DE2452866A1

DE2452866A1 - Verfahren zum formen von thermoplastischen polymeren materialien

Info

Publication number: DE2452866A1
Application number: DE19742452866
Authority: DE
Inventors: William Barnett Jackson
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1973-11-07
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1975-05-22
Also published as: FR2249757B1; BE821922A; NL7414554A; GB1422930A; IT1030782B; CA1033521A; ES431542A1; ES449940A1; US3917770A; JPS5075671A; FR2249757A1

Description

FATE NTANWKLTE

DR. E. WIEGAND DlPL-ING, W. NIEMANN DR.M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG 24528

TELEFON= 55547« 8000 MO N CH EN 2,

TELEGRAMMErKARPATENT MATHILDENSTRASSE12

7. November 1974 W. 42 161/74 Zi/m

Mobil Oil Corporation

New York
Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren zum Formen von thermoplastischen polymeren Materialien

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen von thermoplastischen. polymeren Materialien und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Warmformen von thermoplastischen Materialien, insbesondere von Polystyrol-Schaumstoff.

Das Formen von Materialien in Anwesenheit von Wärme hat heute eine beachtliche wirtschaftliche Bedeutung. Thermoplastische Artikel, wie Tassen, Teller, Fleischwannen, Eierschachteln und viele andere Gegenstände wurden bisher mit einer Vielzahl von verschiedenen Arbeitsverfahren, wie beispielsweise durch Spritzguss- und

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Schleudergussverfahren, hergestellt.

Bei einem Verfahren zum Warmformen (ein allgemein verwendeter Ausdruck zum !Formen von Materialien in Anwesenheit von Wärme) wird eine Tafel aus thermoplastischem Schaumstoff erwärmt und anschliessend mit der Oberfläche eines Formelementes in Berührung gebracht und gezwungen, die Gestalt der Form anzunehmen, indem ein zweites entsprechendes Formelement auf die Tafel aus thermoplastischem Schaumstoff gedrückt wird. Der Artikel hat nach dem Entfernen aus der Form die Neigung, sich zu verformen, da die Restwärme im Artikel den auf die Spannungsorientierung zurückgehenden Kräften die Möglichkeit gibt, den noch warmen Artikel zu verformen. Dieses Problem ist besonders ernst bei einem Schaumstoff aus Polystyrol, da dieses Material bei der Extrusion und bei der Herstellung von Tafeln eine Neigung zur Spannungsorientierung hat. Wenn derartige Materialien mit Spannungsorientierung während des Verformungsvorganges erwärmt werben, neigen sie daher zu einer Abweichung von der gewünschten," durch die Form vorgegebenen Gestalt, so dass das Endprodukt eine unerwünschte Verzerrung und Verformung aufweist. Diese Verzerrung und Verformung äussert sich häufig in einer Zunahme der Dicke des Artikels. Hierdurch können Schwierigkeiten beim Stapeln,Ineinanderschachteln und Auseinandernehmen entstehen, und Verluste beim Rauminhalt auftreten. So sind beispielsweise Eierschachteln, die ineinandergreifende Elemente aufweisen, nach der Entnahme aus der Form aufgrund von Fluchtfehlern nicht einwandfrei zu gebrauchen, die auf eine Verwindung und Verzerrung der Eierschachteln zurückzuführen sind.

Die Erfindung schafft daher ein Verfahren zum Warmformen von Kunststoffen, bei welchem der Grad der Verfor-

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mung herabgesetzt wird, die nach der Entnahme der geformten Artikel aus den Formen auftritt. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Eierschachteln aus Polystyrol-Schaumstoff, es lässt sich jedoch ebenso zur Herstellung von anderen Fonngegenständen verwenden.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass eine Tafel aus thermoplastischem Material auf eine zum Warmformen geeignete Temperatur erwärmt wird und die erwärmte Tafel mit Hilfe eines Formelementes in einem ersten Formvorgang bei einer verhältnismässig hohen Temperatur geformt wird und der im ersten Formvorgang geformte Gegenstand in einem zweiten Formvorgang ohne bemerkenswertes Ziehen und Strecken des thermoplastischen Materials bei einer ausreichend niedrigen Temperatur nachgeformt wird, um die Gestalt des nachgeformten Gegenstandes aufrechtzuerhalten.

