DE2842074A1

DE2842074A1 - Verfahren zum formen von hohlkoerpern durch verformung eines zuschnittes eines thermoplastischen kunststoffes

Info

Publication number: DE2842074A1
Application number: DE19782842074
Authority: DE
Inventors: Thomas Jean Haasbroek
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1979-04-05
Also published as: FR2404506A1; NL7710568A; SE7810115L; ES473770A1; GB2004808B; GB2004808A; FR2404506B1

Description

Verfahren zum Formen von Hohlkörpern durch Verformung eines Zuschnittes eines thermoplastischen Kunststoffes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen von Hohlkörpern unter Verformung eines Zuschnittes eines thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere eines Polyolefins,der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Mittels eines solchen Verfahrens werden beispielsweise Schüsseln, Schalen, Kästen, Behälter, Behälterhauben u.dgl. Hohlkörper hergestellt, wobei das Verformungsglied die Form eines Stempels oder Doms aufweist und gegen den Zuschnitt in Form einer Kunststoffolie gedrückt wird, woraufhin ein innerer Überdruck des gasförmigen Mediums an die Folie angelegt wird, so daß diese gegen die Innenwand der Form gedrückt wird.

Ein derartiges Verfahren ist beim Bearbeiten hochkristalliner Kunststoffe, z.B. Hochdruck-Polyäthylen sowie Polypropylen und deren Copolymere, von besonderer Bedeutung.

Die Formgebung von insbesondere Polypropylen ist außerordentlich schwierig. Ein bekanntes Verfahren geht hierbei in der Weise vor, daß ein folienförmiger Zuschnitt

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oder Bereich des Polypropylens über eine Form gelegt und der Polypropylen-Zuschnitt mittels eines erwärmten Stempels verformt wird, so daß der Zuschnitt eine Vorverformung erfährt, die ein Külbel bildet, welches nicht die gesamte Innenseite der Form berührt, woraufhin Luft oder ein anderes gasförmiges Medium durch den Stempel eingeführt wird, das die Polypropylenfolie gegen die Formwand drückt. Zum Abgeben von Luft oder eines anderen gasförmigen Mediums, das sich außerhalb der Folie in der Form befindet, ist diese mit Auslässen für ein Austreten der Luft bzw. des gasförmigen Mediums versehen.

Das bekannte Verfahren fordert, daß die Temperatur der formgebend zu bearbeitenden Polypropylenfolie, die in festem Zustand zugeführt wird, innerhalb enger Grenzen gehalten werden muß, und zwar soll die Temperatur der Polypropylenfolie vor deren Verformung nahe dem kristallinischen Schmelzpunkt liegen, andererseits muß jedoch gewährleistet sein, daß die Form der zugeführten Kunststoffolie vor deren Verformung erhalten bleibt und insbesondere kein Durchsacken dar Folie eintritt.

Da der kristallinische Schmelzpunkt von Polypropylen etwa l68 C beträgt, bedeutet dies, daß die Folie dem mit Druck arbeitenden Verformungsglied der Formvorrichtung mit einer Temperatur von etwa 163°C zugeführt

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werden muß und andererseits das Verformungsglied ebenfalls erwärmt sein muß, damit die oben genannten Anforderungen erfüllt werden.

Ein solches bekannntes Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, daß dicke Kunststoffolien und ein erwärmtes Verformungsglied, z.B. ein Stempel, verwendet werden müssen. Vor allem werfen aber die angeführten engen Temperaturgrenzen zahlreiche praktische Probleme auf, da kleine Abweichungen von diesem Temperaturbereich in den meisten Fällen nicht vermieden werden können. Zumindest erfordert das bekannte Verfahren hohe Temperaturen und somit hohe Energiemengen für die Verformung, was insgesamt zu hohen Produktionskosten führt.

Die Erfindung schafft hier dadurch.Abhilfe, daß der Zuschnitt aus thermoplastischem Kunststoff vor seiner Verformung auf eine Temperatur von etwa 10 bis 40°C, vorzugsweise 20 bis ^O C, unterhalb des kristallinischen Schmelzpunktes erwärmt wird.

