DE2830740C2

DE2830740C2 - Verfahren zum Herstellen dünnwandiger Artikel aus einem teilkristallinen thermoplastischen Kunststoff

Info

Publication number: DE2830740C2
Application number: DE2830740A
Authority: DE
Inventors: Barbara Ing.(grad.) 6200 Wiesbaden Geppert; Alfons W. Los Bancales Los Realejos Teneriffa Thiel
Original assignee: Bellaplast Maschinenbau 6501 Heidesheim GmbH; Bellaplast Maschinenbau GmbH
Current assignee: Bellaplast Maschinenbau GmbH
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1985-11-07
Also published as: CA1114126A; IT1097331B; IT7826035A0; CA1114125A; AT370672B; JPS5440870A; NL7807831A; ES471997A1; DE2830740A1; ATA508878A; GB2001576B; FR2398593A1; SE423878B; NL7807832A; FR2398592A1; GB2001576A; GB2001577A; IT1097332B; AT370671B; IT7826034A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen dünnwandiger Artikel aus einem teilkristallinen thermoplastischen Kunststoff, bei dem ein bahn- oder plattenförmiges Halbzeug aus dem Kunststoff extrudiert, abgekühlt sowie anschließend an seinen beiden Oberflächenregionen durch Temperaturausgleich- von seinem Kern her temperiert wird und bei dem danach die Artikel aus dem Halbzeug thermogeformt werden.

Bei einem derartigen bekannten Verfahren (DE-OS 22 52 219 und CH-PS 5 79 448) werden Artikel hergestellt, deren Wandung eine Kernschicht aus amorphem und Außenschichi.en aus teiikristalk.iem thermoplastischem Kunststoff wie Polyethylen und Polypropylen aufweist Jedoch läßt sich bei diesem is ..kannten Verfahren der Kristallisationsvorgang in den teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffen nicht in solcher Weise steuern, daß gewünschte Kristallisationsverhältnisse in den Außenschichten der Formlinge reproduzierbar eingestellt werden könnten. Ferner ist aus den beiden Vorveröffentlichungen zu entnehmen, daß das Vorhandensein der Kernschicht aus amorphem thermoplastischem Kunststoff die notwendige Vorbedingung für die Anwendbarkeit des oben angeführten Verfahrens darstellt.

Andererseits ist ein Verfahren zum Herstellen von dünnwandigen Artikeln aus Polyolefinen, d. h. aus einem tcilkristallinen thermoplastischen Kunststoff durch Thermoformen eines bahn- oder plattenförmigen Halbzeugs bekannt, (FR-PS 21 16 487) bei dem das bei Raumtemperatur befindliche, insbesondere gelagerte Halbzeug zum Thermoformen auf eine Temperatur etwa 2 bis 10⁰C unterhalb des Kristallit-Schmelzbereiches des Kunststoffs erhitzt wird. Dieses bekannte Verfahren hai jedoch erhebliche Nachteile und grundsätzliche Mangel, die sich daraus ergeben, daß das Halbzeug von außen aufgeheizt werden muß und dadurch die Oberflächenregionen sehr viel höher als der innere Kern des Halbzeugs erhitzt werden. Das Halbzeug hat beim Eintreten in den Warmformschritt eine sehr hohe Temperanirdifferenz und damit einen sehr hohen Temperalurgradicnten über seine Dicke. Dementsprechend sind auch die Wamifornibedingungcn über die Halbzeugdicke stark verschieden, und es ist nicht möglich, eine reproduzierbare Steuerung der Qualitätsbcdingungen der hergestellten Artikel zu erzielen. Das nach der FR-PS 21 16 487 vorgesehene Aufheizendes Halbzeugs von Raumtemperatur auf Warmformtemperatur macht es in der Praxis unmöglich, die Tcmperatiirbedingungen so zu steuern, daß sie einerseits für das Warmformen geeignet sind und andererseits gewünschte Kristallinitätsverhältnisse im Material einstellbar sind.