Das mehrstufige Warmformen bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem herkömmlichen einstufigen Warmformen. Zu diesen Vorteilen gehören die Auswahl von zweckmässigeren Betriebstemperaturen, höhere Geschwindigkeiten der Produktionsstrassen und die Möglichkeit, Gegenstände mit Formen herzustellen, die früher bei einem einstufigen Warmformvorgang unerreichbar waren.

Das mehrstufige Warmformen lässt sich mit grossem Vor-, teil bei der Herstellung von Eierschachteln verwenden. Die Aussenabmessungen der Eierschachtein werden durch die Anforderungen der automatischen Verpackungsanlage und durch die Grosse der in der Industrie verwendeten Transportbehälter bestimmt. Das Schaffen eines grösseren Raumes für die Eier oder das Verbessern des Schachtelaufbaus erfordern

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daher besondere Formverfahren.

Eine Möglichkeit zur Erzielung eines grösseren Raumes für die Eierzellen in den Schachteln besteht in der Verringerung des Raumes, der von den Trennwänden zwischen den Eierzellen eingenommen wird. Dies lässt sich durch das erfind ungsgaSsse Verfahren erreichen. In der ersten Warmformstufe werden im wesentlichen quadratische Zellen hergestellt, die dann in der zweiten Warmformstufe in runde Zellen umgewandelt werden. Die runde Zellenform wird in der zweiten Stufe gesichert oder "eingefangen¹¹, indem das Material bei einer niedrigen Temperatur mit einer begrenzten Verformung oder Dehnung geformt wird. Der Warmformvorgang in der ersten Stufe kann bei einer Temperatur durchgeführt werden, die über den früher als zweckmässig angesehenen Temperaturen liegt und zum Tiefziehen von thermoplastischem Material geeigneter ist. Die Kombination von Tief- und Streckziehen (deep and shallow draw) bei Temperaturbedingungen, die für jede Stufe besser geeignet sind, verhindert im wesentlichen ein Reissen, ein Brechen und eine unerwünschte Verformung des geformten Materiales. Die Kombination von Tief- und Streckziehen gestattet auch die Herstellung von Formen und Gestalten, die früher mit einem einstufigen Formverfahren nicht erreichbar waren.

In der ersten Stufe des gesamten Warmformvorganges wird das vorgewärmte thermoplastische Material bei einer verhältnismässig hohen Temperatur geformt. Diese Temperatur wird natürlich in erster Linie mit Rücksicht auf das zu formende Material gewählt. Die Formelemente können auf der gleichen Temperatur wie das vorgewärmte Material oder auch auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden· Wenn zwei oder mehrere Formelemente verwendet werden, können

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die Elemente gleiche oder unterschiedliche Temperaturen haben. Wenn die Formelemente Temperaturen haben, die unter der Temperatur der vorgewärmten Tafel liegen, kühlt sich die "^afel während des Formvorganges ab. Diese Stufe des Formvorganges wird jedoch nichtsdestoweniger i_n einem Zustand durchgeführt, in welchem die Tafel eine verhältnismässig hohe Temperatur hat. Beispielsweise liegen die Temperaturen für eine Polystyrol-Form zwischen loo und 12o°. C, vorzugsweise bei 11O⁰C.

Die Temperatur in der ersten Stufe hängt nicht nur von der Art des verwendeten thermoplastischen Materials, sondern auch vom Grad der Verformung oder dem Grad des Tiefziehens ab, der in dieser Stufe vorgesehen ist. Das Tiefziehen erfordert im allgemeinen höhere Temperaturen als Formvorgänge mit einer weniger starken Verformung. Wenn das Material in der ersten Stufe einem Tiefziehvorgang unterworfen wird, werden daher Temperaturen gewählt, die näher bei der kristallinen Schmelztemperatur liegen.

