DE2601815A1

DE2601815A1 - Verfahren und vorrichtung zur blasformung von werkstoffen aus hitzehaertenden hochmolekularen verbindungen

Info

Publication number: DE2601815A1
Application number: DE19762601815
Authority: DE
Inventors: Hisahiko Fukase; Akira Iwawaki; Kinshiro Kojima; Akihiro Nomura; Takehiko Sato; Yoshiharu Shitara
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1976-09-16
Also published as: FR2302832A1

Description

9 R Π 1 R 1 5

τ» r,=t. ClTTf · I OUI* ^Äüy ' ^U

!^f _;.« C: AU/ r'OMLAU

Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha, Tokio/japan

Verfahren und Vorrichtung zur Rla?formung von Werkstoffen aus hitzehärtenden hochmolekularem Verbindungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Blasformung von Werkstoffe^ -us hitzehärtenden hochmolekularen Verbindungen_β

Die Blasformung eines einzelneri hitzehärtenden Kunstharzes oder Gummis ist mit Rücksicht auf die begrenzte Dehnfähigkeit des Kunstharzes oder Gummis bislang nicht möglich. Es ist aus dieser;. Grunde bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein Gummirohr in einen Külbel aus hitzehärtendem Kunstharz oder Gummi eingeführt und geblasen wird, um auf diese Weise eine Blasformung des hitzehärtenden Kunstharzes oder Gummis zu erreichen; jedoch ist dieses Verfahren außerordentlich arbeitsintensiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens sowie einer

609838/0584

zugehörigen Vorrichtung zur Blasformung hitzehärtender Kunstharze und Gummis, mit dem insbesondere auch eine Massenproduktion von Produkten aus hitzehärtenden hochmolekularen Verbindungen möglich ist.

Hierzu wird erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Blasformung von Werkstoffen aus hitzehärtenden hochmolekularen Verbindungen vie etwa hitzehärtenden Kunststoffen, natürlichem oder künstlichem Gummi und anderer synthetischer hochpolymerer Stoffe vorgeschlagen, bei denen wenigstens eine hitzehärtende hochmolekulare Verbindung aus einem Külbel geformt wird, der aus einer oder mehreren Schichten der hitzehärtenden hochmolekularen Verbindung und einer oder mehreren Schichten eines thermoplastischen Kunstharzes besteht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den zusätzlichen-Ansprüchen.
Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Blasformung eines zweischichtigen Külbels zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Blasformung eines hitzehärtenden Werkstoffes,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 hergestelltes Blasformstuck,

Fig. 3 einen Schnitt durch das fertige Produkt aus einem hitzehärtenden hochmolekularen Werkstoff und

Fig. 4 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist eine erfindungsgemäße

603333/0534

Vorrichtung zur Blasformung eines zweischichtigen Külbels eine Ringdüse mit einem Innendorn 2 und einen von einem Kolbenring 3 begrenzten Sammelraum 7 sowie einen Blaskopf mit einer Düse 6 auf. Der Kolbenring 3 ist zur Erzeugung einer hin- und hergehenden vertikalen Bewegung mit einem Hydraulikzylinder 4 antriebsverbunden. Der zu formende Kunststoff wird von einem Extruder 8 aus in einen Speicherraum 9 hineingedrückt und von dort in einen Kanal 1 gepreßt, während hitzehärtender Kunststoff von einem anderen Extruder in den Speicherraum 7 eingedrückt wird. In den Extrudern und 10 werden die Kunststoffe durch Schnecken 8A bzw. 10A in die Speicherräume 9 und 7 eingedrückt. Anstelle des Extruders 8 und des Speicherraumes 9 kann auch für ein direktes diskontinuierliches Auspressen des Vorformlings ein -Extruder mit axial verschiebbarer Schnecke 8A eingesetzt werden. Direkt unter dem Blaskopf 5 ist in nicht näher dargestellter Weise ein übliches Hohlkörperblaswerkzeug angeordnet.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Blasformen oder Extrusionsblasen eines hitzehärtenden Kunststoffes mit der erläuterten erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Der thermoplastische Kunststoff aus dem Extruder 8 wird im Speicherraum 9 zwischengespeichert und sodann in den Kanal 1 gepreßt, so daß der Kunststoff zu einer Laminatbildtingsstelle 11 mit gleichförmiger Geschwindigkeit über seinen gesamten Umfang fließen kann. Gleichzeitig wird der hitz-ehärtende Kunststoff in den Speicherraum 7 eingepreßt und danach der Hydraulikzylinder 4 betätigt, um den Ringkolben 3 mit einer geeigneten Geschwindigkeit abzusenken, so daß der hitzehärtende Kunststoff -unter gleichförmigem Druck.zur Laminatbildungsstelle 11 fließt. Bei der Laminatbildungsstelle 11 werden der thermoplastische und der hitzehärtende bzw. thermostatoplasti-'sche Kunststoff zur Bildung eines Laminats zusammengeführt

und durch die Düse 6 in das nicht näher dargestellte Hohlkörperblaswerkzeug eingeführt. Auf diese Weise wird ein zweischichtiger Vorformling oder Külbel 12 mit einer Innenschicht 12B aus thermoplastischem Kunststoff und einer Außenschicht 12A aus hitzehärtendem Kunststoff im Hohlkörperblaswerkzeug zum Hohlkörper aufgeblasen. Das Verhältnis der Querschnittsdicke zwischen der hitzehärtenden Kunststoffschicht 12A und der thermoplastischen Kunststoffschicht 12B kann willkürlich und auf einfache Weise durch geeignete Wahl der Geschwindigkeit des Spritzkolbens im Speicherraum 9 und der Absenkgeschwindigkeit des Ringkolbens 3 eingestellt werden.

