DE2943607A1

DE2943607A1 - Verfahren zum ausbilden eines optischen gestaltungsmusters und verfahren zum verstaerken eines derartigen musters

Info

Publication number: DE2943607A1
Application number: DE19792943607
Authority: DE
Inventors: Fumio Negishi; Akiho Ota
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1980-11-06
Also published as: NL8000570A; FR2454895A1; NL188838B; CH654792A5; AU540058B2; GB2047606B; AU5210479A; JPS6257488B2; IT1125576B; FR2454895B1; GB2047606A; US4307137A; JPS55142623A; CA1165961A; NL188838C; IT7926730A0

Description

Verfahren zum Ausbilden eines optischen
Gestaltungsmusters und Verfahren zum Verstärken eines derartigen Musters Die Erfindung bezieht sich auf Polyäthylenterephthalatgegenstände mit einem optischen Gestaltungsmuster, das zu dekorativen Zweclczn daran ausgebildet ist,und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Ausbilden eines optischen Gestaltungsmusters in einem Polyäthylenterephthalatgegenstand sowie ein Verfahren zum Verstärken eines derartigen optischen Musters.
Es sind verschiedene Arten von Dekorationen von Kunststoffgegenständen bekannt, wobei die meisten dieser Dekorationen auf einem direkten Aufdrucken oder einem Abziehbildaufäruo.: von dekorativen Mustern auf die Außenflächen der Gegenstände basieren.
Verschiedene dekorative Muster werden durch einen direkten Aufdruck oder durch einen Abziehbildaufdruck und gleichfalls über einen Unterdruckniederschlag erhalten und zeigen ire eigenen dekorativen Wirkungen. Bei keinem dieser Isius-te werden jedoch die Eigenschaften ausgenutzt, die den Kunststoffmaterialien eigen sind, die die Matrix der Kunststoffgegenstände bilden.
In den letzten Jahren war es wünschenswert, den glänzenden Dekorationen, die in der oben beschriebenen Weise erhalten wurden, vorzugsweise eine matte Licht-Schattenwirkung zu geben. Es war jedoch schwierig, einen solchen dekorativen Effekt zu verwirklichen, da mit den oben beschriebenen Verfahren den Dekorationen keine Tiefe gegeben werden kann. Das ist insbesondere bei blasgeformten Gegenständen bemerkenswert, die typische Kunststoffgegenstände sind,und es ist völlig unmöglich, blasgeformten Gegenständen ein licht-schattenaitiges Aussehen mit einer gewissen Tiefe zu geben.
Polyäthylenterephthalat hat aufgrund seiner ausgezeichneten Eigenschaften und Kennwerte eine weite Verbreitung gefunden.
Diesem Material ist andererseits die Eigenschaft eigen, daß es mit verschiedenen Geschwindigkeiten Kristallkeime entwickelt, was ven den verschiedenen Abkühlungsgeschwindigken abhängt. Aus diesem Grunde ist beim Formen von Polyäthylenterephthalat die Temperatursteuerung schwieriger als bei anderen Kunststoffmaterialien. Wenn insbesondere die Abkühlung langsam erfolgt, werden die Polyäthylenterephthalatgeganstände opaleszenz oder weißlich oder tritt selbst dann, wenn sie nicht opaleszent werden, ein Kristallkeim auf, was zu einer Nichtgleichförmigkeit des Brechungsindex des Gegenstandes führt Ein Teil, an dem ein Kristallkeim auftritt, hat eine geringere mechanische Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit als die anderen Teile des Gegenstandes Das vermindert folglich den Vorteil der guten Transparenz, die dem Polyäthylenterephthalatmaterial eigen Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines gewünschten Gestaltungsmusters an einem Polyäthylenterephthalatgegenstand unter Ausnutzung der oben genannten Eigenschaft des Polyäthylenterephthalats, die bisher als unerwünscht angesehen wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ein Gestaltungsmuster mit der gewünschten Form dadurch gebildet wird, daß bestimmte Bereiche des Polyäthylenmaterials langsam abgekühlt werden, um die Lichtdurchlässigkeit oder den Brechungsindex dieser Bereiche zu ändern oder diese Bereiche opaleszent zu machen oder weiß werden zu lassen. Dieses Verfahren benötigt keine Pigmente oder andere Zusätze, wie es bei den bekannten Entwicklungen eines Gestaltungsmusters der Fall ist. Das bietet den Vorteil, daß keine Gefahr besteht, daß die ausgezeichneten Eigenschaften des Polyäthylenterephthalatmaterials beeinträchtigt werden, so daß geformte Produkte mit Gestaltungsmustern unter geringen Kosten hergestellt werden können.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Ausbilden eines optischen Gestaltungsmusters in einem Polyäthylenterephthalatmaterial sowie ein Verfahren zum Verstärken eines nach diesem Verfahren gebildeten optischen Gestaltungsmusters. Ziel der Erfindung ist insbesondere ein Polyäthylenterephthalatgegenstand mit einem neuartigen Aussehen und einem dekorativen Efiekt, was dadurch erzielt wird, daß ein optisches Gestaltungsmuster in der Wand des Gegenstandes ausgebildet wird.
