DE1086041B

DE1086041B - Verfahren zum Herstellen von Formkoerpern aus organischem thermoplastischem Kunststoff nach der Methode des Tiefziehens

Info

Publication number: DE1086041B
Application number: DEK29365A
Authority: DE
Inventors: Georg Heinrich Kins
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-07-16
Filing date: 1956-07-16
Publication date: 1960-07-28

Description

Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus organischem thermoplastischem Kunststoff nach der Methode des Tiefziehens Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus organischem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polyamiden.
Man ging bisher bei der Herstellung von Formkörpern aus Kunststoff von plattenförmigen Halbzeugen aus, die kontinuierlich gefertigt werden, die jedoch bekanntlich auf Grund ihrer Herstellung nur eine in Längsrichtung verlaufende Orientierung aufweisen.
Durch diese ungleichförmige Struktur können große Verformungen, z. B. tiefgezogene Behälter, einerseits nicht hergestellt werden, und andererseits wirkt sich dieser Umstand auch auf die Gesamtfestigkeit des fertigen Produktes ungünstig aus. Man hat wohl auch als Halbzeug gespritzte Platten verwendet, bei denen zwar der Strukturverlauf etwas günstiger ist, wobei aber, was auch für das vorher beschriebene Verfahren gilt, die Verformung nur im plastifizierten Zustand vorgenommen werden kann, was praktisch mit einem großen Aufwand verbunden ist und die Herstellung verteuert. Es muß außerdem berücksichtigt werden, daß man bisher für die Herstellung von Behältern u. dgl. hauptsächlich Polystyrol oder ähnliche Massen verwendet hat, bei denen die Plastifizierungszone einen verhältnismäßig großen Temperaturbereich einnimmt, was dagegen bei den Polyamiden nicht der Fall ist; schon aus diesen Gründen kommen bisher die zuletztgenannten Kunststoffe für größere Behälter kaum in Frage, es sei denn unter Anwendung eines übergroßen Verfahrens- und Vorrichtungsaufwandes.
Durch die Erfindung ist es nunmehr gelungen, auf einfachem Wege und mit verhältnismäßig billigem Formenmaterial beliebige Formkörper, insbesondere tiefe Behälter, herzustellen, und zwar dadurch, daß man von einer oder mehreren übereinandergeschichteten Lagen aus in wenigstens zwei Richtungen angeordneten Fäden, Streifen, Profilen od. dgl. aus Kunststoff ausgeht und diese in einer Matrize mit Kern kalt oder bei niederer Temperatur verformt, das Ganze in der Form anschließend bis zur Plastifizierung und eine zusammenhängende geschlossene Schicht bildend aufheizt und schließlich abkühlen läßt.
Es ist besonders zweckmäßig, die Streifen, Fäden od. dgl., die das Halbzeug bilden, miteinander durch Verweben, Verwirken, Verkleben oder auf ähnliche Weise zu verbinden. Das Ausgangsmaterial stellt damit ein in jeder Richtung flexibles, leicht verformbares Halbzeug dar, das mit einfachen und billigen Formen in die gewünschte Gestalt gebracht werden kann, worauf es während des Plastifizierungszustandes, was beispielsweise in einem Wärmeofen durchführbar ist, unter Spannung eine geschlossene Behälterwand der jeweils vorgesehenen Form bildet. Der Hauptvorteil, den man dadurch erreicht, liegt darin, daß das Material der Behälterwand strukturmäßig in mehreren Richtungen orientiert ist, was sich im hohen Maße auf die Festigkeit des fertigen Produktes auswirkt und mit dem bisherigen Verfahren nicht erreicht werden konnte. Es kommt noch hinzu, daß auf Grund der Kaltverformung des Halbzeuges einfache geschlossene Formen verwendet werden können und die Hauptverformung in kaltem Zustand bzw. vor dem Temperaturbereich, der der Plastifizierung entspricht, vorgenommen werden kann, so daß sich dieses neue Verfahren, wie schon angedeutet, ausgezeichnet für die Polyamide eignet. Schließlich wirkt sich die Verwendung des neuartigen Halbzeuges auch auf die gleichmäßige Materialverteilung während der Verformung und während des Polymerisationsvorganges im plastifizierten Zustand günstig aus. Je nach der zu erreichenden Gestalt des Formkörpers kann das Halbzeug an den entsprechenden Stellen mit Verstärkungsauflagen versehen werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Ausgangsmaterial ein- oder beidseitig mit Folien aus Kunststoff oder auch zur Verstärkung aus kunststofffremdem Material zu versehen bzw. Verstärkungen in Form von Drähten, Netzen, Fasergeweben od. dgl. aufzulegen oder einzubetten.
Man hat zwar schon Formkörper aus organischen thermoplastischen Kunststoffen nach der Methode des Tiefziehens hergestellt, wobei der Kunststoff in Gestalt von nebeneinanderliegenden Fäden zwischen Matrizen und Patrizen auf einem Rahmen festgehalten wird. Hierbei wird aber ein Textilfaden mit einem thermoplastischen Faden zur Herstellung von luft- und feuchtigkeitsdurchlässigen Gebilden verformt, wobei die Knotenpunkte des Gewirkes durch Plastifizierung der Kunststoffäden verklebt werden.
