NO763125L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning for

ekstruksjonsblåseforming av hul-

legemer av termoplastiske kunststoffer.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer av termoplastiske kunststoffer med forstivet åpning, som fremstilles ved stuking og adskillelse av veggen i blåseverktøyet samt en innretning til gjennomføring av fremgangsmåten.

Ekstruksjonsblåseforming muliggjør fremstilling

av formlegemer også av komplisert geometrisk oppbygning av en enkel, ekstrudert slange. Veggtykkelsen av det fremstilte hullegeme avhenger hermed av veggtykkelsen av slangen og opp-blåsningsforholdet. Riktignok lar hullegemets veggtykkelser seg videre påvirke ved dyseutformning og styring av den ekstruderte slanges veggtykkelse; 'det herved oppnåelige variasjons-område er imidlertid for lite for visse anvendelsestilfeller og den til fremstilling av ribber eller lignende nødvendig avtrinning av veggtykkelsen lar seg ikke gjennomføre.

Fra DOS 1.479.563 samt DAS 1.176.829 er det kjent

å anvende blåseformer med bevegelige deler, som er anvendbare til innformning av håndtak i kanner resp. til innpressing av .bunnen av hullegemer. Ifølge fransk patent nr. 1.441.727, DAS 1.130.151 samt 1.245.579 åpenbares bevegelige verktøydeler av blåseformer, hvormed forsterkningsribber formes.

Ifølge fransk patent nr. 1.441.727 tilbaketrekkes de bevegelige verktøydeler fra begynnelsen av blåsingen, således at det oppstår lommeformede utvidelser av formredet, hvori slangeveggen trenger inn ved blåsing. Ved fremadskyvning av disse deler før avkjøling av kunststoffet foldes det inn-trengte veggområde og sammensveises på berøringsstedene.

Ifølge DAS 1.130.151 samt 1.245-579 blir en verk-tøydel som begrenser en utvidelse av formredet etter blåsing og før avkjøling av det termoplastiske material skjøvet fremad, således at det inn i utvidelsen blåste material stuves til ribber

resp. til munning.

Por å holde åpningen av et hullegeme åpen og kalibrere dette er det eksempelvis fra DAS 1.176.829 kjent i denne åpning" å innføre en dor. Til skjæring av åpninger i hullegemet etter deres avkjøling er det ifølge DOS 2.163-144 foreslått en fleredelt skjærering i forbindelse med en lager-ring som også kan være anordnet på selve blåseformen. Spesielt ved skjæring i formen er omgivelsen av hullegemets åpning å utforme således at den formår å fjære tilbake i skjæreretningen. Skjæreverktøy av den angitte oppbygning lar seg derfor bare anvende begrenset.

Ifølge DAS 1.100.936 samt.DAS 1.174^968 vises blåseformer med innretning til adskillelse av et veggområde av et hullegeme for dannelse av en definert åpning.

Som uheldig ..fremtrer her at skjærende verktøy-deler føres mot opplagringsområder, således at den eventuelle bevegelse er å holde innen snevre toleranser og er dermed kritisk.

Ved masseartikler, eksempelvis ved drikkebegere består den bestrebelse å arbeide med bare liten.materialanvendelse. Ved ekstruksjonsblåsing lar.det seg riktignok ved forar-beidelse av de vanlige termoplastiske kunststoffer oppnå små veggtykkelser av produktet, idet den plastiske slange ekstruderes med liten veggtykkel-se; ved'de krevede mekaniske egenskaper av hullegemet er det imidlertid satt grenser for nedsettelse av veggtykkelsen, som ikke kan overskrides ved profileringer, eksempelvis stuvede ribber.-

I et antall tilfeller er det dessuten uheldig at hullegemer av liten veggtykkelse isolerer dårlig termisk: Eksempelvis kan man bare i kort tid holde i hånden tynnveggede begere fylt med varme drikker uten å merke* uheldig varmepåvifek-ning og ifylt spiseis smelter derved uønsket hurtig ved varmeopp-tak.

