Butan, PcT.tan. Isobutan, Propan, Hexan, gasförmige halogenisierte Kohlenwasserstoffe od. dgl. oder ein chemisches Blähmittel wie Azodicarbonamid, Dinitrosopentamethylentetramin, Azodiisobutyldinitril und Natriumbicarbonat einem polymerischen Material wie Polystyren, Methylmethacrylatpolymer, Styrenacrylonitrilcopolynier, Styrenmethylmethacrylatcopolymer, Styrenacrylonitrilbutadiencopolymer, einer Mischung hiervon als auch einer Mischung hiervon mit Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid u. dgl., einem Copolymer von Styren mit Methylmethacrylat oder Acrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyäthylen, Polypropylen oder Polyvinylchlord zugesetzt wird, und die Mischung extrudiert und aufgeschäumt wird. Es ist notwendig, daß die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Folie im wesentlichen nur in einer Richtung schrumpft, wenn sie auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffs erwärmt wird. In einer dazu senkrechten Richtung soll dagegen das Schrumpfen sehr klein sein. Man kann eine solche Schaumkunststoff-Folie herstellen, indem eine Ausgangsfolie in Wärme erreicht und anschließend auf das 1,5-fache der ursprünglichen Größe gestreckt wird, oder indem die Aufbläh- oder Streckgeschwindigkeit während des Extrudierens der Foil·.· in geeigneter Weise gesteuert wird.

s Wenn die Schaumkunststoff-Folie 5 Sekunden lang auf 135°C erwärmt wird, sollte sie in einer Richtung mindestens 1,5 mal, vorzugsweise 2,0 — 6,0 mal so stark schrumpfen wie in einer Richtung senkrecht hierzu, wobei der Schrumpfkoeffizient in Richtung der

ro Hauptschrumpfrichtung mindestens 15%, vorzugsweise 30 — 60% beträgt. Wenn eine solche Schaumkunststoff-Folie zu einer zylindrischen Röhre gewickelt wird, wobei ihre Hauptschrumpfrichtung in Flucht mit der Umfangsrichtung des Zylinders liegt, und sie auf eine die Erweichungstemperatur des Kunststoffs überschreitende Temperatur erwärmt wird, insbesondere auf etwa 30 bis 130⁰C, verringert sich der Innendurchmesser des Zylinders beachtlich, aber die Länge des Zylinders nur unwesentlich. Eine aus einem Kunstharz wie Polystyren, Meiihylmethacrylat. und ihren Copolymeren hergestellte Folie kann bevorzugt Anwendung finden, da sie hinreichend steif ist, um sie zu einer ivlindrischen Röhre zu wickeln.

Eine geeignete Dicke der thermoplastischen Schaumkunststoff-Folie, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden kann, beträgt etwa 0,25 bis 2 mm. Wenn die Dicke weniger als 0,25 mm beträgt, ist die Steifigkeit der Folie zu gering und die Folie kann leicht brechen, wenn sie durch Erwärmen zu stark gestreckt wird. Wenn andererseits die Dicke 2 mm überschreitet, ist die Folie nicht hinreichend flexibel, um einen zylindrischen Behälter kleinen Durchmessers herstellen zu können.

Die Schaumkunststoff-Folie hat vorzugsweise eine Dichte, die nichl 0,4 g/ccm überschreitet. Da die Steifigkeit der Folie mit sich verringernder Dichte verkleinert, wird man Folien mit einer Dichte von vorzugsweise 0,4 — 0,06 g/ccm verwenden.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Bodenplatte kann z. B. aus Polystyrol, Papier oder aus Polyvinylchlorid bestehen. Bevorzugt wrd, den gleichen Werkstoff für die Seitenwandung und für die Bodenplatte des herzustellenden Behälters zu verwenden, da hierdurch die Festigkeit an der Verbindungsstelle erhöht wird.

Gemäß Fig. 1 und 2 wird eine Folie 1 aus schrumpfbarem thermoplastischen Schaumkunststoff rechteckig geschnitten. Die Hauptschrumpfrichtung dieser Folie 1 ist durch Pfeile, Fig. la und 2a, gezeigt.

