DE1177326B

DE1177326B - Verfahren zur Herstellung von aus thermoplastischen Kunststoffen bestehenden kuenstlichen Blumenblaettern und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1177326B
Application number: DEP18934A
Authority: DE
Inventors: Pierre Perisse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-09-07
Filing date: 1957-07-18
Publication date: 1964-09-03

Description

Verfahren zur Herstellung von aus thermoplastischen Kunststoffen bestehenden künstlichen Blumenblättem und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von aus verschiedenen oder verschieden gefärbten thermoplastischen Kunststoffen bestehenden und einen geschichteten Aufbau aufweisenden künstlichen Blumenblättern durch Einspritzen der in plastifiziertem Zustand befindlichen Kunststoffe in aufeinanderfolgende Hohlräume einer Spritzgießform.
Derartige heterogene oder mehrfarbige Teile, wie Blumenblätter, wurden bisher in der Weise hergestellt, daß entweder das Spritzgießen in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in Spezialformen erfolgt oder daß ein nicht homogenes Gemisch von Stoffen in die Form eingespritzt wird, das eine aderförmige Verteilung der verschiedenen oder verschieden gefärbten Materialteile ergibt.
Außerdem ist es bekannt, in eine zunächst geschlossene Form eine farbige Kunststoffmischung einzuführen. Nachdem dies erfolgt ist, wird die Form automatisch vergrößert, wobei eine weitere Spritzdüse freigelegt wird. Durch diese zusätzliche Spritzdüse wird dann so lange ein andersfarbiger Kunststoff eingespritzt, bis die Form wieder ausgefüllt ist. Durch nachfolgende Vergrößerung dieser Form können weitere Spritzdüsen freigelegt und weitere Kunststoffe jeweils mantelförmig um den schon eingespritzten Teil herumgelegt werden. Die Erweiterung der Form durch Verschiebung der einzelnen Formteile erfolgt hierbei jeweils durch ein in der Form angeordnetes Kontaktstück, gegen das der eingespritzte Kunststoff drückt und das seinerseits ein Relais betätigt. Eine solche Form mit den erforderlichen Zusatzeinrichtungen, elektrischen Schaltungen usw. ist natürlich recht aufwendig und entsprechend störungsanfällig.
Es sind auch bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Spritzgußkölpern bekannt, die aus zwei verschiedenen Kunststoffkomponenten bestehen. Bei Verwendung farbiger Kunststoffkomponenten ermöglichten dieses Verfahren und diese Vorrichtung die Herstellung von Artikeln, die gesprenkelt, gemasert oder geädert sind bzw. einen Meliereffekt besitzen. Wesentlich für die Erzielung eines derartigen Effekts ist eine in ganz besonderer Weise ausgebildete Injektionsdüse, die zwei Düsenkanäle aufweist, die mit zwei Injektionszylindern in Verbindung stehen. Die Einführung der beiden verschieden gefärbten Kunststoffkomponenten in eine gemeinsame Form durch eine derartige Düse verhindert eine völlige Durchmischung der Kunststoffe und damit die Bildung einer Mischfarbe. Um den Meliereffekt zu erhalten, erfolgt bei dieser bekannten Herstellungsart das Einspritzen der verschieden gefärbten Kunststoffe durch zwei Kolben, und zwar gleichzeitig. Die melierten Spritzgußkörper werden hierbei also durch gleichzeitiges Einspritzen von verschiedenen Kunststoffen durch eine mit zwei Düsenkanälen versehene Injektionsdüse hergestellt.
Auf diese Weise ist es nicht möglich, künstliche Blumenblätter herzustellen, da Blumenblätter bekanntlich keine melierte, gesprenkelte, gemaserte oder geäderte Farbverteilung aufweisen, sondern vielmehr, um wirklich echt zu wirken, weiche Farbübergänge zwischen den einzelnen Farbkomponenten aufweisen müssen. Diese bekannte Herstellungsweise ist daher zur Herstellung von künstlichen Blumenblättern aus thermoplastischen Kunststoffen nicht geeignet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach durchführbares Verfahren und eine entsprechend einfach aufgebaute Vorrichtung zur Herstellung von aus verschiedenen oder verschieden gefärbten thermoplastischen Kunststoffen bestehenden künstlichen Blumenblättern zu schaffen, wobei keinerlei bewegliche Formteile und sonstige komplizierte elektrische Schalteinrichtungen u. dgl. erforderlich sind.
Dabei wird von der an sich in der Kunststoffspritztechnik bekannten Erscheinung ausgegangen, daß sich der in eine Form eingeführte plastifizierte Kunststoff zuerst in der Nähe der Einspritzöffnung absetzt und der zur Ausfüllung des restlichen Formhohlraumes erforderliche Kunststoff durch den zuerst eingespritzten Kunststoff hindurchwandert.