Dieses Verfahren hat folgende Vorteile:

Es kann eine niedrigere Temperatur, vorzugsweise 20 bis 40 C, unter dem kristallinischen Schmelzpunkt zur Verformung der Kunststoffmaterialien verwendet werden, wodurch die Menge des zu verwendenden Kunststoffes und

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die benötigte Energie herabgesetzt werden.

Das Verformungsglied,z.B. ein Stempel, wie es für die anfängliche Verformung oder Vorverformung zur Bildung des Külbels verwendet wird, braucht nicht notwendigerweise erwärmt zu werden.

Die Festigkeit der Hohlkörper bzw. Behälter wird durch die Maßnahmen der Erfindung erhöht.

Schließlich wird die für den vollständigen Formungsvorgang benötigte Zeit herabgesetzt.

Der Schmelzindex des Polyolefins wird hierbei ebenfalls für wichtig gehalten und sollte in einem Bereich von 0,8 bis 5,2 gewählt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Schmelzindex von 1,5 bis 3 verwendet, wobei der Bereich von 1,8 bis 2,4 besonders bevorzugt ist. Die Verwendung eines höheren Schmelzindexes gestattet eine größere Verringerung der Temperatur des formgebend zu bearbeitenden Zuschnitts.

Obgleich ein Schmelzindex von 5 und eine Temperatur des Zuschnitts von 132°C (kristallinischer Schmelzpunkt 168 C für Polypropylen) zu einem ausgezeichneten Erzeugnis führt, werden.noch sehr viel bessere Ergebnisse bei Verwendung eines Schmelzindexes von 2,2 erreicht.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der der Gegenstand der Erfindung anhand der wesentlichen Teile einer Formvorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie anhand von Beispielen näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Formvorrichtung in Ausgangsstellung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Zwischenstufe'und Fig. 3 eine Stellung nach erfolgter Formgebung.

Aus der Zeichnung ist eine Form 1 mit einer Öffnung ersichtlich, durch die aus dem Innenraum 3 der Form Luft entweichen oder abgesaugt werden kann. Auf den oberen Rand der Form 1 ist eine Polypropylenfolie 5 aufgelegt.

Ein Formglied in Form eines Stempels 6 ist auf- und abwärtsbewegbar und drückt bei seiner Abwärtsbewegung die Folie 5 in die Form 1 hinein. Eine solche Momentanstellung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Die Folie 5, die mittels eines Kleramringes 8 in ihrer Stellung gehalte wird, wird nun aufgeweitet bzw. aufgeblasen und gegen die Innenwand der Form 1 gedrückt. '.-.'.

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Zum Aufblasen der Folie 5, die durch den Stempel 6 eine Vorverformung in der Weise erfahren hat, daß sie nicht die gesamte Innenwand der Form 1 berührt und als Külbel angesehen werden kann, wird Luft durch eine Leitung 7 im Stempel 6 unter Druck eingeführt, die den unteren Bereich der Folie gegen die Innenwand der Form 1 drückt.

Nach der Kühlung des geformten Gegenstands wird dieser aus der Form 1 herausgenommen.

Es versteht sich, daß anstelle-der Formung nur eines Behälters bei Ausbildung der Form mit einer Mehrzahl von Forraausnehmungen und einer entsprechenden Anzahl mit diesen zusammenwirkender Verformungsstempel auch eine Mehrzahl von Behältern in der beschriebenen Weise gleichzeitig gebildet werden kann, wobei nach Beendigung des Formvorgangs wieder ein neues Folienstück einer Folienbahn oder eines Folienbandes in die Form hineinbewegt wird.