Oppfinnelsen går derfor ut fra den oppgave å til-veiebringe en beslektet fremgangsmåte til ekstruksjonsblåsing av hullegemer, som méd minimal materialanvendelse muliggjør fremstilling av mekanisk stabile og termisk isolerende hullegemer.

Denne oppgave løses, idet ved fremstilling av hullegemer av skumstoff komprimeres ved stuvning og samtidig pres-ning skumstrukturen i åpningsområdet av hullegemet til minst 1,5 ganger tettheten av den skummede hullegeme^egg og idet den adskillende verktøydel som tilveiebringer åpningen etter stuvning og adskillelse berører hullegemeveggens innerside tangenti-alt. Adskillelse av det området som overgriper åpningen av hullegemet gjennomføres fortrinnsvis i tilknytning til stuving og pressing eller samtidig med dette. Adskillelsen bevirkes fortrinnsvis ved stansing. Det har vist seg hensiktsmessig å innvendig kalibrere hullegemeåpningen i tillegg på i og for seg kjent måte.

Det er blitt funnet hensiktsmessig for skumkunststoffet å anvende polystyren med 2 til 10 vekt$, referert til polystyrenet, halogenerte hydrokarboner. Som tilstrebelsesverdig ble det' erkjent å begrense trykket av blåse- og kjølemediet således at den ønskede legemevegg har en tetthet på maksimalt 300 g/dm3.

Por gjennomføring av fremgangsmåten har det vist

seg egnet en innretning som har et delt blåseverktøy med minst et formrede, aksialt forskyvbar stuvering og aksial forskyVbart skillestempel samt midler til føring av stuveringen og skillestemplet til forskyving av stuveringen og skillestemplet og til begrensning av forskyvningsveien av stuvering og skillestempel, hvis skillestemplet ifølge oppfinnelsen etter adskillelse rager inn over den formgivende indre kant av stuveringen i formredets halsområde....

Som formålstjenlig har.det vist seg.å utruste stuveringen i formredets topprom nred en omløpende, tverrsnittsavsmalning som ligger fri foran blåseformeh og med skillestemplets skillende kanter avsatsfritt danner en del av formredets topprom. S:om tilstrebelsesverdig ble det funnet at de skillende kanter av skillestemplet adskiller toppen av hullegemet langs tverrsnittsavsmalningen under dannelsen av en ring.

Som tilstrebelsesverdig ble det erkjent å utruste halsområdet av formredet under tverrsnittsutvidelsen for den forstivede åpning av hullegemet med et sylindrisk avsnitt, hvori skillestemplet dypper inneved adskilling. Med fordel bevirker inndypning av skillestemplet i det nedre halsområde av formredet i tillegg den innvendige kalibrering av den ikke stive hals av hullegemet.

Som vesentlig har det vist seg at hullegemet som fremstilles av skumkunststoff er utrustet med et forstivet, stuket kantområde, hvis:_.åp.ning.er gradfri og hvis""-"t'etthet'"har""mlnst T",5

ganger tettheten av den skummede hullegemevegg.

Oppfinnelsen forklares nærmere i det følgende ved

hjelp av et utførelseseksempel under henvisning til tegningen.

Figur 1 viser et lengdesnitt gjennom et blåseverk-

tøy til fremstilling av et drikkebeger normalt til dets deling.

Figur 2 viser skjematisk og dreid rundt 180° de

deler av blåseverktøyet ifølge figur 1 som omgir formredet i to halvsnitt, visende to arbeidsstillinger.

Figur 3 viser skjematisk et halvsnitt som viser sluttstillingen og

figur 4 viser halvsnittet et med blåseverktøyet

ifølge figurene 1 og 2 fremstillet hullegeme med over dets åp-

ning vist adskilte toppdeler.