'In der zweiten Stufe wird der Artikel bei einer niedrigeren Temperatur unter Formbedingungen nachgeformt, die im wesentlichen nicht zu einem Ziehen des Artikels führen, d.h., dass der Streck- oder Verformungsgrad beträchtlich begrenzt ist. In dieser Stufe wird die Temperatur unter 1o°0, vorzugsweise zwischen -2o° C und +1o°C und gewöhnlich unter+7°C gehalten. Diese niedrigen Temperaturen legen die Gestalt des geformten Artikels fest, so dass die geformte Gestalt dös Artikels beibehalten oder "eingefangen¹¹ wird.

Die Dauer des Formvorganges in Jeder Stufe liegt im allgemeinen zwischen eins und vier Sekunden, gewöhnlich· nicht über zwei Sekunden. Das erfindungsgemässe Verfahren

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wird im nachstehenden in Verbindung mit dem Formen von Eierschachteln aus Polystyrol-Schaumstoff beschrieben. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich jedoch auch zum Formen von anderen Gegenständen, wie Tassen, Tellern, isolierenden Behältern und Fleischwannen aus anderen thermoplastischen Materialien, wie beispielsweise aus Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyestern, wie Polyethylenterephthalat, Vinylpolymeren, wie Polyvinylchlorid, Acrylat, Methacrylat- und Äthylacrylatpolymeren, wie Poly-Cinethylacrylat) oder Poly-fc ethylmethacrylat), Polyamiden, wie Polycaprolactam und Polyhexamethylenadipamid),Polycarbonaten und Copolymeren und Mischungen aus diesen Materialien.

Beispiele für grundlegende Arten von Eierschachteln, die mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens verbessert werden können, sind in den US-PS 3 648 916, 3 687 35o und 3 735 917 beschrieben.

Das mehrstufige Warmformen gemäss der Erfindung eignet sich zur Herstelluiqgvon Eierschachteln, bei welcher eine Tafel aus Polystyrol-Schaumstoff auf eine erhöhte Temperatur zwischen 1oo°G und 12o°C gebracht wird. Die erwärmte Tafel wird dann der ersten Warmformstufe zugeführt, in welcher die vorgewärmte Tafel bei einer verhältnismässig hohen Temperatur tiefgezogen und zwischen entsprechenden', aus Matrize und Patrize bestehenden Formen mit einer niedrigeren Temperatur geformt wird. In diesem Fall werden die Formen auf einer Temperatur gehalten, die unter der Temperatur der Tafel aus Polystyrol liegt, um die Oberfläche der erwärmten Schaumstofftafel zu kühlen. Das geformte Material wird dann aus der Form der ersten Stufe entnommen und der zweiten Stufe des Formvorganges zugeführt, in welcher die Eierzellen bei einer Temperatur nach-

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geformt werden, die so niedrig wie zweckmässig ist und vorzugsweise in einem Bereich zwischen -2o° C und +1o°C liegt. In dieser Stufe ist der Grad der Nachformung der Eierschachtel und insbesondere der Eierzellen begrenzt. Es kann jedoch ein gewisses, begrenztes Ziehen des Schaumstoffes auftreten. Das ühlen der nachgeformten Schachtel findet gleichzeitig in dieser zweiten Stufe statt. Das Kühlen und Nachformen friert im wesentlichen die gewünschte Gestalt der Eierschachtel ein, so dass eine nachträgliche Verformung des geformten Polystyrols aufgrund der im geformten Material verbliebenen Wärme oder Spannungsorientierung praktisch -vermieden wird.