Die Folie 1 wird zu einer zylindrischen Röhre mit sich überlappenden Seitenrändern gebogen. Eine auf etwa 130 — 200°C erwUrmte Heizvorrichtung wird auf die überlappten Seitenränder angesetzt, so daß die Niht heiß verschweißt wird, Fig. Ib und 2b. Stattdessen könnten die Seitenränder auch miteinander verklebt werden.

Dann wird die zylindrische Röhre 2 auf einen Formdorn 3 aufgesetzt, dessen Außenform der inneren Oberfläche des zu bildenden Behälters entspricht. Die zum Einsatz könnende Schaumkunststoff-Folie 1 ist höher als der Formdorn 3, so daß der untere Teil 2' der zylindrischen Röhre 2 sich über den Formdorn 3 hinaus erstreckt, Fig. Ic. In diesem Zusia'id wird die zylindrische Röhre 2 in einen Heißluftofen gebracht und etwa 3—15 Sekunden auf 110 - 250⁰C erwärmt. Nunmehr schrumpf; die zylindrische Röhre 2 in Richtung der Mittelachse des Zylinders bis zur innigen Berührung mit der Außenwand des Formdorns 3, wobei

der untere Teil 2', der sich über den Formdorn 3 hinaus erstreckt, in Richtung des Bodens gebogen wird, um den umlaufenden Rand der Bodenfläche zu bedecken, Fig. Idund2d.

Dann wird die geschrumpfte Röhre 2 vom Formdorn 3 genommen, um einen bodenlosen Körper 4 zu erhalten, Fig. Ie und 2e. Dieser Körper 4 wird zusammen mit einer Bodenplatte 7 in eine Form 5 eingesetzt, welche aus einem Formkern und einer Gegenform besteht, und dann unter Hitze durch Dampf _t0 oder ein anderes Heizmittel bei einer Temperatur von etwa 110 — 15CTC komprimiert. Fig. If und 2f. Der angewendete Druck ist von der Foliendickc sowie von der Aufschäumzeit für den Schaumkunststoff abhängig, je dünner die Schaumkunststoff-Folie oder je größer die Aufschäumzeit z. B. ist. umso niedriger liegt der Druck. Bei der Druck- und Wärmeeinwirkung wird die Bodenplatte 7 an den umgebogenen Bodenrand des Körpers 4 gebunden, im Faiie uei r i g. if, g an ucmücii Innenseite und im Falle der F i g. 2 f. g an dessen Außenseite, um einen Behälter 6 zu bilden.

Während der Druck- und Wärmeeinwirkung auf den Körper 4 innerhalb der Form 5 wird am Öffnungsrand des Behälters 6 eine Versteifungsrippe 8 ausgeformt, indem der Öffnungsrand einer Preßverformung unterworfen wird. Die Versteifungsrippe dient dazu, die Formfestigkeit des Behälters zu erhöhen.

Der geschrumpfte Körper 4 könnte auch mitsamt dem Formdorn 3 in die Gegenform eingebracht werden, so daß in diesem Fall der Formdorn die Rolle des Formkerns übernimmt.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Gemäß F i g. 3 liegt eine Schaumkunststoff-Folie 104 in einer um eine Welle 102 gewickelten Rolle vor. Die Welle 102 steht mit einem auf einem Ständer 101 gelagerten Drehteller 103 in Verbindung. Das Anfangsstück der Folie 104 wird zwischen ein Greifrollenpaar 105 und 105' aus Gummi eingesetzt, das gemeinsam mit einem weiteren Greifrollenpaar 109 und 109' aus Metall rotiert. Die Greifrollen 109 und 109' werden durch einen Motor 106 über einen Antriebsriemen 107 und ein Wechselgetriebe 108 angetrieben. Die Greifrollenpaare 105,105' und 109, 109' sind jeweils an Seitenplatten 110, 110'bzw. 112,112'gelagert, die mit Hilfe von Bolzen 111 bzw. 113 am Ständer 101 befestigt sind. Die Greifrollen 105, 105' haben einen größeren Durchmesser als die Greifrollen 109,109'. aber die Umfangsgeschwindigkeit der Greifrollen 109, 109' ist geringfügig größer als diejenige der Greifrollen 105,105'.

