DE880064C

DE880064C - Verfahren zum Erwaermen thermoplastischer Kunststoffe

Info

Publication number: DE880064C
Application number: DEL11168A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Mugele
Original assignee: DR LEHFELDT AND CO GmbH
Current assignee: DR LEHFELDT AND CO GmbH
Priority date: 1951-12-25
Filing date: 1951-12-25
Publication date: 1953-06-18

Description

Verfahren zum Erwärmen thermoplastischer Kunststoffe Nian verwendet in der Kunststoffindustrie häufig Kunststoffe, die sich bei erhöhter Temperatur von beispielsweise I00° oder mehr plastisch verformen lassen. silan erwärmt üblicherweise derartige Kunststoffe auf beliebige Weise bis zu der Tempe natur, bei der sie sich plastisch verformen lassen und drückt sie dlann in einer Presse. Da derartige Kunststoffe im allgemeinen eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen, hat sich das Verfahren eingebürgert, den Kunststoff dadurch von innen heraus zu erwärmen, daß man ihn in ein starkes Hochfrequenzfeld bringt. Sofern der f.-ragliche Runststo2i°r einen nicht7-z-u kleinen Verlustwinkel hesitzt, heizt er sich dann durch seine dielektrischen Verluste im Hochfrequenzfeld auf.
Dieses Verfahren hat den Nachteil an sich, daß es nur auf solche Stoffe anwendbar ist, zieren Verlustwinkel hinreichend große Werte besitzt. Will man verlustarme Kunststoffe, wie z. B. Polystyrol, auf diese Weise erwärmen, so müßte man ganz außerordentlich hohe elektrische Feldstärken anwenden, was die Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit derartiger Anlagen sehr beeinträchtigen würde. Erfindungsgemäß setzt man solche Kunststoffe, die sich auf Grund ihres zu kleinen dielektrischen Verlust.winkels im Hochfrequenzfeld nicht hinreichend erwärmen würden, einem Ultraschallfeld entsprechender Energie aus. Dabei erwärmen sich diese Kunststoffe auf Grund ihrer inneren Reihung sehr schnell und gleichmäßig. Inshesondere ist die Erzeugung der Wärme nicht auf die Oberfläche beschränkt, wie es beispielsweise beim Eintauchen in eine heiße Flüssigkeit der Fall sein würde, wenn kein Ultraschall feld vorhanden ist Die thermoplastischen Kunststoffe erwärmen sich innerhalb weniger Sekunden hinreichend im Ultraschallfeld, um dann anschließend sofort der weiteren Verarbeitung zugeführt werden zu können Das Verfahren Jist natürlich nicht auf die Erwärmung solcher Kunststoffe beschränkt, die sich durch einen besonders kleinen dielektrischen Verlustwinkel auszeichnen, sondern es ist auf die Erwärmung sämtlicher thermoplastischer Kunststoffe anwendbar. Zur Unterstützung der Erwärmung ist es zweckmäßig, die Kunststoffe in einem heißen Flüssigkeitslbadi dem Ultraschallfel,d auszusetzen, das gleichzeitig der Übertragung der Ultraschallenergie vom Sender zum Objekt dient.
Das Verfahren kann selbstverständlich auch zum Verschweißen mehrerer Stücke aus thermoplastischem Material verwendet werden, zumal insbesonderte an Grenzflächen eine erhöhte Energieabsorption beobachtet wird. Daraus resultiert eine verstärkte Erwärmung an den Grenzflächen, wodurch Ider Vorgang des Schweißens eingeleitet wird.
Das Verfahren ist nicht an eine bestimmte Ultraschallfrequenz gebunden. Es lassen sich aber mechanische Resonanzerscheinungen awsnutzen, wenn die Ultraschallfrequenz so bestimmt wird, daß das beispiels.weise piattenförmige Material in einer Eigenfrequenz erregt wird.
Das Ultraschallfeld muß nicht unbedingt homogen sein. Man kann im Gegenteil mit bekannten, einfachen Mitteln die räumliche Verteilung der Ultraschallenergie so einstellen, daß die Erwärmung des therlnoplastischen Kunststoffes in gewünschter Weise ungleichmäßig erfolgt. Das hat d.en besonderen Vorteil, daß man die Erwärmung den jeweiligen Bedürfnissen Ider beabsichtigten späteren Formgebung anpassen kann.
Um eine Überwärmung des fflermoplastiscben Kunststoffes zu verhindern, kann man die Flüssig keit des Bades so auswählen, daß mit zunehmender Enweichunlg des thermoplastischen Kunststoffes der Refiexionsfaktor an der Grenzfläche zwischen der Badflüssigkeit und dem Kunststoff so weit ansteigt, daß der Energieübertritt gedrosselt und damit eine weitere, allzu starke Erwärmung verhindert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Erwärmen thermoplastischer Kunststoffe, besonders solcher mit sehr kleinem dielektrischem Verlustwinkel, bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperatursteigerung Ultrascbal lenergie verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Übertragung der Ultraschallenergie erforderliche Flüssigkeit vorgeheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Verteilung der Ultraschallenergie durch Schalllinsen, -blenden od. dgl. gelenkt wird.