DE3114623C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE-OS 17 29 305 ist ein Verfahren zum Verzieren oder Beschriften von Kunststoffartikeln bekannt, wobei eine Folie aus einem Streifen ausgestanzt und danach durch diese Folie hindurch mittels eines Spritzzylinders der Kunststoffartikel geformt wird. Die ausgestanzte Kunststoffolie wird dabei unlösbar mit dem Kunststoffartikel verbunden. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens weist ein Spritzwerkzeug mit einer Matrize und einem Schnittstempel auf, die zusammen ein Stanzwerkzeug zum Ausstanzen von Folienstücken bilden, wobei die Schnittstempelstirnseite den Formhohlraum begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß ein Siegelteil auf einer Ausgußöffnung eines Behälters in einfacher Weise so angebracht werden kann, daß das Siegelteil nicht beschädigt und von der Ausgußöffnung abgezogen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 4 gelöst. Das ausgestanzte Siegelteil wird von einer von der Form abliegenden Position in Richtung auf die Form befördert, bevor der Spritzgußvorgang einsetzt, so daß zumindest während des Stanzvorganges ein Aufheizen der Stanzvorrichtung durch die Spritzgußform verhindert wird. Auch wird durch die Vor- und Zurückbewegung des Stanzwerkzeuges ein gewisser Kühlungseffekt erzielt. Auf diese Weise kann das Siegelteil ohne Beschädigung so an der Behälteröffnung angebracht werden, daß es später wieder abgezogen werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 bis 3 Teilschnitte einer Vorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellun­ gen zum Befestigen eines Siegelteils an einer Ausgußöffnung einer Verschlußkappe aus Kunststoff;

Fig. 4 bis 6 Schrägansichten eines Vorgangs zum Ausstan­ zen eines Siegelteils aus einem endlosen Streifen und zu dessen Befestigung an der Ausgußöffnung der Verschlußkappe aus Kunststoff;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Schrägansicht einer durch das Siegelteil versiegelten Verschluß­ kappe aus Kunststoff;

Fig. 8 und 9 Schnitte der Verschlußkappe aus Kunststoff, die durch eine weitere Art von Siegelteil versiegelt ist;

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Rohrs aus Kunststoff, das durch ein Siegelteil versiegelt ist.

Die Vorrichtung umfaßt gemäß Fig. 1 bis 3 vier Formblöcke 1 bis 4, von denen die Form­ blöcke 2 bis 4 zum ersten Formblock 1 hin und davon weg be­ wegbar sind. Der erste Formblock 1 trägt eine Patrize 5 einer Spritzgußvorrichtung 6. Die Patrize 5 ragt über die Endfläche des ersten Formblocks 1 hinaus bis zum zweiten Form­ block 2 und hat an ihrem überstehenden Ende einen offenen Mündungsabschnitt 7. Innerhalb der Patrize 5 ist ein Kern 8 vorgesehen, der axial hierzu bewegbar ist. Durch den zweiten Formblock 2 verläuft eine Querbohrung 9, die groß genug ist, um den vorstehenden Teil der Patrize 5 mit Ausnahme von deren offenem Mündungsteil 7 eng zu umschließen. Wenn demnach der zweite Formblock 2 die vorstehende Patrize 5 umschließt durch Bewegen zum ersten Formblock 1, bis die beiden Form­ blöcke 1 und 2 aneinander anstoßen, ragt der offene Mündungs­ teil 7 der Patrize 5 noch über die Endfläche des zweiten Formblockes 2 hinaus. Der dritte Formblock 3 hat an seiner inneren Endfläche eine Ausnehmung 10, die groß genug ist, um den offe­ nen Mündungsabschnitt 7 der Patrize 5 mit einem kleineren Ringraum dazwischen zu umschließen, wenn der dritte Formblock 3 in Berührung mit dem zweiten Formblock 2 gebracht wird. Der dritte Formblock 3 hat auch eine Bohrung 11, die mit der Aus­ nehmung 10 in Verbindung steht und sich zu deren äußeren End­ fläche in der axialen Richtung des offenen Mündungsabschnitts 7 der Patrize 5 erstreckt. Der vierte Formblock 4 ist zusam­ men mit dem dritten Formblock 3 bewegbar und hat an der Grenzfläche zwischen dem dritten und dem vierten Formblock eine flache Nut 12. Die Nut 12 erstreckt sich in waagerech­ ter Richtung senkrecht zur axialen Richtung des offenen Mün­ dungsabschnitts 7. In der Nut 12 ist ein Siegelstreifen 13 vorgesehen, der längs dieser Nut intermittierend zugeführt wird. Der vierte Formblock 4 hat auch eine waagerechte Bohrung 14, die mit der Nut 12 in Verbindung steht und sich auch mit der Bohrung 11 im dritten Formblock 3 deckt oder hiermit in einer Linie angeordnet ist. Eng passend in der waagerechten Bohrung 14 im vierten Formblock 4 ist ein Stanzstempel bzw. eine stangenförmige Matrize 15 vorgesehen, die längs der beiden Bohrungen 11 und 14 im dritten bzw. vierten Formblock 3 bzw. 4 hin und her be­ wegbar ist. Gemäß Fig. 4 bis 6 haben diese Bohrungen 11 und 14 und auch die Matrize 15 jeweils einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einer nach außen ragenden Zunge an einem Umfangsteil hiervon. Die Matrize 15 hat eine scharfe in Umfangsrichtung verlaufende Schneidkante 16 an ihrem inne­ ren Ende, so daß, wenn die stangenförmige Matrize 15 über die Grenzfläche zwischen dem dritten und dem vierten Formblock hinaus nach innen vorgeschoben wird, ein Siegelteil 17 aus dem Siegelstreifen 13 ausgestanzt und durch das Ende der Matrize 15 nach innen getragen wird.