Der Abstand /wischen den Greifrollen 105, 105' und zwischen den Greifrollen 109, 109' ist durch die Dicke der Schaumkunststoff-Folie 104 bestimmt. Wie Fig.4 zeigt sind die Greifrollen 109,109' in drei Parallelreihen angeordnet Diese Reihen von Greifrollen 109,109' sind durch eine (nicht dargestellte) Kette verbunden, so daß sie mit gleicher Geschwindigkeit rotieren. Die durch Ro'ation der Greifrolien 105, 105' transportierte Folie 104 gelangt zwischen die Greifrollen 109, 109'. Da jedoch die Zuführgeschwindigkeit der Greifrollen 105, 105' geringfügig kleiner ist transportieren die Greifrollen 109,109' die Folie 104 mit Schlupf nach vom.

Unmittelbar hinter den Greifrollen 105, 105' sind Schneidwerkzeuge 114, 114'. wie in Fig.4 dargestellt vorhanden. Ein Paar von Führungsplatten 115, 115' ist zwischen den Schneidwerkzeugen 114, 114' und den Greifrollen 109, 109' angeordnet Die Schneidwerkzeuge 114, 114' werden durch einen (nicht dargestellten) Luftdruckzylinder betätigt. Der Luftdruckzylinder wird durch ein Relais beaufschlagt, das von Fotozellen 116, 116', welche zwischen den Greifrollen 109, 109' angeordnet sind, gesteuert wird. Dann kommen die Schneidwerkzeuge 114 und 114' miteinander in Eingriff, um die Folie 104 zu schneiden.

Ein geschnittenes Folienstück 104' wird durch die Rotation der Greifrollen 109, 109' weiterbefördert, und zwar zwischen Führungsplatten 117, 117' hindurch, bis das Führungsende des Folienstücks gegen einen Anschlag 119 an einem zylindrischen Formteil 118 stößt. Da vor dem Anschlag 119 eine Vakuumöffnung 120 mündet, wird das Führungsende des Folicnslücks 104' festgehalten.

Das Formteil 118 ist an einer sich aufwärts erstreckenden Welle 122 aufgehängt, die durch einen Motor 126 auf einem Rahmen 123 über einen Riemen 125. ein Wechselgetriebe 124 und ein auf der Welle 122 sitzendes Zahnrad angetitcucii »iiu.

Beim Wechselgetriebe 124 oder bei dem auf der Welle 122 sitzenden Zahnrad sind einige Zähne abgeschliffen, so daß das Formteil 118 intermittierend rotiert, wobei es stets in der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung zum Stillstand kommt. Wenn das Führungsende des Folienstücks 104' durch die Vakuumöffnung 120 angesaugt ist, rotiert das Formteil 118 einmal und während dieser Zeit wird das Vakuum ständig an der Vakuvi.iiöffnung 120 aufrechterhalten. Da das Folienstück 104' eine Größe hat. welche etwas langer als der Umfang des Formteils 118 ist, werden beide Ränder des Folienstücks 104'überlappt.

Hält dann das Formteil 118 an. wird durch Einwirkung eines (nicht dargestellten) Luftzylinders der überlappte Bereich des Folienstücks 104' gegen eine Heizvorrichtung 127 gepreßt Da die Heizvorrichtung 127 eine Temperatur besitzt, die oberhalb des Erweichungspunktes des Schaumkunststoffes liegt, d. h. bei einer Temperatur von etwa ItO — 200°C, so werden die gegen die Heizvorrichtung 127 gepreßten Ränder des Folienstücks 104' verschweißt und es wird eine zylindrische Röhre 130 am Umfang des Formteils 118 erhalten, wie in F i g. 5 gezeigt ist.

Würde die Heizvorrichtung 127 unmittelbar am Folienstück 104' angreifen, so würde der schmelzende Schaumkunststoff an der Heizvorrichtung 127 anhaften. Um dies zu vermeiden, wird ein aus Tetrafluoräthylenharz bestehendes Band 128 zwischen Heizvorrichtung 127 und dem Folienstück 104' angeordnet wobei eine Rollenanordnung 129das Band 128 abstützt

Gemäß Fig. 4 steht ein Abstreifer 131 mit dem oberen Umfang des Formteils 118 in Berührung. Dieser Abstreifer 131 kann eine Gleitbewegung ausführen. Wenn er über die Kolbenstange 133 eines Luftzylinders und über einen Arm 132 beaufschlagt wird, um die zylindrische Röhre 130 durch eine öffnung 134 im Ständer 101 nach unten abzustreifen.

