DE2362174B2 - Spritzgießform zum einseitigen Verbinden einer Folie mit einem aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten Gegenstand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießform zum einseitigen Verbinden einer Folie mit einem durch Spritzgießen aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten Gegenstand im Formhohlraum der Spritzgießform entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Beim Hersteller einer· Dose oder einem ähnlichen Gegenstand mit oiner Folie auf einer Seite z. B. als Diffusionssperre oder Etikf :, wird die Folie in die geöffnete Form einer Spritzgießmaschine eingeführt, worauf die Form geschlossen und die Kunststoffmasse eingespritzt wird.

Das Einfügen einer Folie in eine solche Dose oder einen anderen ähnlichen, als Verpackung dienenden Gegenstand kann bezwecken, einen der größten Nachteile bei der Verwendung der meistens vorkommenden billigen Thermoplastmaterialien, wie Styrol- und Olefin-Kunststoffe, zu beseitigen, nämlich deren hohe Permeabilität für Gase, Aromastoffe und Wasserdampf. Dies hat bewirkt, daß die Anwendung dieser Materialien als Verpackung für z. B. gewissen Lebensmittel, chemisch-technische Produkte und Kosmetika stark begrenzt worden ist. Auch die Einwirkung des Verpackungsinhaltes auf das Kunststoffmaterial hat in einigen Fällen bewirkt, daß man gezwungen war, andere Materialien für die Verpackungen zu anzuwenden. Es ist weiter üblich, Dosen aus formgespritztem thermoplastischem Kunststoff mit Dekors in einer oder mehreren Farben zu versehen. Diese Dekors können z. B. mit Hilfe von Etiketten oder Abziehbildern angebracht werden. Eine beim Spritzgießen eingefügte Folie kann somit auch als Dekor oder Etikett dienen.

Es ist bereits lange bekannt, eine Folie aus Kunststoffmaterial, aus dem die Dose hergestellt weFden soll, vorzudrueken und diese in die Spritzgießform einzulegen, bevor die Kunststoffmasse eingespritzt wird. Die Folie schmilzt dann am eingespritzten Kunststoffmaterial fest und bildet einen Teil der hergestellten Dose. Es ist ebenso bekannt, anstelle einer reinen Kunststoffolie eine Folie anzuwenden, die aus einem mit Kunststoffbeschichteten Papier bestehenden Laminat hergestellt ist, wobei die Kunststoffschicht anschmilzt, sobald die Masse in die Spritzgießform eingespritzt wird. Der Vorteil dieser Verfahren liegt darin, daß man ein Dekor erhält, das sehr gut haftet und in größeren Auflagen relativ billig wird, weil die Folic in mehreren Farben mit großer Geschwindigkeit im Offset-Verfahren bedruckt werden kann.

Diese Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß das Einlegen der zugeschnittenen oder ausgestanzten Folie in die Spritzgieß-Formen einen gewissen Teil der ίο Produktionszeit in Anspruch nimmt, so daß der Arbeitszyklus im Vergleich mit der Produktion ohne Dekor länger wird. Die Kosten für die einfache Kunststoffolie oder das Laminat werden selbstverständlich ebenfalls höher als für gewöhnliches Papier. Es sind Spritzgießformen zum einseitigen Verbinden solcher Folien mit einem durch Spritzgießen hergestellten Gegenstand im Formhohlraum der Spritzgießform bekannt, bei der die Einspritzöffnung auf einer Erhebung angeordnet ist, die gegenüber dem normalen Verlauf der Wandung des Formhohlraumes in den Formhohlraum hineinragt, und in der die Folie vor dem Einspritzvorgang mit ihrem konzentrisch zur Einspritzöffnung liegenden Lochrand eines im Folienzentrum vorgesehenen Loches dicht an der einspritzseitigen Wandung des Formhohlraumes anliegt (DE-OS 20 45 932).

Eine solche Spritzgießform zeigt den Nachteil, daß die Folie in einen halbkugelförmigen Hohlraum einer Formhälfte eingeformt wird, so daß sie dicht an der Hohlraumwand anliegt. Die Folie muß genau um den in diesem Hohlraum hineinragenden Einspritzstutzen gelegt werden.

Diese Arbeitsgänge sind umständlich und damit nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Einlegen einer Folie in eine Spritzgießform der vorgenannten Gattung zu vereinfachen und durch eine geeignete Folieneinspannung ein sicheres Leiten des Kunststoffmassestromes aus der Einspritzöffnung heraus in den Formhohlraum durch das Folienloch hindurch hinter die Folie zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Spritzgießmaschine der genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Erhebung als konvexe Wölbung in den Formhohlraum hineinragt, gegen die der aus der Ebene der Folie herausgedrückte Lochrand unter Folienspannung anliegt, und daß die der Einspritzöffnung gegenüberliegende Wandung des Formhohlraumeseine konkav gewölbte Vertiefung aufweist, die mit der

κ konvexen Wölbung einen Kunststoffmassestrom-Umlenkungsraum bildet.