På figur 1 er det vist et blåseverktøy,"som langs

sin midtlinje er skillbarf for opptak av et ekstrudert, slangeav-snitt og hvis formhalvdeler 1 og 2 etter opptak av den ekstru-

derte slange kan kjøres sammen til den viste stilling og om-

slutter formredet 3. Formhalvdelene 1 og 2 har ansatser 4, som danner en oppdelt ring med en ytre sylindermantelformet førings-flate 5, langs hvilke den todelte stuvering 6, 7 er skyvbar. Deiene"6, 7 av stuveringen er fastgjort på holdeplater 8, 9,

hvorpå stempelstenger 10 og trykkmiddelsylinder 11 slutter seg,

ved hjelp av hvilke stuveringen 6, 7 er styrt og begrenset aksi-

alt forskyvbart ved hjelp av ikke viste anslag.

Holdeplatene 8, .9. har på sin side. en sylindermantelformet føring ved hjelp av hvilke den omslutter det todelte skillestempel 12, 13- Delene 12^13 av skillestemplet har som på den motsatt rettede side av formredet formhalvdelene 1 og 2 presslommer 14, som avsmalner seg mot formredet 3 under dannelse av en egg. Fronten av skillestemplet 12, 13 er utstyrt med en fordypning 15. Med delene 12, 13 av skillestemplet er det for-bundet lærestykker 16, 17, som er utrustet med trykkmiddelsylind-

ere 18, hvis stempelstenger 19 angriper på holdeplatene 8, 9-

Som kjent ved ekstruksjonsblåseformer av hullegemer

av termoplastiske kunststoffer blir for fremstilling av hullege-

met i første rekke blåseverktøyets formhalvdeler 1, 2 ført fra hverandre for opptak av den ekstruderte slange. For fremstilling av det som utførelseseksempel valgte drikkebeger innføres et avsnitt av en ennu plastisk og på grunn av dets drivmiddeltil-setning oppskumne kunststoffslange sentrisk, og formhalvdelene

føres sammen tilsvarende det som er vist på figur 1 og figur 2 til venstre. Slangen lukkes herved ved presslommer 14. I området for skillestemplet 12, 13, hensiktsmessig i skille-planet stikkes en blåsenål inn i slangen og påføres et trykk-middel, således at slangen utvides plastisk og oppblåses i formredet 3. Type og mengde av drivmidlet samt det ved blås--, ingen anvendte trykk'velges således at skumkunststoffett har den ønskede tetthet, som hensiktsmessig ikke overskrider 300 g/dm^. Ved slutten av blåseprosessen har veggene av den utvidede slange ved alle sider lagt seg an til de av formredet 3 innbefattende fordypninger 15 og 20 i topprommet og er også trengt inn i det mellom frontflåtene 21 og kjeglesporet 22 påstående område 24. Nå betjenes trykkmiddelsylinderen 11, hvorav det på figur 1 er vist en; ved hjelp av dens stempel 10 trekker det holdeplatene 8 og 9 med stuveringene 6, 7 samt skillestemplet 12, 13 mot formredet 3, inntil det er oppnådd den på figur 2, høyre halvsnitt viste stilling. Herved stuves det material som står mellom frontflate 21 og kilenot 22 i første rekke og presses i tillegg .i bevegelsens sluttfase. Den herved opptredende trykk-økning bevirker en fortetning av materialet, hvis tetthet økes til det over 1,5 ganger for de øvrige deler av hullegemet. Denne trykkøkning oppnås ved at det ifølge høyre halvsnitt på

figur 2 mellom frontflate 21 og kilenot 22 gjenblivende profil-tverrsnitt er tilsvarende mindre enn tverrsnittet av det materi-ale som ved blåsingen er trengt inn i det i venstre halvsnitt viste område 24. Trykkøkningen oppstår ved at den formgivende indre kant 23, hvis radius er omtrent rundt hullegemeveggens veggtykkelse mindre enn det sylindriske avsnitt 25, skyves frem i retning til avsnittet 25-Trykkøkningen er allerede betraktelig når de formgivende indre kanter 23 nærmer seg front flaten 21; det er imidlertid også mulig å skyve frem de formgivende indre kanter 23 inntil høyden av frontflaten 21 eller sogar ut over denne. Vesentlig er her å unngå svekninger av veggen ved de formgivende indre kanter.