Durch die Erfindung soll insbesondere der dekorative Effekt eines optischen Musters dadurch erhöht werden, daß ein Polyäthylenterephthalatgegenstand mit einem daran ausgebildeten optischen Gestaltungsmuster biaxial gestreckt wird.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht eines Primärformteils; Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Formteils, bei dem eine Wand im Körperteil des primären Formteils durch Spritz- oder ein Preßguß ausgebildet ist; Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Hauptteile der in Fig. 4 dargestellten Ansicht; Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptteils eines weiteren Ausführungsbeispiels des Aufbaus eines eingesenkten Teils; Fig 7 eine Vorderansicht einer Flasche, die dadurch erhalten wird, daß ein aus dem primaren, in Fig. 1 dargesteliten Teil geformtes Teil biaxial streckblasgeformt wird.
Erfindungsgemäß kann ein optisches Muster mit einem vorgeschriebenen Profil dadurch ausgebildet werden, daß in geeigneter Weise beim Abkühlen und Verfestigen eines Polyäthylenterephthalatgegenstandes das Abkühlen gesteuert wird, derart, da-4 ein vorgeschriebener Teil der gewünschten Form dieses Gegenstandes langsam abgekühlt wird, wodurch das Ausmaß der Bildung von Kristallkeimen erhöht und die Lichtdurchlässigkeit des obigen Teils herabgesetzt sowie sein Brechungsindex geändert wird Insbesondere werden eingesenkte Teile 4 der gewünschten Form und Tiefe entweder an der Innenfläche oder der Außenfläche 3 eines primären Formgegenstandes 1 aus geeignetem Kunstharz ausgebildet, wobei die Außenfläcne bei dem In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Unter Verwendung der Fläche 3 des primären Formgegenstandes 1 mit eingesenkten Teilen 4 als Teil der Fläche einer Form wird ein Wandelement 6 aus Polyäthylenterephthalat durch Spritzguß ausgebildet. Beim Abkühlen und Verfestigen des Wande1-ments 6 werden die Stärke der Abkühlung des Wandelementes o und die Geschwindigkeit der Abkühlung so gesteuert, daß die Einsatzteile 7 des Wandelementes 6, die sich in den eingesenkten Teilen 4 befinden, langsam abgekühlt werden. Das hat zur Folge, daß sich mit einer sehr hohen Geschwindigkeit ein Kristallkeim des Polyäthylenterephthalats in den Einsatzlen 7 entwickelt, wodurch ein optisches Muster ausgebildet wird. Das heißt mit anderen Worten, daß die Einsatzteile 7 in den eingesenkten Teilen 4 ein optisches Muster bilden.
Der Grad der Kristallisation des Polyäthylenterephthalats an den Einsatzteilen 7 ändert sich in Abhängigkeit vom Grad der langsamen Abkühlung der Einsatzteile 7. Wenn der Grad der Kristallisation höher ist, nimmt der Grad der Opaleszenzder Einsatzteile 7 zu, so daß diese schließlich lichtundurchlässig werden. Wenn der Grad der Kristallisation der Einsatzteile 7 gering ist, nimmt die Lichtdurchläss O-<;t nicht so sehr ab, so daß sich nur der Brechungsindex ändert. Wenn der Grad der Kristallisation jedoch zunimmt, nimmt die Lichtdurchiässigkeit ab, so daß schließlich eine Opaleszenzauftritt.
Zur Ausbildung eines optischen Musters, das von den Einsatzteilen 7 derart gebildet wird, daß es sich durch die Brchung des Lichtes ergibt oder daß es sich durch eine tiefe Opaleszenz ergibt,oder daß es durch eine halbdurchlässige Opaleszenz gebildet ist und gleichzeitig zu einer in der geeigneten Weise bestimmten Lichtbrechung führt,wird das Abkühlen des Wandelementes 6 gesteuert.