Eine solche Spritzgießform hat gegenüber dem Stande der Technik den beachtlichen Vorteil, daß die ebene Folie mit ihrem Loch an der konvexen Wölbung angelegt und nach dem Zusammenfahren der beiden Formwerkzeugteile zwischen diesen leicht eingespannt ist, in dem der Folienbereich um das Loch herum verformt und dabei der Lochrand dicht an die konvexe Wölbung angedrückt wird. Hierbei ist kein die Folie durchdringender Einspritzstutzen vorhanden und auch nicht notwendig, denn eine solche Folieneinspannung gewährleistet auch ohne Einspritzstutzen ein sicheres Leiten des Kunststoffmassestromes hindurch hinter die Folie. Dabei wird durch den sich an den Folienrand anschließenden Raum ein sicherer Fluß des Kunststoffmassestromes erzielt und die Folie durch den Kunststoff gegen das Formwerkzeug mit Einspritzmundstück gedrückt.

Soweit es bereits aus der DE-OS 17 78 249 bei einer Spritzgießform bekannt geworden ist, den Rand einer Folie mit Spannung um die Einspritzöffnung herum zu halten, so liegt hierbei der Rand der Folie in nachteiliger Weise wellenförmig auf einzelnen Stiften auf, die im Abstand zueinander verteilt um die Einspritzöffnung mit Zwischenraum dazu angeordnet sind, so daß die Folie nicht dicht (flächig) an der einspritzseitigen Wandung des Formhohlraumes anliegt. Ein sicheres Leiten des Kunststoffmassestromes hinter die Folie ist derart nicht möglich, daß die Folie auch randseitig gegen die Wandung des Formhohlraumes in technisch brauchbarer Weise gedruckt wird. Ee soll dementsprechend auch mit einer solchen Spritzgießform ein anderes Erzeugnis nämlich eine an die Folie angeformte Düse, Hülse od. dgl. erhalten werden.

Die Erfindung zeigt den Vorteil, dabei gewöhnliches Papier von geeigneter Qualität anzuwenden, das dekorbedruckt und ausgestanzt oder in Formaten zugeschnitten wird, um für die betreffende Dose od. dgl. zu passen. Dadurch, daß das Etikett gleichzeitig mit dem Ausstoß der zuletzt gespritzten Dose aus der Sp.itzgießform zwischen die Formhälften eingeführt wird, geht keine Zykluszeit verloren. Durch den hohen Einspritzdruck der geschmolzenen Kunststoffmasse und die Wärme derselben (etwa 200 bis 300°) haftet das Etikett mit sehr guter Bindung an der Dose und wird gleichzeitig dank der Kühlung der Spritzgießform gegen Wärmeschäden geschützt.

Dieses Vorgehen ist jedoch auch vorteilhaft für die Anbringung einer Folie als Sperre gegen Diffusion. Auf gleiche Weise wie bereits beschrieben kann eine Folie, die so gestanzt oder auf Format geschnitten ist, daß sie nach Einführung in die Spritzgießform gut an deren Boden- und Mantelfläche angepaßt wird, zu einer mehr oder weniger vollständig deckenden innen- oder außenseitigen Bekleidung geformt werden. Durch Anwendung einer Folie geeigneter Art, die gegen die zu verpackenden Stoffe resistent ist oder geringe bzw. keine Durchlässigkeit für Gase, Aromastoffe oder Wasserdampf hdt, erhält man eine Verpackung, die alle vertretbaren Forderungen erfüllt und einen tragenden Teil aus Kunststoff sowie einen dichtenden Innen- oder Außenteil aus Folie aufweist. Die Folie kann aus einer oder mehreren Lagen verschiedener Materialien bestehen, z. B. Aluminium, Kunststoff u'id/oder Papier. Bei Mehrfachlaminat mit einer Papierseite kann die letztgenannte, wie bereits oben hervorgegangen sein dürfte, der eingespritzten Kunststoffmasse zugewandt sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung nähnr erläutert. Es zeigt

F i g. I in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht die offene Spritzgießform einer Spritzgießmaschine unmittelbar nach dem Ausstoß einer gespritzten Dose, wobei gerade ein Folienstück zwischen die Formhälhen eingeführt worden ist.