Nachdem der zweite, dritte und vierte Formblock vollständig zum ersten Formblock bewegt sind, um die Form durch gegensei­ tige Berührung zu schließen, erstrecken sich der Kern 8 und auch die Matrize 15 nach innen, bis die inneren Enden des Kerns 8 und der Matrize 15 unter Zwischenschaltung des Siegel­ teils 17 aneinanderstoßen. Diese Kollisionsstellung ist sehr nahe am offenen Mündungsabschnitt 7 der Patrize 5. Gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 bis 3 ist in der ge­ schlossenen Stellung der Form, in der der Kern 8 und die Ma­ trize 15, wie oben ausgeführt, voll nach innen ausgefahren sind, folgendes gebildet: ein kegelstumpfförmiger Raum 18 zum Formen eines Rohrbehälters 19 zwischen der Patrize 5 und dem kegelförmigen Wandteil 8a des Kerns 8 und auch ein dop­ pelter ringförmiger Hohlraum 20 zum Formen einer Verschluß­ kappe 21 für den Rohrbehälter 19 zwischen dem zylindrischen Vorderteil 8b des Kerns 8, dem offenen Mündungsabschnitt 7 der Patrize 5, der inneren Wand der Ausnehmung 10 im dritten Formblock 3 und dem Siegelteil 17 am ausgefahrenen inneren Ende der Matrize 15. Beide Hohlräume 18 und 20 sind über ei­ nen sehr schmalen ringförmigen Kanal 22 miteinander verbun­ den. Bei dieser geschlossenen Stellung der Form wird geschmol­ zenes thermoplastisches Harz in diese Hohlräume 18 und 20 durch eine Einspritzöffnung 23 dazwischen eingespritzt und dann in herkömmlicher Weise abgekühlt. Durch dieses Einspritzen von thermoplastischem Harz wird das den Hohlraum 20 begren­ zende Siegelteil 17 fest an der Ausgußöffnung der geformten Verschlußkappe 21 befestigt. Nach der Abkühlung des einge­ spritzten Harzes wird die Form geöffnet durch Wegbewegen des zweiten, des dritten und des vierten Formblocks vom ersten Formblock und auch durch nach außen erfolgendes Zurückziehen des Kerns 8 und der Matrize 15. In diesem Augenblick wird die geformte Verschlußkappe 21, an der das Siegelteil 17 be­ festigt ist, vom anderen geformten Rohrbehälter 19 am dazwi­ schen befindlichen ringförmigen Kanalabschnitt weggerissen und fällt unter die Form (vgl. Fig. 3). Der geformte Rohrbehälter 19 wird zusammen mit dem Kern aus der Form genommen. In der zurückgenommenen Stellung der stangenförmigen Matrize 15 geht diese gemäß Fig. 6 durch den ausgestanzten Siegelstreifen 13 zurück und gestattet diesem einen Vorschub um einen gegebenen Hub zur Lieferung eines in einer Linie mit der Matrize 15 liegenden ungelochten Abschnitts für den nächsten Formvorgang, vgl. Fig. 4.