I utførelseseksemplet skyves deretter skillestempel 12, 13 fremover. Dets kanter 26 presser herved materialet som er trengt inn i den omløpende fordypning 20 i første rekke sammen og skjærer deretter av, således at det blåste hullegeme ifølge figur 4 oppdeles i drikkebegeret 27, et hode 28 og en ring 29. Ved ytterligere betjening av trykkmiddelsylinderen 18 trekker stempelstangen 19 skillestemplet 12, 13 videre til, inntil dets kanter 26 inndyppende tangerende blåsdelens indre vegg i det sylindriske avsnitt 25. Herved kalibreres den indre vegg av åpningsområdet av hullegemet og det mellom den omløpende fordypning 20 og den formgivende indre kant 23 påstående material trykkes ved-kalibrering mot veggen resp. inn i denne. Også her unngås en innskjæring i hullegemets vegg for å ute-lukke enhver snittvirkning.

Etter tilstrekkelig avkjøling og dermed fastgjør-ing av hullegemet åpnes blåseformen og hullegemet tas ut av denne. Det tapte hodet 28 med den tilhørende kjerne, blir her ikke så lite videreanvendt, som de ved hullegemets bunn påstående og adskillbare kjerner. Selve hullegemet i utførings-eksemplet av drikkebegeret 27 kan utføres med liten veggtykkelse resp. 0,4 mm, og lav tetthet og dermed med minimal materialanvendelsen uten riktignok å være begrenset til denne eksempelvis anførte veggtykkelse eller også bare dens størrelses-orden. Den ved slik minimal materialanvendelse kritiske stivhet ■ er i første rekke øket ved anvendelse av celleformet resp. skummet material, som samtidig også gir den ønskede termiske isolering. Stivheten er videre øket på i og for seg kjent måte, idet veggen av begeret 27 på figur 4 i området 30 er utrustet med omløpende profileringer betinget ved en tilsvarende utform-ning av formredet 3 på figur 1. De ved vanlige hullegemer, som har vide åpninger mot åpningsområdet' resp. den fri ende av-tagende stivhet er betraktelig øket ved beger 27 på figur 4. Ved den omtalte stuking samt pressing i omkrets området er det dannet en kant' 31, som ikke' bare overskrider høyden og bredden av veggtykkelsen i åpningsområdet, men dessuten i .tillegg er fastgjort ved øket, eksempelvis fordoblet tetthet av skumkunst-stof£et. Det viser seg fordelaktig at-denne kant 31 ved pres-singen er utført med glatt overflate og.praktisk talt gradfri og at også dets indre flate er kalibrert ved inntrengning av skillestemplet og ikke viser noen fremadstående grad.

I utførelseseksemplet er det gått ut fra at i første rekke foregår stuvningen med etterfølgende fortetning og etterfølgende adskillelse av hodet 28 samt ringen 29. Det

består også den mulighet å betj.,ene trykkmiddelsylinderen samtidig, således at adskillelse-og-kalibrering•gjennomføres samtidig med stuking og pressing. Det er imidlertid også mulig

først å skyve .frem skillestempel 12, 13 og først deretter å skyve frem stukeringen 6, 7-Herved trer det forreste området av skillestemplet 12, 13 inn i det sylindriske avsnitt 25, før det i området 2H er nådd det fulle trykk, således at det oppnås en praktisk talt fullstendig avtetning mot formredet-3- Samtidig lar det seg her anvende et forenklet drev.

Det sylindriske avsnitt. 25 sikrer ikke bare deti ønskede'tangentielle angrep av de skillende kanter 26, det sikrer også hullegemets stabelbarhet.

Som kunststoffer for denne fremgangsmåte egner

det seg praktisk.talt alle termoplastiske kunststoffer. Fortrinnsvis anvendes polystyren, blandingspolymerisater av styren med inntil 30 vekt%fortrinnsvis inntil 20 vekt/? av komanomere, f.eks. metylstyren og/eller'akrylnitrii' og kautsjukmodifiserte slagfaste polystyrener, som f.eks. på polybutadien, butadien-styren-kautsjuker eller etylen-propylen-dien-kautsjuker podede polymerisater av styren eller styren og akrylnitrii eller blandinger av disse polymerisater".