F i g. 2a eine Vorderansicht der als Kissen ausgebildeten Formhälfte nach Fig. 1 mit angedeutetem davor liegenden Folienstück und dessen Zuführungsorganen.

Fig.2b und 2c alternative Ausführungen des Folienstücks.

Fig.3 wie Fig. 1 die Formhälften in einem späteren Arbeitsschritt, bei dem die Spritzgießform gerade geschlossen wird.

F i g. 4 die geschlossene Spritzgießform.

Fig. 5 als Längsschn'tt das Einspritzmundstück des Kissens und die gegenüberliegende FormhälftP der Spritzgießform für das Einspritzen der Kunststoffmasse durch ein Loch im Folienstück wenn sjch dieses in der Lage nach F i g. 4 befindet.

Fig.6 wie Fig. 1, 3 und 4 die wieder geöffnete Spritzgießform bei der Abgabe einer gespritzten Dose und Zuführung eines neuen Folienstückes

Fig. 7 und 8 ein anderes ausgebildetes Folienstück bzw. die Dose, zu der das Folienstück als vollständig deckende Bekleidung gehört.

ίο Fig.9 und 10 eine andere Ausführungsform des Folienstückes und der dazugehörigen Dose.

Die in Fig. I schematisch veranschaulichte offene Spritzgießform besteht aus zwei Formhälften 1, 2, von denen die eine als Stampel 1 und das andere als Kissen 2 ausgebildet ist. Eine Zuführvorrichtung 3 für als Etiketten od. dgl. dienenden Folienstücke 4 ist in den Fig. 1 und 2a angedeutet und besteht aus zwei parallelen Rohren, die zwischen den Formhäll'ten 1, 2 liegen und auf und ab bewegbar sind sowie mit Saugnäpfen oder Lochscheiben 5 an ihrem unteren Ende versehen sind, welche nie Folienstücke 4 nacheinander festsaugen. Die Folienstücke 4 liegen oder stehen in einem hier nicht abgebildeten Magazin. Die Zuführungsvorrichtung 3 bewegt sich vor und scugt ein Folienstück 4 vom Magazin an sich und geht sodann abwärts und stellt sich in eine Bereitschaftslage oberhalb der Spritzgießform (siehe Fig.6). Die Folienstücke 4 können selbstverständlich ebenso wie der gespritzte Gegenstand verschiedene Form aufweisen. Fig.2a zeigt eine vierkantige Dose und ein kreuzförmiges Folienstück 4, das alle vier Seiten der Dose bedeckt. Ein Paar von anderen Folien- bzw. Etikettausführungsformen ist in Fig.2b und 2c abgebildet, und zwar einerseits eine gerade Ausführung, die über den Dosenboden hinaus zwei gegenüberliegende Seiten bedeckt, und andererseits eine kreuzförmige mit zwei vollständig deckenden gegenüberliegenden Seiten und zwei halbdeckenden Seiten.

Sobald die zuletzt gespritzte Dose 6 (Fi g. 6; gerade die Form verlassen hat, wird diese neuerlich geschlossen, indem der Stempel 1 nach rechts geht.

Gleichzeitig oder etwas früher bewegt sich die Zuführungsvorrichtung 3 unter Mitführung eines festgesaugten Folienstückes 4 abwärts. Das Foüenstück 4 befindet sich ganz unten auf dem Niveau der beiden Formhälften I₁ 2 bevor der Stempel 1 es erreicht (Fig. I). In der freien Endfläche des Stempels 1 befinden sich einige Spalten oder öffnungen 8 mit Vakuumansaugung. Sobald der Stempel 1 das Foüenstück 4 erreicht hat, wird dieses an der freien Endfläche des Stempels 1 in einer fixierten Lage festgesaugt. Sobald das Folienstück 4 vom Stempel I weiter in das Kisser. 2 eingeführt wird, wird es von der Saugvorrichtung 5 der Zufiinrungsvorrichtung 3 gelöst. Die Spritzgießform geht ganz zusammen (Fig.3 und 4), wobei sich das Foüenstück 4 im Zwischenraum zwischen den Formhälften 1, 2 befindet. Das Foüenstück 4 wird sodann durch die eingespritzte Kunststoffmasse so geführt, daß es auf der richtigen Seite der Dosenwandung zu liegen kommt. Wenn man es an der Innenseite haben will, drückt es die eingespritzte Masse dort fest, falls das Zentrum des Folienstückes 4 ohne Loch ist.