Das zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen oder verschieden gefärbten thermoplastischen Kunststoffe aus je einem jeder Kunststoffart zugeordneten Spritzzylinder nacheinander (also nicht gleichzeitig wie bei bekannten Verfahren) in derjenigen Reihenfolge in die Spritzgießform eingespritzt werden, in der das Blumenblatt, ausgehend von der Einspritzöffnung der Form, aufgebaut sein soll. Dementsprechend ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmkanäle der Spritz- und Plastifizierungszylinder in einen gemeinsamen Einspritzkanal der Spritzdüse münden und daß in jedem Ausströmkanal ein den Massenfluß nur in Förderrichtung des jeweiligen Zylinders gestattendes Rückschlagventil angeordnet ist. Es erübrigen sich also bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Spezial konstruktionen von Spritzdüsen mit mehreren zueinander konzentrischen Einspritzkanälen, wodurch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht und wirtschaftlicher gestaltet wird. Hierbei wird die an sich bekannte Erscheinung ausgenutzt, daß, wie dem Spritzgußfachmann bekannt ist, sich im Spritzzylinder ungewollt zersetzender und daher verfärbter Kunststoff beim Spritzvorgang zuerst in die Form gelangt, weshalb der Spritzling dann nicht etwa an seinem der Einspritzöffnung entlegenen Ende, sondern vielmehr an seinem Anfang Verfärbungen aufweist. Es wird somit also eine in der üblichen Kunststoffspritzgießtechnik unerwünschte Erscheinung in vorteilhafter Weise für den besonderen Zweck ausgenutzt, mit weichen Farbübergängen versehene künstliche Blumenblätter aus thermoplastischen Kunststoffen herzustellen.
In der Zeichnung sind beispielsweise Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
F i g. 1 und 2 sind schematische Darstellungen der Vorrichtung zur Herstellung eines zwei farbigen Gegenstandes, beispielsweise Blau und Rot, im Spritzgußverfahren nach dem Einspritzen der ersten Farbe bzw. nach dem Einspritzen der zweiten; F i g. 3 und 4 zeigen einen kreisförmigen Gegenstand mit zwei konzentrisch angeordneten Farben im Schnitt und in Draufsicht; F i g. 5 und 6 zeigen einen rechteckigen Gegenstand, in welchem die Farben in Längsrichtung aufeinanderfolgen, in den gleichen Darstellungen wie Fig. 3 und 4; Fig. 7 zeigt eine Spritzgießvorrichtung für einen dreifarbigen Gegenstand aus thermoplastischem Material im Schnitt.
Gemäß Fig. 1 und 2 besteht die Form aus zwei Teilen 1 und 2, die zusammengesetzt einen Hohlraum 3 bilden, in dem der im Spritzgießverfahren herzustellende Gegenstand aus plastifizierbarem Material über einen Angußkanal 4 geformt werden soll.
Die Vorrichtung enthält ein Spritzaggregat für den einen Stoff, der hier in der üblichen Weise angesetzt ist und die sich aus einem Plastifizierzylinder 5 mit Einfüllöffnung 6 für die Zuführung des ersten Mate- rials und einem Spritzkanal 7 zusammensetzt, der durch die Spritzdüse 8 begrenzt wird. Ein Kolben 9, der in zurückgezogener Stellung dargestellt ist, gestattet, das plastifizierte Material B, beispielsweise blaue Farbe, über die Spritzdüse in die Form einzuführen. Ein weiterer Zylinder 10 ist in ähnlicher Weise mit einem Kolben 11 ausgerüstet, der in vollen Linien in Einspritzstellung und gestrichelt in zurückgezogener Stellung dargestellt ist. Der ZylinderlO gestattet, das Material R, beispielsweise rote Farbe, einzuspritzen. Rückschlagventile 12 und 13 verhindern den Rückfluß des Materials im entgegengesetzten Sinn zur Einspritzung.
Vorausgesetzt, daß es erwünscht ist, den gegossenen Gegenstand an der Seite des Angußkanals mit roter Farbe und der gegenüberliegenden Seite mit blauer Farbe auszubilden, besteht der Einspritzvorgang zunächst darin. mit Hilfe des Kolbens 11 eine gewisse Menge roten Materials über das Ventil 13, den Kanal 7 und die Düse 8 einzuspritzen. Dieses Material hat soeben in der Form die Zone, (Fig. 1) eingenommen; dann wird unmittelbar danach das blaue Material, mit dem Kolben 9 bis zur Füllung der Form eingespritzt.
Die Materialien sind dann so verteilt, wie dies in Fig. 2 bei R und Bl dargestellt ist. In einer dritten Arbeitsphase gehen die Kolben wieder zurück, und die neuen abgemessenen Ausgangsmaterialmengen werden in die Zylinder eingeführt, die dann für eine neue Betätigung bereit sind. Das Volumen des durch den Kolben 9 eingespritzten Stoffes darf selbstverständlich nicht nur die Volumendifferenz zwischen dem Gesamtinhalt der Form und dem Volumen des während des ersten Arbeitsganges eingespritzten roten Materials umfassen, sondern auch zusätzlich das Volumen, das der Zusammenziehung des Gegenstandes in der Form entspricht.