Ein Merkmal zur geometrischen Auslegung für die Formvorgänge in der ersten und zweiten Stufe betrifft die Ausgestaltung der Formen, so dass der Nachformvorgang in der zweiten Stufe bei verhältnismässig kühlen Bedingungen kein beträchtliches Ziehen oder Strecken des Polystyrol-Materials bewirkt. Die in der ersten Stufe verwendete Form weist im wesentlichen quadratische, konische Zapfen mit abgerundeten Kanten zum Formen der anfänglichen Gestalt der Eierzellen auf. Die in der zweiten Stufe verwendete Form besitzt runde, eiförmigkonische Zapfen, um die in der ersten Stufe geformten, im wesentlichen quadratischen Zellen nach- und umzuformen. Die Gestalt der Zelle wird daher von einer im wesentlichen quadratischen Gestalt mit runden Kanten in eine runde, eiförmige Gestalt umgewandelt. Die Umfangslängen der quadratischen Zapfen der in der ersten Stufe verwendeten Form sollten in etwa genau so gross wie die kreisförmigen Umfangslängen der runden, eiförmigen Zapfen sein, die in den Formen.der zweiten Stufe verwendet werden. Die endgültige geometrische Form einer Innenzelle der Schachtel liegt zwischen einer rectrb—

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eckigen und runden Form. Dies ist wünschenswert, da das Ei an vier Punkten in der Zelle abgestützt werden soll. Aufgrund dieser Abstützung kann die Zelle bei einem Stoss oder Schlag leichter nachgeben, als dies der Fall wäre, wenn eine vollständige ümfangsberührung sswischen dem Ei und einer kreisförmigen Zelle vorlage. Das leichtere Nachgeben der Zelle verbessert die eischützenden Eigenschaften der Schachtel.

Wenn die.in der ersten Stufe hergestellten, im wesentlichen quadratischen Zellen in der zweiten Stufe nachgeformt werden, kann der Raum zwischen den Zellen und dem benachbarten Polystyrol durch Zusammendrücken verringert werden. Die Zusammendrückung ist so, dass die Unterseiten der Trennwände zwischen den Zellen in direkte Berührung gelangen, so dass Schaumstoff auf Schaumstoff zu liegen kommt.

Das kombinierte Arbeitsverfahren gemäss der Erfindung macht es möglich, dass die erste Arbeitsstufe mit dem Tiefziehvorgang bei einer höheren Temperatur durchgeführt werden kann, als dies bei einem einstufigen Arbeitsverfahren möglich wäre, so dass das Material mit für diesen Zweck geeigneteren Formen tiefgezogen werden kann, ohne dass das Polystyrol bricht und reisst. Die zweite Arbeitsstufe bzw. das Nachformen kann andererseits bei Temperaturbedingungen durchgeführt werden, bei welchen die gewünschte Gestalt gesichert werden kann, ohne dass das Material bricht, da die zweite Arbeitsstufe nur aus einem beschränkten Nachformvorgang besteht.

Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

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Pig. I eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Warmformen eines tafelartigen Materials aus Polystyrol-Schaumstoff in einem mehrstufigen Arbeitsverfahren,

Pig. II eine schematisehe Darstellung einer bestimmten Anordnung von Eierzellen verglichen mit einer Anordnung, die in einem zweistufigen Warmformverfahren erzielt wird,

Fig. III eine Darstellung, in welcher die in der ersten Arbeitsstufe erzielte quadratische Zellengestalt und ein Querschnitt längs der Linie A-A zwischen den Eierzellen gezeigt ist, welche durch den Tiefziehvorgang hergestellt wurden, und

Pig· IV. eine Darstellung, in welcher die runde

Zellengestalt der zweiten Arbeitsstufe mit dem Nachformvorgang und ein Querschnitt längs der Linie B-B der zusammengedrückten aus Polystyrol bestehenden Trennwand zwischen den Zellen gezeigt ist.

Pig. I zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Erwärmen einer Tafel aus Poylstyrol-Schaumstoff und zum Pormen der erwärmten Tafel in einem darauffolgenden zweistufigen Arbeitsverfahren. Die aus Polystyrol-Schaumstoff bestehende Tafel 1 mit einer Dicke von etwa 2,3 mm läuft durch eine Vorwärmzone 2 hindurch, in welcher die Tafel auf eine erhöhte Temperatur von etwa 11O⁰C erwärmt wird. Die Polystyroltafel wird durch geeignete, nicht dargestellte mechanische Einrichtungen

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schrittweise um eine Strecke vorwärts bewegt, welche der Strecke entspricht, die in der ersten Arbeitsstufe benötigt wird. Der weitere Vorschub ist daher zumindest gleich der Abmessung der Form. Während des Vorwärmvorganges dehnt sich die Schaumstofftafel etwa auf das doppelte ihrer ursprünglichen Dicke bzw. auf etwa 4»5 mni aus.