Der zu verwendende Siegelstreifen 13 muß eine solche Kunststoffschicht haben, die wenigstens teilweise durch die Wärme des in den Hohlraum 20 eingespritzten thermo­ plastischen Harzes geschmolzen wird und am geschmolzenen Ma­ terial im Hohlraum nach dessen Abkühlung haftet. Die Kunststoff­ schicht des Siegelstreifens 13 hat eine chemische Affinität mit dem thermoplastischen Harz, das zum Formen des Rohrbehälters oder der Verschlußkappe einge­ spritzt wird. Der Ausdruck "chemische Affinität" bedeutet, daß beide Harze jeweils vom selben Monomer abgeleitete polymere Einheiten aufweisen. Wenn z. B. das eingespritzte Harz zum For­ men des Rohrbehälters oder der Verschlußkappe ein Polyäthylen­ harz ist, besteht der Siegelstreifen ebenfalls aus Polyäthylen- oder Ionomerharz. Der Siegelstreifen muß nicht voll­ ständig aus dem obigen Polyäthylenharz oder Ionomerharz ge­ macht werden. Soweit aber die Innenseite des Siegelstreifens, die am geschmolzenen Kunststoff befestigt wird, betroffen ist, sollte sie aus einem Harz gemacht werden. Demnach kann ein Siegelstreifen mit mehreren Schichten auf Polyäthylenharz oder Ionomerharz verwendet werden, etwa mit Aluminiumfolie be­ schichtetes Polyäthylenharz, mit Polyäthylenterephthalatharz, mit oder ohne Klebstoff beschichtetes Polyäthylenharz, mit Po­ lyäthylenterephthalatharz einschließlich Klebstoff beschichte­ tes Ionomerharz oder mit Nylon einschließlich Klebstoff be­ schichtetes Ionomerharz. Fig. 8 und 9 zeigen eine Ausführungs­ form, bei der die Verschlußkappe 21 aus Polyäthylenharz und das Siegelteil 17 aus zwei Schichten aus Polyäthylenharz 17a und Polyäthylenterephthalatharz 17b hergestellt ist. Es ist ersichtlich, daß das Polyäthylenharz 17a des Siegelteils 17 einstückig an der ebenfalls aus Polyäthylenharz herge­ stellten Verschlußkappe 21 befestigt ist. Wenn demnach das Siegel­ teil 17 von der Verschlußkappe 21 abgezogen wird, bleibt das einstückig befestigte Polyäthylenharz 17a des Siegelteils 17 auf der Umfangskante der Verschlußkappe 21 und wird leicht von der Polyäthylenterephthalatharzschicht 17b und dem anderen nicht integrierten Polyäthylenharzteil 17a′ des Siegelteils getrennt.

Bei den Beispielen des oben angegebenen Siegelstreifens wird vorzugsweise ein solcher mit Ionomerharz verwendet, wenn ein lösbares Siegel, etwa ein leicht entfernbares Originalsiegel eines Behälters oder einer Verschlußkappe eines Behälters ge­ wünscht wird. Der Molekularaufbau des Ionomerharzes enthält Äthylen und Carboxylsäuregruppen, die ionisch durch ein Metall, wie Natrium oder Zink, gebunden sind. Wenn das Siegelteil des Ionomerharzes einer Erhitzung auf eine Temperatur von über 110°C unterworfen wird, wird nur das Äthylen in der Molekular­ struktur geschmolzen und einstückig am geschmolzenen Gegen­ stand aus Polyäthylenharz befestigt. Jedoch kann die Carboxyl­ säuregruppe überhaupt keine Haftung aufweisen. Somit kann durch Halten der Temperatur über 110°C das Siegelteil aus Ionomerharz fest am geschmolzenen Gegenstand aus Polyäthylen­ harz befestigt werden. Die Befestigung ist jedoch nicht so fest wie diejenige des aus Polyäthylenharz hergestellten Siegel­ teils. Wenn demnach das Entfernen des befestigten Siegel­ teils gewünscht ist, kann es leicht abgerissen werden. Aus diesem Grund ist das Siegelteil aus Ionomerharz zur Verwendung als Originalsiegelmaterial sehr erwünscht.