Der Erfindung liegt dahe' die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Temperaturkonditionierung an einem einen Thermoformvorgang zu unterwerfendem bahn- oder plattenförmigen Halbzeug aus teilkristallinem thermoplastischem Kunststoff zu schaffen, in der Weise, daß ein Temperaturprofil über die Dicke des Halbzeugs gebildet oder vorbereitet werden kann, bevor das Halbzeug in den Thermoformschritt eintritt, wobei dieses Temperaturprofil jedem gegebenen Fall im Hinblick auf optimale Thermoformbedingungen und optimale Kühlbedingungen des Kunststoffes anzupassen ist, um Artikel hoher Qualität zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abkühlen auf eine Kerntemperatur dicht unterhalb des Kristallit-Schmelzbereiches erfolgt und daß bei dem Temperieren den Oberflächenregionen zusätzlich Wärme von außerhalb des Halbzeugs zugeführt wird.

Dabei soll für die Maßnahme des Zuführens von Wärme von außerhalb des Halbzeugs nur Schutz in Zusammenhang mit den übrigen im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen begehrt werden. Vielmehr ist für das

J5 neuartige erfindungsgemäße Temperaturkonditionieren das funktionell Zusammenwirken von gezielter Abkühlung im Kernbereich des Halbzeugs unterhalb des Kristallit-Schmelzbereiches und anschließendes Temperieren der Oberflächenregionen durch gleichzeitige Wärmeübertragung vom Kern her und Zuführung zusätzlicher Wärme von außerhalb des Halbzeugs charakteristisch. Hierdurch wird erreicht, daß in einem schnell durchführbaren, das Extrudieren des Halbzeugs und das Thermoformen zu den Formungen enthaltenden In-Line-Verfahren sowohl die gewünschten Warmformbedingungen als auch die gewünschte Steuerung der Kristallinitätsverhältnisse im Material mit reproduzierbarer Steuerung eingestellt werden können. Je nach den Erfordernissen jedes einzelnen Falles läßt sich im erfindungsgemäßen Verfahren das Kxistallwachstum zwischen praktisch völliger Unterdrückung bis zu gesteuertem Zulassen in gewünschtem Ausmaß einstellen. Die Einstellung von Temperatur und Kristallinität des Materials kann in den beiden Oberflächenregionen gleich oder unterschiedlich vorgenommen werden. Die Temperatureinstellung in den Oberflächenregionen kann dabei zwischen einer solchen Temperatur die dicht bei, jedoch unterhalb des Kristallit-Schmelzbereiches des teilkristallinen Kunststoffs liegt bis hin zu einer solchen Temperatur erfolgen, bei der der teilkristalline Kunststoff praktisch flüssig ist. Dabei sind im erfindungsgemäßen Verfahren nur die äußeren Oberflächenregioner, des Halbzeugs, also nur geringe Teile des Materials aufzuheizen. Dadurch sind das Aufheizen, die durch das Aufheizen erzielten Temperaturen und das bei oder nach dem Warmformen erforderliche Kühlen der Oberflächenregionen gut steuerbar. Darüber hinaus lassen sich im erfindungsgemäßen Verfahren die für InLine-Verfahren charakteristischen Vorteile in vollem

bo Umfang ausnutzen, insbesondere hoher Wirkungsgrad, sehr hohe Durchsalzleistung und sparsamer Energieverbrauch.

In Verbindung mit der Erfindung kann kristallines, thermoplastisches Material verschiedenster Art verarbeitet werden. Vorzugsweise können kristalline Olefine in diesem Verfahren verarbeitet werden. Besonders zweckmäßige Materialien für die Verarbeitung in Verbindung mit der Erfindung können sein:

Polyäthylen (Mitteldruckherstellung) mit Dichte im Bereich zwischen 0324 und 0345 (g/cm³), Kristallit-Schmelztemperatur-Bereich zwischen 115 und 127° C und Kristallinität zwischen 65 und 76%.

Polyäthylen (Niederdruckherstellung) mit Dichte zwischen 0,945 und 0365 (g/cm³), Kristallit-Schmelztemperatur-Bereich zwischen 127 und 137° C und Kristallinität zwischen 75 und 95%.

Isotaktisches Polypropylen mit Dichte im Bereich zwischen 0308 und 0,905 (g/cm^J), Krisiallit-Schmclztemperaiur-Bereich zwischen 140 und 170" C und Kristallinität zwischen 60 und 70%.