Eine Matrize 3 ist in der Fähe der Vorwärmzone und oberhalb der vorwärtsbewegten, vorgewärmten Schaurastofftafel angeordnet. Eine Patrize 4 ist unterhalb der Tafel angeordnet und senkrecht mit der Matrize 3 für einen gegenseitigen Eingriff ausgerichtet. Eine Kühlkammer 5 ist auf der Oberseite der Matrize 3 befestigt. In ähnlicher Weise ist eine Kühlkammer 6 an der Unterseite der Patrize 4 angeordnet. Die Kühlkammer 5 ist mit einer Einlassleitung 7 und einer Auslassleitung 8 für ein flüssiges Kühlmittel versehen. Die Kühlkammer 6 weist ebenfalls eine Einlassleitung 9 und eine Auslassleitung 1o für ein flüssiges Kühlmittel auf.

Die Vorschubbewegung der Polystyroltafel 1 wird während des gegenseitigen Eingriffes der Matrize 3 und Patrize 4 unterbrochen. Während der Unterbrechung der Vorschubbewegung wird die Tafel mit einer verhältnismässig hohen Temperatur tiefgezogen, Diese hohe Temperatur hängt vom kristallinen Schmelzpunkt des Kunststoffes ab und liegt zwischen 7° C und 1oo°C. Die Temperatur der Matrize 3 liegt vorzugsweise bei 7o°C und die Temperatur der Patrize 4 beträgt etwa 25⁰G, wenn eine Tafel tiefgezogen wird, die auf eine Temperatur von etwa 11O⁰C erwärmt worden ist. Wenn die Matrize 3 und die Patrize 4 wieder auseinandergefahren oder getrennt sind, wird die Tafel um eine ausreichende Strecke vorwärtsbewegt, um den in der ersten

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Stufe geformten Artikel mit der Formzone der zweiten Stufe auszurichten.

Die Formen der zweiten Stufe befinden sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Formen der ersten Stufe. Die Formzone der zweiten Stufe weist eine Matrize 11 und eine darunterliegende, vertikal ausgerichtete Patrize 1? auf. Die Matrize 11 ist an ihrer Oberseite mit einer Kühlkammer 12 versehen, während die Patrize 13 an ihrer Unterseite mit einer Kühlkammer 14 ausgestattet ist. Leitungen 15 und 16 dienen für die Zufuhr eines Kühlmittels zu den Kühlkammern und Leitungen 17 und 18 dienen für die Abfuhr des Kühlmittels. Während des Betriebes werden die Matrize 11 und Patrize^ der zweiten Stufe in gegenseitigen Eingriff gebracht, wobei das aus der ersten Arbeitsstufe kommende, teilweise geformte Material eine niedrigere Temperatur für das endgültige Nachformen des in der ersten Arbeitsstufe geformten Artikels und zum Fixieren der endgültigen, geformten Gestalt aufweist.

Die zweite Arbeitsstufe ist in der Regel weniger als ein sehr geringer Ziehvorgang. Aus diesem Grund kann dieser Vorgang als ein blosser Nachformvorgang bezeichnet werden, dernur ein begrenztes Strecken oder Nachformen und Zusammendrücken des tafelartigen Schaumstoffmaterials beinhaltet. Auf diese Weise wird ein Brechen oder Reissen des geformten Artikels während des Nachformvorganges vermieden.