Wenn der zweischichtige zylindrische Formling 12 aus dem zweiteiligen Hohlkörperblaswerkzeug herausgenommen ist, wird die thermoplastische Kunststoffschicht 12B von der hitzehärtenden Kunststoffschicht 12A getrennt und danach einer Endbehandlung unterzogen. Alternativ hierzu kann auch erst nach der Endbehandlung die thermoplastische Kunststoffschicht 12B von der hitzehärtenden Kunststoffschicht 12A getrennt werden. Auf diese Weise wird ein Formprodukt 13 mit der hitzehärtenden Kunststoffschale oder Kunststoffschicht 12A erzielt. Selbst bei einem größeren Dehnungsverhältnis des Külbels oder Vorformlinges 12 kann ein Bruch des hitzehärtenden Kunststoffes während des Blasvorganges vermieden werden. Die entfernte thermoplastische Kunstharzschicht 12B kann dem Verfahren wieder zugeführt werden.

Gummi kann auf grundsätzlich ähnliche Weise blasgeformt werden. Jedoch muß Gummi unterhalb seiner Vülkanisationstemperatur extrudiert werden und kann erst anschließend im Hohlkörperblaswerkzeug auf seine Vulkanisationstemperatur erwärmt werden.

Die in Fig. 4 veranschaulichte erfindungsgemäße Vorrichtung

609838/0584

zum Hohlkörperblasen dient ebenfalls zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dieser Vorrichtung sind ein Blaskopf 14 mit einer Düse 15, eine zylindrische Trennwand und ein Dorn koaxial und in geeignetem gegenseitigem Abstand angeordnet. Ein Ringkolben 18 ist mit einem Hydraulikzylinder 20 antriebsverbunden und in dem Raum zwischen dem Blaskopf 14 und der Trennwand 16 hin- und herbeweglich gleitbar, während ein anderer Ringkolben 19 mit einem anderen Hydraulikzylinder 21 antriebsverbunden und in dem Raum zwischen der zylindrischen Trennwand 16 und'dem Dorn gleitend hin- und herbeweglich ist. Der Formstoff aus einem Extruder 22 wird in einen Ringkanal 23 und von dort in einen Speicherraum 24 zwischen der Trennwand 16 und dem Dorn 17 unterhalb des Ringkolbens 19 eingepreßt. Ein weiterer Extruder 25 preßt Formstoff durch einen Ringkanal 26 in einen Speicherraum 27 zwischen dem Blaskopf 14 und der zylindrischen Trennwand 16 unterhalb des Ringkolbens 18. Beide Extruder 22 und 25 können entsprechend den Extrudern 8 und gemäß Fig. 11 ausgebildet sein. Unmittelbar unterhalb des Blaskopfes 14 ist ein nicht näher dargestelltes Hohlkörperblaswerkzeug angeordnet* _#

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Blasformung von Gummi mit der erfindungsgemäßen Blasvorrichtung gemäß Fig. 4 erläutert. Thermoplastisches Formharz wird aus dem Extruder 22 in den Speicherraum 24 eingedrückt, während der Extruder 25 Gummi in den Speicherraum 27 eindrückt. Sodann werden die hydraulischen Zylinder 20 und 21 betätigt und senken die Ringkolben 18 und 19 mit geeigneten Geschwindigkeiten ab, so daß der Formkunststoff und der Gummi unter gleichförmigen Drücken einer Laminatbildungsstelle· 28 zugeführt werden. Der Gummi im Ringkanal 26 und im Speicherraum 27 muß unterhalb der Vulkanisationstemperattfr (etwa 100°C) gehalten

609838/0584

werden. An der Laminatbildungsstelle 28 werden der thermoplastische Formkunststoff und der Formgummi zur Bildung eines Laminatkörpers zusammengeführt und durch den Ringraum zwischen der Düse 15 und dem Innendorn 17 in das Hohlkörperblaswerkzeug ausgetragen. Auf diese Weise wird ein zweischichtiger zylindrischer Formling 29 mit einer Innenschicht 29B aus thermoplastischem Kunststoff und einer Außenschicht 29A aus Gummi erhalten. Das Verhältnis der Dicke der Innenschicht und der Außenschicht kann willkürlich und einfach durch geeignete Wahl der Absenkgeschwindigkeiten der Ringkolben 18 und 19 eingestellt werden.