Wenn das Muster dadurch gebildet werden soll, daß die Brechung des Lichtes ausgenutzt wird, sollte der primäre Formgegenstand 1 natürlich lichtdurchlässig sein, und sollte auch die Wand 6 durchlässig sein. Da Polyäthylenterephthalat eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit zeigt, muß auch das Formmaterial des primären Formgegenstandes 1 eine hohe Lichtdurchlässigkeit haben, obwohl es auch gefärbt oder farblos sein kann. Es ist daher wünschenswert, den primären Formgegenstand 1 auch aus Polyäthylenterephthalat zu formen.
Wenn ein oplaszentes Muster verwandt wird, ist es nicht notwendig, daß sowohl der primäre Formgegenstand 1 als auch das Wandelement 6 gleichzeitig transarent sind, und reicht es aus, daß das Material transparent ist, daß sich an der Außenseite des Produktes befindet. Wenn sich das Wandelement 6 innen befindet und nicht lichtdurchlässig ist und der primäre Formgegenstand 1 lichtdurchlässig ist, tritt der Grad der Opaleszenz der Einsatzteile 7 nicht merklich an der Außenssfte auf, was auf dem Pigment beruht, daß dem Wandelement 6 zugegeben wird. Der Effekt der Entwicklung eines Musters über eine Opaleszenz ist somt re Indert. Wenn es somit er-Wünscht ist, ein opaleszentes Muster auszubilden, wird vorzugsweise wenigstens das Wandelement 6 außen angeordnet, und wird auch das Wandelement 6 transparent ausgebildet.
NatUrllch kann der primäre Formgegenstand 1; der sich innen befindet, transparent- sein. wenn der primäre Formgegenstand 1 transparent ist, besteht er vorzugsweise in nblick auf die Lichtdurchlässigkeit gleichfalls aus Polyäthylenterephtha lat.
Wenn sowohl der primäre Formgegenstand 1 als auch das Wand element 6 transparent sind, befindet sich das entwickelte cpalszente Muster in der Wand des Produktes, so daß dieses einen festen oder haltbaren Eindruck macht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbilden eines optischen Musters ist nicht auf Muster beschränkt, die auf Änderungen im Brechungsindex oder auf der Opaleszenz basieren, vielmehr können beide Musterarten zusammen entwickelt werden.
Wenn der eingesenkte Teil 4 stufenförmig ausgebildet ist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, unterliegt ein Teil 7a des Einsatzteils 7, der sich im tiefen Teil befindet, einer geringeren Kühlung als ein Teil 7b, der sich an einer flacheren Stelle befindet. Im Einsatzteil 7 kann der Teil 7b daher relativ transparent ausgebildet, jedoch auch dazu gebracht werden, einen anderen Brechungsindex zu haben, und kann der Teil 7a vollständig opaleszent ausgebildet werden. In diesem Fall ird die Umgebung des durch die Opaleszenz entwickelten lusters so gesehen, als würde sie einen Prismeneffekt zeigen, der sich von den anderen Teilen unterscheidet.
Wenn statt der stufenförmigen Ausbildung im eingesorfçten Teil 4 wie in Fig. 6 dargestellt ist, die Fläche das eingesenkten Teils 4 schräg verläuft, bis sie den Boden erreicht, was nicht dargestellt ist, hat das auftretende opaleszente Muster die höchste Dichte in der Mitte und nimmt der Grad der Opaleszenz fortschreitend zum Außenrand des Musters ab, bis schließlich eine vollständige Transparenz erhalten wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ausbilden eines optischen Musters wird somit das Muster gleichzeitig mit dem Formvorgang des Polyäthylenterephthalats dadurch ausgebildet, daß dessen Eibenschaften ausgenutzt werden, wie es oben beschrieben wurde. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verstärken des in dieser Weise gebildeten optischen Musters beschrieben.
Ein primäres Formteil ,O' aus Polyäthylenterephthalat wird durch Spritzguß als primärer Formgegenstand 1 gebildet, der eine Rohrform mit einem Boden hat.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieses primäre Formteil 10' aus einem Mundstück 5 mit einen Gewinde an der Außenfläche und aus einem Körperteil 2 in Form einer Röhre mit einem Boden. Die e.'ngesenkten Teile 4 in Form vertikaler Nuten sind an der Außenfläche 3 des Körperteils 2 ausgebildet. Die Stärke des Körperteils 2 ist etwa gleich der Hälfte der Stärke des Körperteils eines gewöhnlichen Formteils dieser Art Unter Verwendung der Außenfläche 3 des Körperteils 2 mit den eingesenkten Teilen 4, die daran ausgebildet sind, als Teil der Fläche einer Form wird ein Wandelement 6 aus Polyäthylenterephthalat durch Spritz- oder Preßguß ausgebildet, so daß es den gesamten Körperteil 2 überdeckt. In dieser Weise ergibt sich das Formteil 10.