Bei dieser besonderen Ausführungsform beruht die erste Arbeitsstufe bzw. der Tiefziehvorgang auf der Verwendung von im wesentlichen quadratischen, konischen Zapfen zum Formen der Eierzellen. Die von den Zapfen der ersten

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Stufe geformten, quadratischen Zellen werden dann in der zweiten Stufe, der sogenannten Tieftemperaturstufe abgerundet, in welcher die aus Polystyrol-Schaumstoff bestehenden Trennwände zwischen den Zellen zusammengedrückt werden. Dieses Zusammendrücken wird durch die Keilwirkung der in der ersten Stufe gebildeten Trennwände in dem engen Spalt zwischen den runden Patrizenzapfen der Form der zweiten Stufe erzielt. Diese Keilwirkung wird nicht durch die Trennwände der Matrize zwischen den Zapfen der Patrize unterstützt. Die Schaumstofftrennwände zwischen den Zellen können daher beträchtlich enger geformt werden, als dies in einem einstufigen Arbeitsverfahren möglich wäre,

Der Deckelteil der Schachtel kann ferner in der zweiten Arbeitsstufe zusammengedrückt oder während dieses Vorganges nur in seiner Gestalt fixiert werden. Das Kühlmittel kann Wasser oder irgendein anderes für diesen Zweck geeignetes Strömungsmittel sein.

Die geformten Artikel in Form von Eierschachteln aus einer geformten Tafel aus Polystyrol-Schaumstoff werden aus den Formen der zweiten Arbeitsstufe herausgenommen, worauf die Tafel mit dem daran-hängenden, geformten Artikel zu einer nicht dargestellten Schneideinrichtung vorwärtsbewegt wird, welche den geformten Artikel von der Tafel trennt.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung lässt sich in verschiedenen Punkten ändern. So kann beispielsweise eine Kühlstufe zwischen der ersten und zweiten Arbeitsstufe vorgesehen werden. Die Patrize und Matrize einer jeden Stufe können in Segmente unterteilt sein, wobei für $eäea Segment eine eigene Temperaturregelung vorgesehen sein

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kann. Beispielsweise kann ein Formsegment für den Schachteldeckel vorgesehen sein, wobei dieses Segment einer eigenen Temperaturregelung in einem Bereich zwischen etwa 2o°C und 3o°C unterworfen wird. In ähnlicher Weise kann ein Formsegment für den Abschnitt der Eierzellen der Schachtel einer eigenen Temperaturregelung in einem Bereich zwischen etwa 60⁰C und 9o°C in der ersten Arbeitsstufe, jedoch bei einer viel niedrigeren Temperatur in der zweiten Arbeitsstufe unterworfen werden, wobei das Formsegment für die Schachtelklappe einer eigenen Temperaturregelung in einem Bereich zwischen etwa 5° C und 15°C unterworfen wird. Die ineinandergreifenden Matrizen- und Patrizensegmente können so geregelt werden, dass sie gleiche oder unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Beispielsweise kann der Matrizenteil des Zellenabschnittes eine höhere Temperatur aufweisen, als der entsprechende Patrizenteil. Es können natürlich auch umgekehrte Temperaturverhältnisse gewählt werden. Der Teil der Form, welcher die Schaumstofftafel dem Tiefziehvorgang unterwirft, kann daher auf einer höheren Temperatur gehalten werden als der Teil, welcher die Schaummstofftafel nur einem Streckziehvorgang unterwirft.

Fig. II zeigt eine schematische Darstellung zweier Arten von Eierzellen. Die erste Art wurde in einem einstufigen Arbeitsverfahren und die zweite Art in einem mehrstufigen Arbeitsverfahren hergestellt. Bei der Darstellung in Fig. II wurde die obere Reihe der Eierzellen in einem einstufigen Arbeitsverfahren hergestellt. Die Eierzellen dieser Reihe liegen aufgrund der Gestalt der verwendeten Formen verhaltnismässig weit auseinander. Dies war zum Tiefziehen des Schaumstoffmaterials zwischen den Zellen erforderlich. Der Schnitt A-A in Fig. III zeigt den trennenden Querschnitt zwischen den Zellen der oberen

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Zellenreihe in Pig. II,

Die untere Reihe der in Fig. II dargestellten Zellen zeigt die endgültige Beziehung zwischen den Zellen nach einem zweistufigen Arbeitsverfahren. Die Zellen liegen in einer vorgegebenen Fläche näher beieinander ohne einen Verlust ^an Zellenvolumen₅ so dass ein beträchtlicher Gewinn ^an verwertbarem Raum zu verzeichnen ist, wie dies in Fig. II dargestellt ist_ö Dieser Raumgewinn kann dazu verwendet werden, zusätzliches Schutzmaterial, eine Rippe über das Ende der Schachtel oder grössere Zellen in dem verfügbaren Raum oder eine Kombination der vorstehenden Möglichkeiten vorzusehenο