Statistisches Copolymerisat von Äthylen und Propylen.

Block-Copolymerisat von Äthylen und Propylen.

Einige Möglichkeiten zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer zum Herstellen dünnwandiger Artikel aus teilkristallinem thermoplastischem Kunststoff,

F i g. 2 und F i g. 3a) bis c) grafische Darstellungen, die die Temperaturverhältnisse im thermoplastischen Material für einige Möglichkeiten zur Durchführung des Verfahrens illustrieren, und

F i g. 4 noch vergrößerte Teilschnitte, die die kristalline Struktur in der Wand von gemäß den Bedingungen entsprechend a, b, und c der F i g. 3 geformten Artikeln verdeutlichen.

Bei dem Verfahren wird kristalliner, thermoplastischer Kunststoff in einer Extruderpresse 1 erhitzt, komprimiert und plastifiziert und fließt von dort aus einer Breitschlitzdüse 2, um als Materialbahn I unmittelbar von einer Stabilisierungsstation 3 übernommen zu werden. Während des Stabilisierens wird die Materialbahn 1 durch den kritischen Kristallit-Schmelztemperatur-Bereich des Kunststoffes hindurchgekühlt Durch dieses Kühlen nimmt das Kernmaterial eine Temperatur an, die dicht bei, aber unterhalb der kritischen Temperatur Tc liegt, also unterhalb der unteren Grenztemperatur des kritischen Kristallit-Schmelztemperatur-Bereiches β des Kunststoffes (Kurven E und G in F i g. 3). Durch solches Kühlen können die äußeren Oberflächenregionen der Materialbahn I auf relativ niedrige Temperatur gekühlt werden, so daß diese äußeren Oberflächenregionen nicht mehr verformbar sind. Bei den in F i g. 3 veranschaulichten Beispielen ist die Extrudiertemperatur Te herkömmlich, aber in jedem Fall oberhalb des Kristaliit-Schmelzpunktes Tm des Kunststoffes. Im Stabilisierungsschritt wird die Materialbahn I sehr rasch abgekühlt, so daß ein ferneres Kristallwachstum im Material praktisch während dieses Abkühlens unterdrückt wird. Wenn aus irgendwelchen Gründen erwünscht, kann das Abkühlen auch derart ausgeführt werden, daß die Kühlgeschwindigkeit geringer und dadurch die Kühlzeit lang genug wird, um ein gesteuertes Kristallwachstum im Material zu erhalten. Nach dem Stabilisieren wird die Materialbahn I kontinuierlich von der Stabiüsierungsstation 3 zu einer Bewegungs-Steuer- und Umsetzvorrichtung bewegt um die kontinuierliche Vorschubbewegung der Materialbahn I in eine schrittweise Vorschubbewegung umzusetzen.

Die intermittierend vorgeschobene Materialbahn I läuft durch eine Raststuion 5, wo die soeben geformte und an den Oberflächen durch Vorkühlen stabilisierte MateriaJbahn I durch Wiederaufheizen der äußeren Oberflächenregionen direkt hinter der Stabilisierungsstation 3 rekonditioniert wird, und zwar durch Wärmeleitung vom Kernmaterial zu den Außenschichten und durch Zuführen ausreichender Wärmemengen an den Außenschichten durch von außen her wirksame Einrichtungen, beispielsweise Strahlungsheizeinrichtungen, derart, daß alle Schichten oder Regionen der Materialbahn I elastisch verformbar werden. Die Malcrialbahn 1

to erhält dadurch ein gewünschtes Temperaturprofil, wie es durch die Kurven H in F i g. 3 wiedergegeben ist Nachdem die Oberflächenregionen der Materialbahn I wieder aufgewärmt worden sind, wird ein biaxialcs Rekken vorgenommen um die mechanischen Eigenschaften der Materialbahn I und der daraus hergestellten (nicht dargestellten) Artikel zu verbessern. Nach Verlassen der Reckstation 10 wird die MateriaJbahn I in eine Umsetzvorrichtung 4 eingeführt um den kontinuierlichen Vorschub in einen intermittierenden Vorschub umzu setzen. Von dieser Umsetzvorrichti??g 4 wird die Mate rialbahn Ϊ in eine Thermoformstatior; S überführt Nachdem die Artikel in der Materialbahn I geformt worden sind, können diese in der Trennstation 7 ausgeschnitten werden. Der restliche Teil der Materialbahn I kann in einer zusätzlichen Station 8 zurückgewonnen und granuliert werden.