Die zylindrische, von dem Formteil 118 durch den Abstreifer heruntergezogene Röhre 130 wird auf einen konischen Formdorn 204 gesetzt der sich auf einer Transporteinrichtung befindet F i g. 6.

Die Transporteinrichtung weist eine endlose Transportkette 201 auf, die in Pfeilrichtung mit Hilfe eines an einem der Kettenräder 202 und 203 angreifenden Antriebsmotors bewegt werden kann. Eine Mehrzahl von Formdornen 204 ist in geeigneten Abständen an der Transportkette 201 befestigt Etwa in der Mitte der Transportkette 201 ist ein Heißluftofen 205 angeordnet der mit Hilfe einer Nickel-Chrom-Heizwendel 207 auf

geeigneter Temperatur gehalten wird, jeder der Formdorne 204 hat einen etwas kleineren Außendurchmesser als dor Innendurchmesser der zylindrischen Röhre 130.

Eine zylindrische Röhre 130 wird auf einen der Formdorne 204 gesetzt und in den Heißluftofen 205 hin* inbewegt. Beim Erhitzen schrumpft die zylindrische Röhie 130 nach einwärts gegen die Außenwand des Formdorns 204. Die Temperatur innerhalb des Heißluftofens 205 liegt bei etwa 130 - ?20°C und die Durchlaufzeit einer Röhre 130 beträgt 3 — 10 Sekunden.

Nach dem Durchlaufen des Heißluftofens 205 wird ein geschrumpfter Körper 206 erhalten, bei dem der über den Formdorn 204 überstehende Teil nach einwärts gebogen ist. Der geschrumpfte Körper 206 wird abgekühlt, und nachdem er über das Kettenrad 202 hpu.rgi worrlrn ist und in entgegengesetzter Richtung zu liegen kommt, wird er vom Formdorn 204 abgenommen. Das Abnehmen vom Formdorn 204 kann durch Einlassen von Druckluft in den Formdorn 204 ausgeführt werden, oder durch Überstülpen einer Gegenform, welche im wesentlichen gleichen Innendurchmesser wie der Außendurchmesser des geschrumpften Körpers 206 hat und mit Vakuumöffnungen versehen ist.

Der vom Formdorn abgenommene geschrumpfte Körper 206 wird in einer Form, bestehend aus Formkern und Gegenform, einer Wärme-Druckbehand-Ii tg ausgesetzt, siehe F i g. 7.

Auf der Bodenplatte 302 eines Rahmens 301 ist eine Form 303 montiert, die aus einer Gegenform 304 und einem Formkern 305 besteht. Im mittleren Bereich dieses Rahmens 301 ist eine Platte 306 befestigt, an der zylindrische Rohrkörper 307 und 308 in vertikaler Ausrichtung angebracht sind. Im obersten Bereich des Rahmens 301 ist eine Platte 309 befestigt. Auf der Platte

309 ist ein vertikal ausgerichteter Zylinder 310 montiert, in dem eine Kolbenstange 311 mit einer Platte 312 an ihrem vorderen Ende verschieblich ist. An der Platte beidseitig der Kolbenstange 311 befestigte Gleitstangen 313 und 314 erstrecken sich durch die zylindrischen Rohrkörper 307 bzw. 308. Die unteren Enden der Gleitstangen 313 und 314 sind an eine Platte 315 befestigt, die an einem U-förmigen Rahmen 315' den Formkern 305 trägt. Bei Beaufschlagimg des Zylinders

310 durch die Leitung 316 wird der Formkern 305 aufwärts- oder abwärtsbewegt.

Um den Formkern 305 ist ein Preßstempel 317 auf- und abwärts beweglich. Als Antrieb ist ein Zylinder 318 angeordnet, der durch die Leitung 319 beaufschlagt wird.

Gemäß der Schnittdarsteliung der Form 303 in F i g. 8 befindet sich im Innern der Gegenform 304 eine Kammer 320. Durch Einführen eines Heizmittels wie Dampf oder eines Kühlmittels wie Wasser durch einen Heizmitteleinlaß 321 bzw. einen Kühlmitteleinlaß 322 kann die Gegenform beheizt oder gekühlt werden. Das Heizmittel oder das Kühlmittel wird durch einen Auslaß 323 bzw. 324 abgeführt.