Um das Foüenstück 4 an die Außenseite zu bringen, kann eine etwa unterschiedliche Arbeitsweise angewendet werden. Fig. 5 zeigt in größerer Darstellung die Abschnitte des Stempels 1 und des Kissens 2 beim Einspritzmundstück 9 für die Masse im Kissen 2. Das Etiketl 4 ist eben und mit Löchern im Zentrum

gegenüber der Öffnung des Mundstückes 9 ausgeführt. Die Formhäirtcn 1, 2 weisen in gleicher Richtung eine konkave Vertiefung IO und eine konvexe Wölbung Il im Zentrum um die Öffnung des Mundstückes 9 herum auf. was bewirkt, daß der Lochrand 12 des Folienstückes 4 pegen die konvexe Wölbung 11 im Zentrum des Kissens 2 gepreßt wird. Sobald die geschmolzene Kunststoffmasse durch die öffnung des Mundstückes 9 in die Spritzgießform eingespritzt wird, dringt die Masse in den Raum 13 hinter dem Lochrand 12 ein und preßt das Folienstück 4 gegen das Kissen 2. so daß das Folienstück 4 an der Außenseite der Dose zu liegen kommt. iJie Kunststoffmasse setzt dann fort, das Folienstück 4 gegen die ganze Wandung des Kissens 2 zu drücken bis der Hohlraum der Spritzgießform gefüllt ist.

Beide Formhälften 1 und 2 sind tcmperaturgcregeli. indem eine Flüssigkeit in Kanälen (nicht gc/.eigij uurcii das Material der Formhälften zirkuliert, und zwar üblicherweise ein Kühlmedium, daß die Spritzgießform relativ kalt hält. Die geschmolzene Masse würde bei längerer Berührung mit dem Folienstück 4 dieses beschädigen, doch wird das Folienstück 4 durch den raschen Einspritzvorgang und den hohen Spritzdruck schnell und hart gegen die Formwand jng gepreßt und sehr schnell auf eine Temperatur abgekühlt, die bewirkt, daß es durch die Wärme aus der Masse nicht beschädigt wird.

Während der Zeit, in der die Masse in die Spritzgießform eingespritzt und der gespritzte Gegenstand in dieser gekühlt wird, gehl die Zuführungsvorrichtung 3 nach oben und saugt ein neues Folienstück 4 für den nächsten Arbeitsvorgang an sich.

Das vorbeschriebene Beispiel wurde im Hinblick auf eine Etikettierung abgegeben.

Die Folienstücke 4 können, wie in den Fig. 7—10 veranschaulicht, so ausgebildet sein, daß sie für Verpackungen verschiedener f-'orm passen, z. B. runde

ic und vierkantige Dosen.

Auch die Deckel für die Dosen können selbstverständlich auf entsprechende Weise mit Folie verschen werden. Es ist auch eine Kombination denkbar, bei der man Dekors auf Folienstücke aufdruckt, die gleichzeitig

Ii sowohl das Etikett als auch die Permcabililätsbarricre darstellen. Das Folienstück kann für die Anlage an der Innenseite einer durchsichtigen Kunststofdosc mit außen liegendem Dekordruck ausgebildet sein, so dai.i dieser durch das Material sichtbar ist. Weiter können

?n /. B. Folienstücke nach F i g. 7 für Dosen nach F i g. 8 mit Dekorclcmcntcn auf den jeweiligen Lappen versehen sein, die — sobald sie in der Spritzgießform zusammengeführt werden —. ein zusammenhängendes Dekor bilden. Es ist auch möglich, das Dekor der ebenen Folie

-'"> mit einer Präzision zu übertrafen, die bei der eingangs erwähnten Formgebung einer aurch Wärme erweichten und als B₁-Id zugeführten Folie nicht erreicht werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Spritzgießform zum einseitigen Verbinden einer Foiie mit einem durch Spritzgießen aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten Gegenstand im Formhohlraum der Spritzgießform, bei der die Einspritzöffnung auf einer Erhebung angeordnet ist, die gegenüber dem normalen Verlauf der Wandung des Formhohlraumes in den Formhohlraum hineinragt, und in der die Folie vor dem Einspritzvorgang <nit ihrem konzentrisch zur Einspritzöffnung liegenden Lochrand eines im Folienzentrum vorgesehenen Loches dicht an der einspritzseitigen Wandung des Formhohlraumes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung als konvexe Wölbung in den Formhohlraum hineinragt, gegen die der aus der Ebene der Folie (4) herausgedrückte Lochrand (12) unter Folienspannung anliegt, und daß die der Einspritzöffnung gegenüberliegende Wandung des Formhohlraumes eine konkav gewölbte Vertiefung ^10) aufweist, die mit der konvexen Wölbung einen Kunststoffmassestrom-Umlenkraum (13) bildet.