Die F i g. 2 und 3 sind grafische Darstellungen, um die Temperaturverhältnisse und speziellen Temperaturbedingungen zu illustrieren, die bei dein in Verbindung mit F i g. t beschriebenen Verfahren benutzt werden sollten:

Es besteht eine untere Temperaturgrenze T_t-, bei der das Schmelzen von Kristallen beginnt, wenn man solches kristallines, thermoplastisches Material erhitzt. Un- terhalb dieser kritischen Temperaturgrenze Tc liegt ein Temperaturbereich β bis zu einer unteren Temperaturgrenze Ta. In diesem Temperaturbereich β ist das kristalline, thermoplastische Material thermoforrrbar, jedoch als ein Thermoformen im wesentlichen im Sinne eines Reckens, so daß ein unter Temperaturbedingungc« im Temperaturbereich β geformter Artikel mehr oder weniger elastisch geformte und gereckte Wandung aufweist und nur geringe Warmformbestäadigkeit aufweist Ein Thermoformen unter Temperaturbedingun- gen unterhalb T_A ist praktisch unmöglich.

Oberhalb der kritischen Temperatur 7cliegt der kritische Kristallit-Schmelztemperatur-Bereich bis zu einer oberen Grenztemperatur Tm. Innerhalb dieses kritischen Temperaturbereiches β tritt Kristallwachstum

so ein, wenn kristallines, thermoplastisches Material durch diesen Temperaturbereich ^gekühlt wird. Oberhalb der oberen Grenztemperatur T_M des kritischen Kristallit-Scbnelztemperatur-Bereiches β besteht für die meisten kristallinen, thermoplastischen Materialien ein Tempe raturbereich y, der in Verbindung mit der Erfindung als für das Thermoformen besonders geeignet gefunden wurde. Dies gilt besonders für den unteren Teil ^i dieses Temperaturbereiches y, wobei jedoch auch der obere· Teil γι noch für das Thermoformen geeignete Tempera-So turbedingungen bietet Oberhalb der oberen Grenztemperatur Tb dieses Temperaturbereiches y liegt ein oberer Temperaturbereich ό, der besonders für Spritzgießen und Extrudieren des Materials in Betracht kommt. So zeigt F i g. 3 eine Extrudertemperatur Te, die in die sem oberen Temperaturbereich rf liegt.

Aus den F i g. 2 und 3 ist auch das spezielle Problem ersichtlich, das sich ergibt, wenn man ein In-Line-Verr fahren zur Herstellung von Artikeln aus kristallinem.

thermoplastischem Material benutzt, nämlich die Tatsache, daß während eines solchen In-Line-Verfahrens das Abkühlen des Materials von der Extrudiertemperatur Ti zu einer unteren Temperatur, beispielsweise der Temperatur Ta, erfolgen muß und dabei das Material durch den kritischen Temperaturbereich/?gekühlt werden muß, innerhalb dessen Kristallwachstum eintritt.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, treten innerhalb des Temperaturbereiches β des sogenannten Kristallit-Schmclztemperatur-Bereiches die wesentlichen kristallinen Änderungen in dem Material ein. Solche Änderungen sind sowohl Schmelzen von Kristallen als auch Wachsen von Kristallen. Die untere Grenze dieses kritischen Temperaturbereiches β soll im folgenden als kritische Temperatur Tc bezeichnet werden, während die obere Grenze im folgenden als Kristallit-Schmelzpunkt Tm bezeichnet wird. Beim Aufheizen des Materials oberhalb Tc auf eine Temperatur innerhalb dieses Kristallit-Schmelz-