Das Gewirke bleibt aber nach wie vor erhalten. Dagegen werden nach dem Verfahren gemäß der Erfindung die gitterartig zusammengelegten Fäden, Streifen oder- Profile bei der Verarbeitung vollständig, wie schon erwähnt, zu einer zusammenhängenden geschlossenen Schicht verformt, so daß damit Großbehälter, wie Gefäße, Badewannen, Karosserieteile u. dgl., im Preßverfahren verformt werden können, und zwar ohne daß unerwünschte Dickenunterschiede in der Wand entstehen und andererseits beliebig verteilte Dickenunterschiede von vornherein vorgesehen werden können.
An Hand der im folgenden beschriebenen Zeichnunnungen sind das Verfahren und das Ausgangsmaterial veranschaulicht.
In Fig. 1 ist lediglich das Prinzip veranschaulicht, daß als Ausgangsmaterial in mindestens zwei Richtungen angeordnete, z. B. aufeinanderliegende Fäden 1 und 2 verwendet werden.
Fig. 2 veranschaulicht das Halbzeug in Form eines Gewebes 3 aus Kunststoffäden, das seinerseits ein-oder beidseitig mit Folien, Netzen od. dgl. versehen sein kann.
Fig. 3 zeigt einen Gewebezuschnitt 4 aus Kunststoff, bei dem an verschiedenen Stellen ebenfalls aus dem gleichen Kunststoff bestehende Verstärkungsauflagen 5 z. B. durch Kleben aufgebracht sind, um bei einer entsprechenden Form des zu erhaltenden Behälters eine gleichmäßige Materialverteilung zu erhalten.
Fig. 4 veranschaulicht das Verfahren. Hierbei wird das vorher beschriebene Ausgangsmaterial 6 über die Matrize 7 gelegt, die beispielsweise aus Aluminiumguß bestehen kann und durch einen Rahmen 8 gehalten ist, auf dem je nach den Gegebenheiten des jeweiligen Falles verzichtet werden kann. Hierauf wird der Kern 9 in die Matrize 7 eingefahren und die beiden Teile beispielsweise durch eine Verschraubung 10 zusammengehalten, womit die Vorverformung beendet ist, was in kaltem Zustand bzw. bei niederer Temperatur erfolgen kann.
Fig. 5 veranschaulicht die geschlossene Form, die im Bereich der Verbindung 10 mit Federn 11 versehen ist, um den Kern 9 mit einer Vorspannung in der Matrize 7 zu halten. Das Ganze wird nun in einen Wärmeofen gebracht und auf Plastifizierungstemperatur erhitzt. Eine etwa erforderlich werdende Nachregulierung der Stellung des Kerns zu der Matrize erfolgt entweder selbsttätig durch die beschriebene Vorspannung an den Verbindungsmitteln oder manuell durch Nachspannen einer Schraubenverbindung od. dgl.
Anschließend wird die gesamte Form aus dem Wärmeofen herausgenommen und abgekühlt, worauf der hergestellte Behälter aus der Form entnommen A werden kann, der auf Grund des gitter- oder gewebeartigen kaltverformten Ausgangsmaterials eine in allen Richtungen gleichmäßige Festigkeit aufweist.
PATENTANSPRt}CHE 1. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus organischem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polyamiden, nach der Methode des Tiefziehens, wonach der Kunststoff in Gestalt von nebeneinanderliegenden Fäden zwischen Matrize und Patrize auf einem Rahmen festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere übereinandergeschichtete Lagen aus in wenigstens zwei Richtungen angeordneten Fäden, Streifen, Profilen od. dgl. aus Kunststoff kalt oder bei niederen Temperaturen vorgeformt, anschließend bis zur Plastifizierung und eine zusammenhängende geschlossene Schicht bildend erwärmt und dann bis zur Verfestigung abgekühlt werden.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden od. dgl. miteinander durch Verweben, Verwiirken, Verkleben od. dgl. verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen ein- oder beidsei teig mit Verstärkungsauflagen versehen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und gegebenenfalls 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen ein- oder beidseitig mit Folien aus Kunststoff oder anderem Material durch Verkleben od. dgl. verbunden werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Lagen ein oder mehrere auf- oder eingelegte Körper in Form von Geweben, Netzen aus beliebigem Material, wie Fasermaterial, Metall od. dgl., verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Körper aus vorgeformten Drahtnetzen verwendet werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage oder die Lagen mit oder ohne Einspannung vorgeformt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage oder Lagen mittels Matrize oder Kern vorgeformt, in einem Ofen erwärmt und~anschließend abgekühlt werden, wobei während der Erwärmung und bzw. oder der Abkühlung Matrize und Kern selbsttätig oder manuell nachgespannt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 460 674, 2 187 918.