Während des Formens des Formteils 10 wird die Abkühlung sc gesteuert, daß die Einsatzteile 7 in den eingesenkten Teilen 4, die einen Teil des spritzgegossenen Wandelementes 6 bilden, langsam abgekühlt werden. Durch eine Steuerung der Abkühlung des Wandelements 6 er-fahren die Einsatzteile 7 eine optische Änderung in Gegensatz zum Wandelement 6, urd die Einsatzteile 7 werden beispielsweise opaleszent. Ein optisches Muster mit derselben Form wie die eingesenkten Teile 4 wird in dieser Weise im Formteil 10 entwickelt Das Formteil 10 wird wieder erwärmt auf eine Temperatur, bei der ein Streckeffekt erzeugt wird. Anschließend wird die in Fig. 7 dargestellte Flasche 20 mittels eines bekannten biaxialen Streckblasformverfahren gebildet. Zu diesem Zeitpunkt erscheint das optische Muster mit derselben Form wie die eingesenkten Teile 4 als Muster 22, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Bei diesem Arbeitsvorgang wird der Körperteil 2 mit den Einsatzsteilen 7, die das optische Muster entwickeln, biaxial stark gestreckt, so daß scheinbar der optische Effekt der Einsatzteile 7 herabgesetzt wird. Tatsächlich wird das optische Muster niemals abgeschw;acht. Stattdessen wird beim Entwickeln der Opaleszenz das Muster 22, das am Körperteil 21 auftritt, deutlicher aufgrund der zunehmenden Transparenz der anderen Teile.
Das trifft nicht nur auf die Entwicklung des Musters 22 durch die Opaleszenzt, sondern auch auf die Entwicklung des Musters durch eine Änderung im Brechungsindex zu. Der geänderte Brechungsindex an den Einsatzteilen 7 wird niemals auf den ursprünglichen Wert durch das Strecken zurückkehren.
Der Grad der Opaleszenz am Muster 22 ist in seiner Dichte etwas größer als er beim Formteil 10 war. Das ist ein relativer Effekt, der als Folge der großen Zunahme im Grad der Transparenz des Körperteils 21 durch das biaxiale Strecken auftritt. Das heißt mit anderen Worten, daß zum Zeitpunkt der Bildung des Formteils 10 ein Kristallkeim mit einer beträchtlich großen Geschwindigkeit in den Einsatzteilen 7 auftritt, und daß daher ein primäres optisches Muster im Körperteil des Formteils 10 erscheint.
Wenn das Formteil 10 in diesem Zustand wieder auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der ein Streckeffekt erzeugt wird, und wenn das Formteil 10 zu einer Flasche 20 durch biaxiales Streckblasformen geformt wird, werden die Einsatzteile 7, die einem thermischen Effekt als Folge des Auftretens von Kristallkeimen mit hoher Geschwindigkeit ausgesetzt sind, dem thermischen Effekt während der Erwärmung und der Abkühlung beim biaxialen Streckblasformen stärker als die anderen Teile ausgesetzt sein. Folglich wird die Kristallisation der Einsatzteile 7 beschleunigt und ihr optischer Effekt verstärkt.
Aufgrund der Beschleunigung der Kristallisation der Einsatzteile 7 durch das biaxiale Streckblasformen zusammen mit einer Zunahme der Transparenz der anderen Teile tritt das Muster 22 an der Flasche 20 stärker als am Formteil 10 hervor. Da das Muster 22 dadurch gebildet wird, daß die Eigenschaften vom Polyäthylenterephthalatharz ausgenutzt werden, sind keine speziellen Zusätze oder andere Stoffe erforderlich, um das Muster 22 zu entwickeln, und reicht nur die Steuerung der Abkühlungstemperatur aus. Die überlegenen Eigenschaften und Kennwerte von Polyäthylenterephthalat bleiben daher erhalten.
Da sich das Muster 22 weiterhin in der Wand des fertigen Ge-Gegenstandes befindet, kann der Zustand des flus ters zum Zeitpunkt der Formung dauerhaft bleiben, so daß keine Gefahr besteht, daß die Dekoration des Produktes beeinträchtigt wird.