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die schon in dem kühleren Material enthalten sind zu wachsen, wobei jedoch andererseits die Kristalle auch zu schmelzen beginnen, wenn das Material weiter erwärmt wird. Dies mag der Grund dafür sein, daß die in F i g. 2 gestrichelt gezeigte, sich auf das Heizen des Materials beziehende Kurve als wesentlich flacher gefunden wurde als die voll ausgezeichneten, sich auf das Kühlen des Materials beziehenden Kurven. Beim Kühlen des kristallinen, thermoplastischen Materials von oberhalb des Kristallit-Schmelzpunktes Tm durch den kritischen Temperaturbereich β auf eine Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur Trist das Material im wesentlichen in amorphem Zustand. Wenn das Material Temperaturen innerhalb des kritischen Temperaturbereiches β erreicht, beginnen Kristalle sich zu entwikkeln und zu wachsen. Das Kristallwachstum und die endgültige Größe der Kristalle, die bei solchen Kühlen erreicht wird, hsn^et von der Zeitdauer sb während der die Materialtemperatur innerhalb dieses kritischen Temperaturbereiches β liegt. Dies ist aus den drei verschiedenen Kurven in F i g. 2 ersichtlich: S für langsames Kühlen, M für mittlere Kühlgeschwindigkeit und R für schnelles Kühlen.

Es ist daher möglich, das Krist3llwachstum in dem kristallinen, thermoplastischen Materal durch Benutzung einer vorherbestimmten Kühlgeschwindigkeit innerhalb des kritischen Temperaturbereiches β zu steuern. Wenn man langsam abkühlt ergibt sich eine relativ grobe kristalline Struktur des Materials, während bei sehr schnellem Abkühlen eine relativ feine kristalline Struktur des Materials erzielt wird. Beachtet man diese Grundsätze in Verbindung mit dem Verfahren nach Fig. I.so ist klar.daß beim Abkühlen des Materials von der Kxinidieriemperaiiir /; /ur normalen Raumtemperatur des Artikels es zu irgendeinem Zeitpunkt notwendig ist, das Material durch den kritischen Temperaturbereich >?zu kühlen.

Wie die Kurven G in den drei Fällen a, b und c der F i g. 3 zeigen, wird die Materialbahn von ihrer Extrudiertemperatur TfSO weit gekühlt, daß das innere Kemmaterial der Bahn eine Temperatur erreicht, die tiefer liegt als die kritische Temperatur Tc, aber mehr oder weniger nahe an dieser kritischen Temperatur Tc- Diese Tfiiiporiiiiirproril-Kurvcn O. wie sie durch Vorkühlcn erreicht werden, sind in den Fällen a, b und c etwas verschieden dargestellt um zu zeigen, daß dieses Kühlen unter verschiedenen Bedingungen vorgenommen werden kann, jedoch in jedem Fall ist es notwendig, daß das innere Kernmaterial eine Temperatur annimmt, die tiefer liegt als Tc, aber wesentlich höher als die Verfestigungstemperatur Ta.

Wenn man die äußeren Oberflächenregionen der Materialbahn wieder aufwärmt, kann etwas Wärme vom inneren Kernmaterial zu diesen äußeren Regionen der Bahn geleitet werden. Dadurch wird der Kern der Materialbahn etwas weiter abkühlen, wie dies durch die innere Region der Kurven H in den drei Fällen a, b und c der Fig.3 gezeigt ist. Ferner ist dieses Wiederaufwärmen

ίο der äußeren Oberflächenregionen der Matcrialbahn kombiniert mit dem Zufügen von Wärme durch äußere Einrichtungen, beispielsweise Infrarotheizstrahler. Im Fail a) der F i g. 3 wird im wesentlichen die gleiche Wärmemenge an beiden Oberflächen der Materialbahn zugefügt, so daß die Temperaturprofilkurve H im Fall a) praktisch symmetrisch wird. Die durch äußere Einrichtungen zugeführte Wärmemenge zu beiden Bahnoberflächen ist dort so, daß die Oberflächentemperatur in