In dem Formkern 305 ist eine Kammer 325 vorhanden. Der Formkern 305 steht mit dem U-förmigen Rahmen 315' in Verbindung. Zur Beheizung oder Kühlung des Formkerns sind ein in die Kammer 325 mündender Einlaß 326 und ein Auslaß 327 für das Heiz- oder Kühlmittel vorhanden.

Im mittleren Teil des U-förmigen Rahmens 315' ist ein Loch 328 ausgebildet. Ein Formhohlraum 329 ist zwischen der Gegenform 3041 und dem Formkern 305 gebildet. Dieser FormhohlrauTi 329 hat die Gestalt des herzustellenden Behälters. Eine Erweiterung 330 ist am oberen Teil des Formhohlraunis 329 vorhanden, um eine Versteifungsrippe am Behälter auszuformen. Der Preßstempel 317 greift in die Erweiterung 330 ein und drückt auf den Behälterrand, um die Rippe auszuformen. Der Preßstempel 317 ist einstückig mit einer Platte 331 an die Zylinderstange 332 des Zylinders 318 befestigt.

Durch Beaufschlagung der Zylinder 310 und 318 wird die Form 303 im offenen Zustand gehalten und der Preßstempel 317 angehoben. In diesem Zustand werden der geschrumpfte Körper 206 sowie eine (nicht dargestellte) Bodenplatte in die Gegenform 304 eingeführt. Danach werden ein Ventil 334, das die Zuführung eines Kühlmittels steuert, und ein Ventil 336 im Kühlmittelauslaß 324 geschlossen, während gleichzeitig Ventile 333, 335 im Heizmitteleinlaß 321 bzw. Heizmittelauslaß 323 geöffnet werden, so daß ein Heizmittel in die Kammer 320 der Gegenform 304 gelangt. Gleichzeitig mit dem Beheizen der Gegenform 304 wird ein Heizmittel in die Kammer 325 des Formkerns 305 über den Einlaß 326 eingeführt, um den Formkern 305 auf gleicher Temperatur zu halten wie die Gegenform 304. Danach wird der Zylinder 310 betätigt, um den Formkern 305 in die Gegenform 304 einzuführen und gleichzeitig mit einem Druck zu belasten. Durch die Druck- und Wärmeeinwirkung wird die Bodenplatte gegen den umgebogenen Rand des Körpers 206 gebunden.

Nachdem er mit dem Formkern 305 abgesenkt ist, wird der Zylinder 318 betätigt, so daß der Preßstempel

317 einen Druck auf den Öffnungsrand des geschrumpften Körpers 206 ausübt. Dadurch wird derjenige Teil des geschrumpften Körpers 206, der sich in der Erweiterung 330 befindet, zu einer Versteifungsrippe ausgeformt.

Nach Bildung der Versteifungsrippe werden die Ventile 333 und 335 geschlossen und werden gleichzeitig die Ventile 334 und 336 geöffnet. Dann wird anst'.ile eines Heizmittels ein Kühlmittel in die Kammern 320 und 325 eingeführt, um die Gegenform 304 und den Formkern 305 und dadurch den Behälter im Formhohlraum 329 zu kühlen.

Nach dieser Abkühlung werden die Zylinder 310 und

318 umgekehrt beaufschlagt, um den Formkern 305 und den Preßstempel 317 anzuheben, wonach der Behälter aus der Form herausgenommen wird.

Wie aus F i g. 9a, 9b, 9c und 9d ersichtlich, kann man relativ leicht, lediglich durch Wahl der Gestalt des Formdorns 3, 204 und/oder der Form 5, 303, Behälter komplizierter Gestalt herstellen, z. B. Behälter, deren Durchmesser oben und am Boden unterschiedlich ist, Fig. 9a, ferner Behälter, deren Durchmesser vom Mittelteil der Seitenwand in Richtung des Bodens einen sich stark verringernden Durchmesser haben. F i g. 9b, weiter Behälter, deren Seitenwand eine Ausbauchung hat, F i g. 9c, und auch Behälter, weiche einen stufenförmigen Teil im Bereich des Bodens aufweisen, F i g. 9d. Solche Behälter komplizierter Gestalt können ausgehend von einem rechteckigen Folienzuschnitt aus thermoplastischem Schaumkunststoff hergestellt werden.