Nach der Entnahme des Formlings 29 aus dem zweiteiligen Hohlkörperblaswerkzeug wird durch Abnahme der thermoplastischen Kunstharzschicht 29B vor oder nach der Vulkanisation ein endgültiges Formprodukt aus Gummi erhalten. Wenn die Innenschicht 29B aus thermoplastischem Kunstharz keine Schwierigkeiten bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Formproduktes mit sich bringt, ist eine Abtrennung dieser thermoplastischen Innenschicht nicht erforderlich. Selbst wenn das Dehnungsverhältnis des Formlings 29 größer ist, wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bruch des Gummis während des Blasvorganges sicher vermieden. Das entfernte thermoplastische Kunstharz kann wieder dem Verfahren zugeführt werden.

Auch hitzehärtende Kunststoffe können mit der Vorrichtung gemäß Fig. 4 im wesentlichen auf die gleiche Weise blasgeformt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Blasformvorrichtung gemäß Fig. oder 4 können dünnwandige Behälter geformt werden, die ein geringes Gewicht aufweisen iftid hervorragende Beständigkeit gegen Angriff von Chemikalien und eine ausreichende

889838/0584

— γ _

Durchlässigkeit besitzen. Dabei wird zunächst ein zweischichtiger Külbel oder Vorformling aus zwei Schichten unterschiedlichen Kunststoffes geformt und dann so in das Hohlkörperblaswerkzeug eingeführt, daß die Grenzlinie zwischen den beiden Schichten geformt wird. Druckluft wird in das Hohlkörperblaswerkzeug eingeführt, um den Vorformling unter Bildung eines Hohlkörpers an die Innenoberflächen der Formhöhlung des Hohlkörperblaswerkζeuges anzudrücken. Nachdem der Formling aus dem Hohlkörperblaswerkzeug entnommen ist, wird die Außenschicht von der Innenschicht getrennt, die als dünnwandiger geformter Behälter verbleibt.

Wenn eine Vorrichtung zur Blasformung eines Vorformlinges mit η Schichten eingesetzt wird (wobei η eine ganze Zahl größer als zwei ist), so können dünnwandige Behälter mit (n - 1) Schichten geformt werden. Die abgenommene Außenschicht kann wieder dem Verfahren zugeführt werden, so daß das Verfahren außerordentlich wirtschaftlich ist.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sind vielfache Abwandlungen und Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Außenschicht aus einem thermoplastischen Kunstharz, die Innenschicht hingegen aus einem.hitzehärtenden Kunststoff gebildet werden, und kann ein Formling aus mehr als drei Schichten erzeugt werden.

Durch die Erfindung werden vielfältige Vorteile erzielt. Insbesondere kann die Blasformung eines hitzehärtenden hochmolekularen Werkstoffes, die bislang sehr schwierig war, auf sehr einfache Weise durchgeführt werden. Darüberhinaus wird eine Massenproduktion von Produkten aus blasgeformten hitzehärtenden hochmolekularen Werkstoffen er- ·

609838/0584

möglicht. Das Verfahren ist außerordentlich wirtschaftlich, da die thermoplastischen Kunstharze dem Verfahren wieder zugeführt werden können. Der Gummimantel eines Formkörpers kann dadurch verstärkt werden, daß ein thermoplastischer Mantel als Zwischenmantel zwischen den äußeren und inneren Mänteln oder Schichten vorgesehen wird. Alternativ kann auch der Gummimantel als Zwischenmantel vorgesehen sein, so daß die Haftkräfte wesentlich verbessert werden.

6 0 9 8 3 8/0584

Claims

Patentansprüche

* »Verfahren zur Blasformung von Werkstoffen aus hitzehärten-V^yden hochmolekularen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrschichtiger Külbel oder Vorformling mit wenigstens einer Schicht aus einem hitzehärtenden hochmolekularen Werkstoff und einer weiteren Schicht aus thermoplastischem Kunstharz in die Form des gewünschten Produktes aufgeblasen wird und daß, sofern gemäß der bestimmungsgemäßen Verwendung des Formproduktes erforderlich, der thermoplastische Kunststoffmantel des Formlings nach der Blasformung abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzehärtende hochmolekulare Werkstoff Gummi ist und daß der Gummi unterhalb seiner Vulkanisationstemperatur in das Hohlkörperblaswerkzeug eingeführt und aufgeblasen und erst danach in dem Hohlkörperblaswerkzeug auf eine höhere Temperatur als die Vulkanisationstemperatur erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte thermoplastische Kunstharz dem Verfahren wieder zugeführt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit wenigstens einem Extruder, einem Blaskopf mit Ringdüse mit Innendorn und einem Hohlkörperblaswerkzeug, gekennzeichnet durch wenigstens einen zweiten, die Ringdüse (6; 15) koaxial umgebenden Ringkanal (7; 27) für einen unterschiedlichen Formstoff, der an einer Laminatbildungsstelle (11; 28) auf die Außenseite des aus der Ringdüse extrudierenden Formstoffs ausgelegt wird.

609833/0584

Leerseite