Beispiel I

Eine Polypropylen-Homopolymer-Folie mit einer Dichte von 0,905, einem Schmelzindex von 2,2 und einem kristallinischen Schmelzpunkt von l68°C wird zu einem Behälter geforr Die Folie wird auf 14O°C erwärmt und der Wirkung eines Nylon-Stempels ausgesetzt, der eine Temperatur von 55°C

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hat. Die Temperatur der Luft, die zum Aufblasen der Folie zugeführt wird, ist etwa gleich der Umgebungstemperatur .und beträgt somit z.B. 20 bis 22°C. Das Streckverhältnis Radius zu Tiefe beläuft sich auf 1:1,25. Die Ausgangsfolie hat eine Dicke von 700 μπι, wobei die Wanddicke des fertigen Behälters etwa 110 bis 120 μια beträgt. Der Behälter weist ausgezeichnete Pestxgkeitseigenschaften auf.

Beispiel II

Ein Polypropylen-Homopolymer der gleichen Art wie in Beispiel I, jedoch mit einem Schmelzindex von 1,9:, wird auf 148 C erwärmt und der Wirkung eines Stempels mit 2iner Temperatur von 56⁰C ausgesetzt. Unter Beibehaltung sämtlicher weiterer Bedingungen des Beispiels I werden ausgezeichnete Behälter geformt, die'hohe Fesfcigkeitssigenschaften darbieten.

Beispiel III

line Polypropylen-Folie nach Beispiel I wird auf eine Temperatur von 132 C erwärmt und der Wirkung eines Stempels ausgesetzt, der eine Temperatur von 55°C aufweist. Man »rhält ausgezeichnete Behälter. Die Verwendung eines Stempels mit einer Temperatur von 65 C verändert die Igenschaften des geformten Behälters nicht.. In diesem ieispiel besteht der Stempel ebenfalls aus einem Polyamid, nämlich Nylon.

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Beispiel IV

Eine Polypropylen-Folie mit einem Schmelzindex von 2,4 wird unter den Bedingungen des Beispiels Hl verwendet. Man erhält ausgezeichnete Ergebnisse.

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Claims

Patentansprüche:

1. / Verfahren zum Formen von Hohlkörpern durch Verformung

eines Zuschnittes eines thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere eines Polyolefins, bei dem ein erwärmter, im festen Zustand befindlicher Zuschnitt des thermoplastischen Kunststoffes über eine Form gelegt, der Zuschnitt relativ zu einem Verformungsglied bewegt wird, dabei der Zuschnitt eine erste Verformung erfährt und ein Druckunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zuschnittes mittels eines gasförmigen Mediums erzeugt wird, wodurch der Zuschnitt aufgeblasen und gegen die Innenwand der Form gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt aus thermoplastischem Kunststoff vor seiner Verformung auf eine Temperatur von etwa 10 bis 40°C unterhalb des kristallinischen Schmelzpunktes erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Zuschnitt aus thermoplastischem Kunststoff vor seinem Verformen auf eine Temperatur von etwa 20 bis 40°C unterhalb des

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kristallinischen Schmelzpunktes erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Zuschnitt eines thermoplastischen Kunststoffes ein Zuschnitt eines Polyolefins mit einem Schmelzindex von 0,8 bis 5,2 verwendet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschnitt eines thermoplastischen Kunststoffes ein Zuschnitt eines Polyolefins mit einem Schmelzindex von 1,5 bis 3 verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Zuschnitt aus thermoplastischem Kunststoff ein Polyolefin mit einem Schmelzindex von 1,8 bis 2,4 verwendet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt aus thermoplastischem Kunststoff vor dem Verformen auf eine Temperatur von 25 bis 30⁰C unterhalb des kristallinischen Schmelzpunktes erwärmt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Zuschnitt eines Polypropylens mit einem Schmelzindex

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von 1,8 bis 2,4 und einem kristallinischen Schmelzpunkt von etwa 168 C verwendet und bei einer Temperatur von 135 bis li»5°C verformt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der

Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverformung des Zuschnitts unter Verwendung eines nicht-vorgeheizten Verformungsgliedes herbeigeführt wird.

9.. Verfahren nach einem oder mehreren der

Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverformung des Zuschnitts unter Verwendung eines Verformungsgliedes aus Kunststoff,vorzugsweise aus einem Polyamid, herbeigeführt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der

Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt mittels eines Verformungsgliedes, das auf eine Temperatur von 50 bis 70 C erwärmt worden ist, verformt wird.

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