Da das Muster 22 sich in der Wand des Produktes befindet, zeigt es eine gewisse Tiefe, wobei die-se Muster als Licht-Schattenwirkung mit Matteffekt selbst dann erhalten werden kann, wenn es als opaleszentes Muster ausgebildet ist.
Die Form des Musters 22 ist nicht auf das in Fig. 7 dargestellte lineare Muster beschränkt. Es ist öglich, ein Muster zu bilden, bei dem der opaleszente Teil eine gewisse Flächenausdehnung hat.
Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß aufgrund der Tatsache, daß das Muster gemäß der Erfindung dadurch gebildet wid, daß die Eigenschaften von Polyäthylenterephthalat ausgenutzt werden, dieses Muster genau entwickelt werden kann, und daß ear Grad der Entwicklung des Musters frei gesteuert werden kann.
Das Muster kann in irgendeiner gewünschten Form ausgebildet werden. Die Verstärkung des optischen Musters resultiert gleichfalls aus einer Verstärkung der verschiedenen Eigen schaften und Kennwerte des Produktes selbst, so daß Produkte mit hoher Qualitat erhalten werden können. Das entwickelte Muster 22 hat ein räumliches Aussehen und liefert eine matte Schattenwirkung, und die dekorative Wirkung des Musters ist nicht vermindert.
Erfindungsgemäß wird somit ein optisches Gestaltungsmuster in einem Gegenstand aus Polyäthylenterephthalat dadurch ausgebildet, daß die Eigenschaft des Polyäthylenterephthalats ausgenutzt wird, beim langsamen Abkühlen zu kristallisieren und weiß zu werden, und daß die Abkühlung eines Kunststo.fgegenstandes, der in einer Form gebildet ist, vom Oberflächenteil des Gegenstandes, der mit der Oberfläche der Form in Kontakt steht, auf die Wand des Gegenstandes zu fortschreitet. Aufgrund dieser Tatsache wird ein gewünschter Teil der Wand eines Gegenstandes aus Polyäthylenterephthalat dadurch weiß ausgebildet, daß in geeigneter Weise der Grad und die Geschwindigkeit der Abkühlung des Polyäthylenterephthalatgegenstandes in der Form gesteuert werden,um den Gegenstand langsam abzukühlen. Der weiß gewordene Teil in der a wird als optisches Muster entwickelt, das von außen gesehen werden kann. Das weiß ausgebildete optische Muster, das in der oben beschriebenen Weise entwickelt wird, kann durch eine Wärmebehandlung und durch eine Streckbehandlung stärker hervorgerufen werden.

Claims

PATENTAiS PRÜ CHE 1. Verfahren zum Ausbilden eines optischen Gestaltungsmusters in einen Gegenstand aus Polyäthylenterephthalat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eingesenkte Teile der gewünschten Form und Tiefe an der Innenfläche oder der nu3enfläche eines primären Forgegenstandes aus Kunstharz ausgebildet werden, daß ein Wandelement aus olyäthylenterephthalat durch Sprntzguß unter Verwendung der Oberfläche des primären Forgegenstandes mit den eingesenkten Teilen als Teil der Fläche einer Form ausgebildet wird; und daß das Wandelement so abgekühlt und verfestigt wird, daß die Einsatzteile in den eingesenkten Teilen des Wandelements langsam abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Formgegenstand (1) ein Gegenstand aus polyäthlenterephthalat ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der primäre Formgegenstand (1) oder das Wandelement (6) transparent ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen des Wandelementes (6) bei einer derart langsamen Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt, daß die Einsatzteile opaleszent werden
5. Verfahren zum Verstarken eines optischen Gestaltungsmusters in einem Gegenstand aus Polyäthylenterephthalat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eingesenkte Teile der gewünschten Form und Tiefe entweder an der Innen- oder der Außenfläche eines Körperteils eines primären Formteils als primärem Formgegenstand aus Polyäthylenterephthalat ausgebildet werden, daß ein Wandelement aus Polyäthylenterephthalat durch Spritzguß unter Verwendung der Oberfläche mit den eingesenkten Teilen als Teil der Oberfl -che einer Form ausgebildet wird, wodurch ein Formteil gebildet wird, daß das Wandelement während des Spritzgusses derart abgekühlt und verfestigt wird, daß die Einsatzteile in den eingesenkten Teilen des Wandelementes langsam abgekühlt werden, daß das durch die Vollendung der Formung des Wandelementes gebildete Teil auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der ein biazialer Streckeffekt erzeugt wird, und daß das wiederarwärmte Tei anschließend biaxial gestreckt und zu einer Flasche blasgeformt wird.