In Fig. II zeigt die untere Zellenreihe auch die Beziehung zwischen den in der ersten Arbeitsstufe geformten, quadratischen Zellen und den in der zweiten Stufe geformten runden Zellen. Der Nachformvorgang in der zweiten Stufe bedingt, wenn überhaupt, nur ein sehr geringes Strecken der in der ersten Stufe erzielten Zellengestalt. Das begrenzte Zusammendrücken des geformten Materials zwischen den Zellen in der zweiten Stufe vermeidet im wesentlichen jegliches Brechen des Polystyrol-Schaumstoffes. Dies ist im Querschnitt B-B der Fig. IV schematisch dargestellt.

Wenn die in der ersten Stufe geformten Zellen im wesentlichen einen rechteckigen, nicht quadratischen Querschnitt haben? werden die Zellen vorzugsweise mit ihrer kleineren Weite^ d.h. kurzen Seite, parallel zur Achse der Schachtel ausgerichtet, so dass der Raum zwischen den Zellen durch Zusammendrücken verringert werden kann, wenn die zweite Arbeitsstufe durchgeführt wird. Die endgültige Eierzelle wird an ihrem oberen Umfang im wesentlichen rund sein, je-

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doch die Neigung haben, in gewissem Grad ihre rechteckige Form am Boden oder im unteren Zellenteil beizubehalten. Diese kombinierte Zellengestalt ist sehr wünschenswert, da sie sich zur Unterbringung von Eiern verschiedener Grosse eignet. Kleine Eier werden tiefer in die Zelle eintauchen, während mittelgrosse Eier im wesentlichen an vier Berührungspunkten in der Zelle abgestützt werden und grössere Eier die Neigung haben, die Zelle zu einer Umfangsberührung zu verformen.

Die Deckel-und Klappenteile der Schachtel sind in viel geringerem Masse den Streckkräften und

. daher keinen ernsten Belastungen ausgesetzt, die bei Tiefziehvorgangen zum Formen der Zellen auftreten. Das Verfahren bietet daher den grössten Nutzen bei einem Warmformen mit Tiefziehen zur Herstellung von Eierzellen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Formen von thermoplastischen Materialien ifi Formgegenstände, bei welchem eine vorgewärmte Tafel aus ^thermoplastischem Material geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgewärmte Tafel in einer ersten Warmiormstufe bei einer hohen Temperatur geformt wird und der in der ersten Stufe geformte Gegenstand in einer .zweiten Warmformstufe bei einer niedrigen Temperatur ohne nennenswertes Ziehen des thermoplastischen Materials nachgeformt wird.

2* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der zweiten Warmformstufe unter Id⁰O liegt.

3" Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der zweiten Warmformstufe zwischen -2o° und 1o°C liegt.

4* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3 .» dadurch gekennzeichnet, dass die Tem-peratur in der ersten Warmformstufe zwischen 1oo° und 12o°C liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material eine Tafel aus Polystyrol-Schaumstoff ist.

6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, dass die Tafel aus Polystyrol-Schaumstoff in Eierschachteln geformt wird, indem die vorgewärmte Tafel in der ersten Warmformstufe in eine Gestalt mit im · "Wesentlichen rechteckigen Eierzellen geformt wird und

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die im wesentlichen rechteckigen Zellen in der zweiten Warmformstufe in kreisförmige Eierzellen mit einem im wesentlichen gleichen Umfang nachgeformt werden.

7· , Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzen Seiten der rechteckigen Eierzellen parallel zur Achse der Schachtel verlaufen.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckigen Eierzellen einen quadratischen Querschnitt aufweisen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass das nachformen der rechteckigen Eierzellen in der zweiten Warmformstufe auf den oberen Teil einer jeden Zelle beschränkt ist.

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