Som drivmidler kan det anvendes--såvel kjemis.ke"dr..iv- -■ midler, som fortrinnsvis azodikarbonamid, som .også fysikalske drivmidler, f.eks. hydrokarboner som pentan eller propan, halogenerte hydrokarboner eller gasser som nitrogen eller karbon-dioksyd. Dét .foretrekkes halogenerte hydrokarboner, f.eks. metylenklorid, diklordifluormetan, trifluormetan, diklortetra-fluoretan, triklortrifluoretan, oktafluorcyklobutan eller blandinger av disse drivmidler.

Mengden av drivmidlet retter seg etter polymerisat og typen av : drivmidlet'.Ved'kjemiske drivmidler anvendes vanlig-vis 0,1 til 3, fortrinnsvis 0,3 til 1,5 vekt#, referert til polymerisatet. Ved fysikalske'drivmidler har det vist seg egnet en

tilsetning avl t.ii 20, fortrinnsvis 2 til 10 vekt$, referert til polymerisatet.

Drivmidlene kan være inneholdt i utgangsgranulatet, tilblandet til polymeren før. forarbeidelsen eller tildoseres til den drivmiddelfrie smelte i ekstruderen.

For å få et jevnt, fincellet skum tilsettes fortrinnsvis poreregulatorer, som f.eks. en støkiometrisk blanding av sitrohsyre og'"natriumbikarbonat i mengder på hver 0,01 til 53fortrinnsvis 0,1 til. 1"vekt#, referert til polymerisatet. Videre kan det til stoffet dessuten settes vanlige additiver, f.eks. fyll- stoffer, pigmenter,- farvestoffer, stabilisatorer, antistatika, flammebeskyttelsesmidler eller glidemidler. • ' Hvis nødvendig •innblandes1 de'forskjellige'additiver" under tilsetning av klebe-formidlere,'f.eks; butylstéaråt'eller mineralolje.

Det véd'blåsingen anvendte trykk innstilles så-

ledes at under dets innvirkning får det plastiske skumkunst-

stoff den ønskede'tetthet. Den overnevnte nedsettelse av det av stuveprosessen omfattede volum gir den ønskede minst 1,5

ganger økning av tettheten av kanten 31 i forhold til de øvrige veggområder av.hullegemet. Ved vanlige drivmidler lar de angitte tettheter s.eg eksempelvis oppnå med blåsetrykk fra 3

til 15 -ato', mens komprimeringen av kanten oppnås ved ekstra pressing; ved anvendelse av høy pressing- kan tettheten av kant-området økes inntil tettheten av det kompakte, cellefrie kunststoff.'

Skilleprosessen kan foregå'ved stansning, klipping, skjæring, men. også ved avsprengning. Ved utførelseseksemplet gjør det seg fordelaktig bemerkbart:at skilleverktøyet arbeider gradfritt og samtidig kalibrerer hullegemets åpningsområde inn-' vehdig.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til fremstilling av

det viste drikkebeger'27; det kan blåses ønskelige hullegemer, f.eks. flasker., esker-, kar, tromler og lignende av skummet, termoplastisk kunststoff og forstives resp. forsterkes ved dannelse av stukede eller komprimerte kantområder.

Hullegemene kan anvendes med åpen munning, som eksempelvis drikkebeger. Det er også mulig å lukke de dannede forsterkede og komprimerte åpninger. Således kan det eksempel-

vis for salg av iskrem være.innpresset lokk i åpningsområdet, overgripe kanten, være sammenklebet med den eller sammensveiset eller lignende. Hullegemene kan- eksempelvis ha kvadratisk tverr-snitt, idet hensiktsmessig kantområdene .er avflatet og/elTer'av- ' rundet. Det er også mulig a utføre hullegemene med annet tverr-snitt enn dets- åpningsområde.