kommt, wobei — wie die gestrichelte Kurve in F i g. 2 zeigt — kein wesentliches Kristallwachstum zu erwarten ist. Vorher gebildete Kristalle sind bestrebt zu schmelzen, wenn die Temperatur Tm erreicht. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß das Kristallwachstum innerhalb solcher Lagen nicht nennenswert ist, wenn nur ein kurzes Aufwärmen auf Temperaturen im unteren Teil des Bereiches β vorgenommen wird, bei dem auch noch '.icht ein merkliches Schmelzen von Kristallen eintritt. Daher ist das Kristallwachstum in den äußeren Oberflächenregionen ausreichend steuerbar, wenn auch ein erneutes Heizen in diesen kritischen Kristallite Schmclztcmperatur-Bcrcich β erfolgt. Wie aus Fig.4 ersichtlich, ist solche Verfahrensführung geeignet, strukturelle Bedingungen in der Ariikelwand zu schaffen, bei der das ICernmaterial der Wand Kristalle 22 mittlerer Größe und Kristalle 23 erheblicher Größe enthält. Beide KristaUtypen sind gereckt Ferner wird die Kristallgröße erheblicher in den innersten Bereichsteilen sein und kleiner in den Bereichen in Nachbarschaft der Oberflächenregionen der Artikelwand. In den äußeren Oberflächenregionen der Artikelwand befinden sich kleine Kristalle 21. Diese Kristalle 21 haben sich entwikkelt als die Materialbahn durch den kritischen Kristallit-Schmelztemperatur-Bereich β gekühlt wurde. Dieses Kühlen in den äußeren Regionen der Materialbahn war jedoch so schnell, daß kein wesentliches Krislallwachstum eintreten konnte. Sobald das Kühlen im Thermoformungsschritt einsetzte, wurde das Kristallwachstum definitiv angehalten. Dieses Kühlen beim Thermoformen war aber etwas rascher an derjenigen Oberfläche des Artikels, die in Berührung mit der gekühlten Wcrk/eugfläehc lag, während die Kristalle in der Außenflächenre gion der Wand, die nicht in Berührung mil der gekühlten Werk/.eugfläche kam, etwas mehr wachsen konnten.

Ferner ist aus Teil a) der F i g. 4 ersichtlich, daß etwas Reckung an den Kristallen 21 auch in den äußeren Oberflächenregionen erzielt wird. Diese Reckung ist aber verhältnismäßig gering, weil die Kristalle in den Oberflächen praktisch geschmolzen wurden bei Temperaturen, die dicht bei Tm liegen und daher beim Ausformen praktisch keine Kristalle in den Oberflächenlagen vorhanden waren.

In einer /weiten Möglichkeit, wie sie durch die F i g. 3b, 4b dargestellt ist, schließt das Wiederaufheizen

&5 der äußeren Oberflächenregionen der .Materialbahn ein Zuführen einer solchen Wärmemenge durch äußere Einrichtungen ein, daß das Material in den äußeren Oberflächenregionen der Bahn auf eine Temperatur

oberhalb des Kristallit-Schmelzpunktes T_M gebracht wird. So läuft die Materialbahn unter solchen Bedingungen in den Theniiofonmingsschrilt ein, dal) ihr Kernmaicrial Krislalle mittlere Größe und erheblicher Größe enthält, die unter einer Verfahrensbedingung vorgereckt sein können gemäß F i g. 1. Jedenfalls ist das Material in den äußeren Oberflächenregionen der Materialbah >i i'rei von Kristallen, wenn diese in den Thermoformungsschritt einläuft, weil sich das Material in diesen Regionen in plastifiziertem, nahezu flüssigem Zustar.d befindet und alle Kristalle, die vorher vorhanden gewesen sein können, während des Wiederaufheizens geschmolzen wurden. Unter solchen Bedingungen wird etwas Kristallwachstum in den äußeren Oberflächenregionen der Materialbahn bzw. Artikelwand während der Zeitspanne eintreten, wenn die geformte Artikelwand gekühlt wird. An der einen Seite, die in Berührung mit dem gekühlten Werkzeug ist, tritt sehr rasches Abkühlen ein, und es entwickeln sich daher auch nur sehr kleine Kristalle im Material dieser Oberflächenregion der Artikelwand, wie dies bei 24 in Fig.4b dargestellt ist. Da das Kühlen und damit auch das Kristallisieren in dieser Zone erst eintritt, nachdem die Verformung der Mutcrialbahn abgeschlossen ist, sind diese Kristalle ungcrcckl und unorientiert. Im Material der anderen Oberflächenregion ist das Abkühlen langsamer, und deshalb können die Kristalle zu einer Mittelgröße wachsen. Sie sind aber auch generell ungereckt und unorientiert, wie dies bei 25 in F i g. 4b dargestellt ist. Dies kann in manchen Fällen erwünscht sein, um höhere Steifigkeit und Härte an dieser Oberfläche zu erzielen. Aber in manchen Fällen kann es erwünscht sein, Strukturverhältnisse des Materials in der zweiten Oberflächenregion der Artikelwand zu erhalten, die praktisch die gleichen sind wie in der ersten Oberflächenregion. Dies bedeutet, daß das Kristallwachstum in der zweiten Oberfiächenregion der Artikeiwand ebenfalls auf ein Mindestmaß beschränkt werden muß. Dies kann durch zusätzliches Kühlen an der Oberfläche der geformten Artikclwand erzielt werden, die nicht in Berührung mit der gekühlten Werkzeugfläche liegt.