Die Siegelung ist sehr vorteilhaft bei der Anwendung eines Originalsiegels auf einer Ausgußöffnung eines Behälters oder einer Verschlußkappe aus Kunststoff, da das Material für das Originalsiegel aus verschiedenen Materialien, etwa mit Me­ tallfolie beschichteter Polyäthylenfilm, gewählt werden kann. Auch kann die Befestigung des Siegelteils nach Wunsch ge­ schwächt werden durch Verringern des Schmelzens der Kunststoff­ schicht auf dem Siegelteil durch Hinzufügen von organischem oder anorganischem Material mit einem höheren Schmelzpunkt.

Das aus dem Siegelstreifen 13 ausgestanzte Siegelteil 17 hat vorzugsweise eine mit den Fingern zu haltende Zunge zum leich­ ten Entfernen des Originalsiegels.

Bei der in Fig. 1 bis 9 dargestellten Ausführungsform wird das Siegelteil 17 an der Verschlußkappe 21 be­ festigt. Durch Ändern der Auslegung des Hohlraums in der Spritzgußform kann das Siegelteil an der Ausgußöffnung eines Rohrbehälters 19a gemäß Fig. 10 befestigt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Anbringen eines Siegelteiles an einen Kunststoffartikel während dessen Formgebung, wobei ein Siegelstreifen mit einer thermoplastischen Harz­ schicht intermittierend in ein Formwerkzeug zugeführt wird, in dem ein hin- und herbewegbares Formteil mit einer Stanz­ kante das Siegelteil aus dem Streifen ausstanzt und in eine Stellung bringt, in der das Formteil mit dem ausge­ stanzten Siegelteil eine Begrenzung eines Formhohlraumes bildet, worauf durch Einspritzen von Kunststoffmaterial in den Formhohlraum der Kunststoffartikel geformt und dabei das Siegelteil mit diesem verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Formhohlraum ein Behälterhals oder ein Behälter mit einer offenen Ausgußöffnung ausgebildet wird, wobei das Formteil ein Siegelteil aus dem Siegelstreifen ausstanzt und in Richtung auf den Formhohlraum längs der Achse der Ausgußöffnung befördert, während der Formhohlraum stationär angeordnet bleibt, bis das Siegelteil eine Stellung er­ reicht, in der der Formhohlraum geschlossen ist, worauf thermo­ plastisches Kunstharz in den Formhohlraum eingespritzt wird, das eine chemische Affinität mit der thermoplastischen Kunst­ harzschicht am Siegelteil hat, so daß während der Formung des Behälterhalses oder des Behälters die thermoplastische Kunstharzschicht des Siegelteils abnehmbar an der Aus­ gußöffnung angebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterhals oder der Behälter aus Polyethylen bestehen, und der Siegelstreifen eine innere Schicht aus Polyethylen und eine äußere Schicht aus Polyethylenterephthalat aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterhals oder der Behälter aus Polyethylen bestehen, und der Siegelstreifen eine innere Schicht aus einem ionomeren Harz aufweist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zum intermettierenden Zuführen eines Siegelstreifens senkrecht zur Achse eines Formhohlraumes, der durch relativ zueinander bewegbare Formteile gebildet wird, und mit einem hin- und herbewegbaren Stanzstempel zum Ausstanzen eines Siegelteils aus dem Siegelstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch ein Formteil (3, 4) verlaufende Nut (12) für die Zuführung des Siegelstreifens (13) quer zu einer die Bewegungsbahn des Stanzstempels (15) bildenden Bohrung (11, 14) durch dieses Formteil (3, 4) verläuft, daß das Formteil (3, 4) am Ende dieser Bohrung (11, 14) mit einer Ausnehmung (10) versehen ist, die eine Begrenzung des Formhohlraums (20) bildet, und daß das Formteil (3, 4) mit Stanzstempel (15) relativ zu einem weiteren Formteil (1, 2) bewegbar ist, in dem der restliche Teil des Formhohlraums (20) und die Spritzdüse ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Stanzstempel (15) aufnehmende Formteil aus zwei Formblöcken (3, 4) gebildet ist, zwischen denen die Nut (12) für die Zuführung des Siegelstreifens ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (11, 14) für den Stanzstempel (15) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einem nach außen abstehenden Ansatz aufweist.