For økning. a.v. pr.oduksj onen- kan f ormverktøyet være utført som dobbel.tverkt.0y., hensiktsmessig- oppbygges dobbelt-verktøyet således at blåse.v.erktøyet står- symmetrisk under hverandre, idet - fortrinnsvis de bevegelige deler er vendt-mot hverandre. Det er imidlertid, .også mulig- å foreta anordningen således at de bevegelige deler er anordnet -bortvendt fra hverandre eller. peker mot samme ■ retninger.. • Blåse verktøy ene kan også være anordnet ved.siden•av- hverandre. Slike flerfagsverktøy lar seg forenkle, id.et drivinnretninger beveger samtidig de tilsvarende verktøydeler av flere blåseverktøy.

I ethvert tilfelle oppnås hullegemer, som er forstivet ved skummede vegger og en forsterket og komprimert kant som gradløs avslutter åpningsområdet og som' tross lite material-forbruk tilfredsstiller spesielle krav.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer av termoplastiske kunststoffer med forstivet åpning som fremstilles ved stuking og adskiiling av veggen i blåse-verktøyet, karakterisert ved at ved fremstilling av hullegemer av skumkunststoff komprimeres ved stuk-'ing og samtidig pressing skumstrukturen i åpningsområdet til minst 1,5 ganger tettheten av den skummede hullegemevegg og den skillende verktøy.del berører etter' stuking og adskillelse den indre side av hullegemeveggen tangentielt.

2. Fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer ifølge.krav.1,, karakterisert ' ved at adskillelsen gjennomføres i tilknytning til stuking og pressing.

3. Fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer ifølge kravl, karakterisert ved at adskillelsen gjennomføres samtidig med stuking og pressing.

4. Fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at adskillelsen foregår ved hjelp av stansing.

5» Fremgangsmåte for' ekstruksjonsblåseforming av hullegemer ifølge krav 1 til 4', karakterisert ved at hullegemeåpningen i tillegg kalibreres innvendig på i og for seg kjent måte.

6. Fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer ifølge krav 1 -til 5, karakterisert ved at man for skumkunststoffet anvender polystyren med 2 til 10 vekt%, referert til polystyren, av halogenerte hydrokarboner .

7. Fremgangsmåte for ekstruksjonsblåseforming av hullegemer ifølge'krav 1' til 6, karakterisert ved at man begrenser trykket av blåse- og kjølemediet således at' den skummede hullegemeyegg har en tetthet på maksimalt 30,0 g/dm^.

8. Innretning til gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 til 75 bestående av et delt blåseverktøy med minst et formrede, aksial forskyvbar stukering og aksialt forskyvbart skillestempel' samt midler til føring av stukering og.skillestempel til forskyvning av stukering og skillestempel og til begrensning av skyvebevegelsen av stuvering og skillestempel,. karakterisert ved at skillestemplet 0- <2> , 13) etter adskillelse rager inn over den formgivende indre kant 23 av stukeringen (6, 7) inn i halsområdet (24) av formredet (3) •

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at stukeringen (6, 7) i topprommet (15) av formredet (3) har en omløpende tverrsnittsavsmalning (20) som ligger fritt foran blåseformen og med de skillende kanter (26) av skillestemplet (12, 13) avsatsfritt danner en del av formredets topprom.

10. Innretning ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at den.skillende kant (26)aav.skillestemplet ,..(12, 13) adskiller toppen (28) av hullegemet (27) langs tverrsnittsavsmalningen (20) under dannelse av en ring (29).

11. Innretning ifølge krav 8 til 10, karakterisert ved at halsområdet (24) av formredet (3)' under tverrsnittsutvidelseh for den forstivede åpning (31) av hullegemet (27) har et sylindrisk avsnitt (25), hvori skille-stempelet (12, 13) trenger inn ved adskillelsen.

12. Innretning ifølge krav' 8 til 11, karakterisert v edd at inntrengningen av skillestemplet'..

(12, 13) 1 det undre halsområdet (-24-) av formredet (3) i tillegg bevirker den indre kalibrering av den ikke forstivede, ved kanten (31) tilknyttede hals av hullegemet.