Eine andere Möglichkeil um das Heranwachsen der Kristalle zu einem Mittelgrößentyp zu vermeiden kann sein, daß nur diejenige Oberfiächenregion der Matcrialbahn auf eine Temperatur oberhalb des Kristallit-Schmelzpunktes T_M erhitzt wird, die in Berührung mit der gekühlten Werkzeugfläche während des Thermoformungsschrittes gekühlt werden soll. Die andere Oberfiächenregion der Materialbahn kann aufgewärmt werden, jedoch dann nur auf eine geringere Temperatur, beispielsweise auf eine Temperatur nahe bei, jedoch unterhalb des Kristallit-Schmelzpunktes T_M.

Vielleicht sollte man überhaupt diese zweite Oberfläche nur auf eine Temperatur aufwärmen, die nahe bei, aber unterhalb der kritischen Temperatur T_c liegt Die letztere Möglichkeit ist in den F i g. 3c, 4c wiedergegeben. Wenn man die Oberflächenregionen der Materialbahn in solcher Weise aufwärmt, wird naturgemäß die Temperaturprofil-Kurve H unsymmetrisch. Dies stellt aber keinerlei Schwierigkeiten in Verbindung mit der Erfindung dar.

Wie in der Fig.4c dargestellt, werden die inneren Kernbereiche der Artikelwand gereckt oder orientierte Kristalle 22 mittlerer Größe und gereckte oder orientierte Kristalle 23 größerer Type enthalten, praktisch in gleicher Weise wie in den F i g. 4a und 4b gezeigt. Weiterhin wird diejenige der Oberflächenregionen die in Berührung mit der Werkzeugfläche gekühlt wird, Strukturverhältnisse im Material aufweisen, die praktisch gleich denjenigen sind, wie sie oben in Verbindung mil der Fig. 4b erIiUiIcn wurden. Dies bedeutet. duU in dieser gekühlten Oberfläche nur kleine ungcreckte Kristnl- Ie 24 vorhanden sein werden. In der zweiten Oberfiächenregion der Artikelwand sind nur sehr kleine und gereckte Kristalle vorhanden, weil das Material in dieser zweiten Oberfiächenregion beim Vorkühlen außerordentlich schnell gekühlt wurde und die Wiederauf- heiztemperatur geringer war, als die kritische Temperatur To Wenn der Wiederaufwärmschritt in dieser zweiten Oberfiächenregion der Materialbahn bis zu einer Temperatur innerhalb des kritischen Kristallit-Schmelztemperatur-Bereiches vorgesehen ist, wird praktisch gleiche, wie auf der rechten Seite in der F i g. 4a gezeigte kristalline Struktur in der zweiten Oberfiächenregion erzielt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen dünnwandiger Artikel aus einem teilkristallinen thermoplastischen Kunststoff, bei dem ein bahn- oder plattenförmiges Halbzeug aus dem Kunststoff extrudiert, abgekühlt sowie anschließend an seinen beiden Oberflächenregionen durch Temperaturausgleich von seinem Kern her temperiert wird und bei dem danach die Artikel aus dem Halbzeug thermogeformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß daß Abkühlen auf eine Kerntemperatur dicht unterhalb des Kristallit-Schmelzbereiches erfolgt und daß bei dem Temperieren den Oberflächenregionen zusätzlich Wärme von außerhalb des Halbzeugs zugeführt wird.