Beispiel

Eine Schaumkunststoff-Folie aus Polystyrol mit einer Dicke von 05 mm. einer Dichte von 02 g/ccm und mit einem Schrumpfungskoeffizienten von 275% in einer

ίο

ersten Richtung und von 57,4% in einer dazu senkrechten Richtung wurde mit der Vorrichtung nach F i g. 3 — 5 zu einem rechteckigen Folienstück 104' mit einer Höhe von 130 mm und einer Länge von 230 mm geschnitten, mit der Hauptschrumpfrichtung in Längsrichtung, und zu einer zylindrischen Röhre 130 gebogen und längs der Seitenränder verschweißt.

Dann wurde die Röhre 130 gemäß Fig.6 auf den Formdorn 204 se aufgesetzt, daß sie sich um 10 mm über die Bodenflächo des Formdorns 204 erstreckte. In diesem Zustand wurde sie bei einer Temperatur von 150⁰C über 5 Sekunden in einem Heißluftofen 205 erhitzt und zum Schrumpfen gebracht, so daß ein geschrumpfter Körper 4 mit einwärts gebogenem Bodenrand erhalten wurde, Fig. Ie. Dieser Körper wurde zusammen mit einer Bodenplatte 7, bestehend aus Polystyrol-Hartschaum mit einer Dicke von 0,1 mm und einer Dichte von 0,1 g/ccm und mit einem Durchmesser von 50 mm in die Gegenform 304 eineeführt. Dann wurde der Formkern 305 in die Gegenform 304 eingesetzt und der geschrumpfte Körper einer Wärme-Druckbehandlung unterworfen, indem auf I2O°C jrwärmter Uampf bei einem Druck von 3 kp/cm² 12 Sekunden lang in die Formkammern eingeführt wurde. Der obere Teil des Schrumpfkörpers wurde durch den Preßstempel 317 auf Druck belastet, wonach sowohl die Gegenform 304 als auch der Formkern 305 13 Sekunden lang durch Einführen von Wasser in die Formkammern gekühlt wurden, bis sie

ίο Raumtemperatur erreichten. Formkern und Gegenform wurden getrennt und ein Becher 6 gemäß Fig. Ig wurde erhalten.

Dieser Becher hatte einen Innendurchmesser am oberen Öffnungsrand von 70 mm und am Boden von

50 mm sowie eine Höhe von 90 mm. Am öffnungsrand war eine Versteifungsrippe ausgebildet. Ferner hatte der Becher eine gute Außengestalt und die Bodenplatte war fest init dem Becherboden verbunden bzw. verschmolzen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Schaumkunststoff, bei dem ein rechtwinkliger Zuschnitt aus einer bei Wärmeeinwirkung im wesentlichen in Querrichtung schrumpfenden thermoplastischen Schaumkunststoff-Folie zu einer zylindrischen Röhre geformt und längs ihrer Seitenränder verbunden wird, die Röhre auf einen Formdorn so aufgesetzt wird, daß sie dessen Stirnfläche überragt und die Röhre durch Erwärmen über die Erweichungstemperatur des Kunststoffes auf den Formdorn aufgeschrumpft wird, wobei der überstehende Teil der Röhre zur Stirnfläche des Formdorns umgebogen wird, und bei dem eine Bodenplatte mit dem umgebogenen Bodenrand der Röhre verbunden und schließlich am Öffnungsrand der Röhre eine Versteifungsrippe erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Formdorn (3, 204) aufgeschrumpfte Röhre (2, 130) zusammen mit der Bodenplatte (7) in einem von dem Formdorn oder einem Formkern (305) und einer Gegenform (304) gebildeten, der Gestalt des gewünschten Behälters entsprechenden Formhohlraum (329) erhitzt und durch Druck auf die Bodenplatte sowie auf die Stirn'läche des Öffnungsrandes der Röhre die Bodenplatte mit dem umgebogenen Rand der Röhre verbunden und am Öffnungsrand eine Versteifungsrippe (8) ausgeformt wird.