Man stellt fest, daß das im zweiten Arbeitsgang eingeführte Material durch das hindurchgeführt wird, das im ersten Arbeitsgang eingeführt worden ist, und daß die Verteilung, wie in den F i g. 3 bis 6 gezeigt, symmetrisch ist.
F i g. 7 zeigt eine Vorrichtung, die zum Gießen von Teilen bestimmt ist, die aus drei Stoffen oder in drei Farben gebildet sind.
Zwei Formteile 14 und 15, die jeweils durch zwei Formenträger 16 und 17 getragen werden, bilden eine Formhöhlung 18, in die das Material über die Angußöffnung 19 durch eine Spritzdüse 20 eingespritzt wird. Die Vorrichtung besitzt drei Spritzzylinder, deren einer. 21, axial und deren beiden anderen, 22 und 23, gegenüber dem ersten geneigt angeordnet sind. Die Zylinder besitzen jeweils Beschickungsöffnungen 24, 25 und 26 und sind in bekannter Weise mit Heizwiderständen 27 umgeben.
Die Zylinder sind durch Kanäle 28 verlängert, die in den gemeinsamen Spritzkanal 29 der Düse 20 münden. In jedem der Kanäle 28 ist ein Rückschlagventil 30 untergebracht. Hydraulische Vorrichtungen mit doppelseitiger Wirkung sichern die Betätigung der Injektionskolben 31, 32 und 33. Diese Vorrichtungen besitzen jeweils einen Zylinder 34, 35 bzw.
36, in dem ein Kolben 37, 38 bzw. 39 beweglich ist, dessen Kolbenstange den entsprechenden Spritzkolben verlängert.
Der hydraulische Kreis umfaßt für das Einspritzen des Kunststoffes eine Leitung 40, die über die Leitungen 41, 42 bzw. 43 mit dem Boden der hydraulischen Zylinder 34, 35 und 36 verbunden ist, und zum Zurückziehen der Kolben eine Leitung 44, die über die Leitungen 45, 46 und 47 jeweils mit den den Zylinderböden gegenüberliegenden Zylinderenden verbunden sind. Ein nicht dargestelltes Umkehrventil, das mit den Leitungen 40 und 44 verbunden ist, gestattet, den hydraulischen Druck in eine der Leitungen 40 oder 44 zu leiten, während die andere geöffnet ist. Nadelventile 45 und Klappventile 46 sind in die Leitungen 41 und 43 von zwei Zylindern eingesetzt. Die Nadelventile 45 gestatten es, die Vorschubgeschwindigkeit der Druckkolben 34 und 36 in Einspritzrichtung zu regeln, während die Klappventile 46 einen freien Durchfluß gestatten, indem sie sich beim Rücklauf öffnen.
Die Geschwindigkeitsregelung des Spritzvorganges gestattet es, wie im folgenden zu sehen sein wird, eine zeitliche Verschiebung der Einspritzung der verschiedenen oder verschieden gefärbten, in den Spritzzylindern plastifizierten Materialien zu erzielen.
Tatsächlich muß jeder Kolben, bevor die Injektion vonstatten geht, einen unwirksamen Hub entsprechend seinem Vorbeigang vor der Beschickungsöffnung 24, 25 bzw. 26 ausführen und auf Grund eines zusätzlichen Hubes, der notwendig ist, um das durch diese Öffnung eingeführte Material zusammenzudnicken. Da die Nadelventile gestatten, die Geschwindigkeiten zu regeln, werden dann die Einspritzungen in der Zeit verschoben. Im Gegensatz hierzu wird die Rückkehr der Kolben auf Grund der Klappventile 46 nicht gebremst. Ihre Rückkehr ist gleichzeitig. Die Rückschlagventile 30 der Plastifizierzylinder verhindern den Rücklauf des plastifizierten Materials in diese Zylinder während der aufeinanderfolgenden Injektionen und verhindern auch die Rückkehr des plastifizierten Materials in die Spritzzylinder durch Ansaugen während des Rücklaufes der Kolben.
Wenn mit S1, S, und S3. die jeweiligen Querschnitte der Spritzkolben 31, 32 und 33 und mit Fl, F2 und F3 die Stoßkräfte der entsprechenden hydraulischen Einrichtungen bezeichnet werden, und wenn die verschiedenen Drücke 5 auf die Kolben folgende Gleichung erfüllen: F1 > 2~ zu F3 > S2 S3 dann ist sichergestellt, daß die Injektionen in der Reihenfolge 1, 2, 3 stattfinden.
In diesem Fall verhindert das Material Nr. 1, solange es nicht vollständig eingeführt ist, durch Überdruck die Ankunft des Materials Nr. 2, und in gleicher Weise verhindert das Material Nr. 2 das Material Nr. 3 daran, sich zu verteilen usw. Diese Vorbedingung ist nicht unerläßlich, wenn die Wir- kungsweise der hydraulischen Vorrichtungen gut eingestellt sind.
Die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung ist nur beispielshalber erläutert. Es ist selbstverständlich, daß, ohne vom Rahmen der Erfindung abzugehen, sie nur zwei Zylinder oder auch mehr als drei Zylinder besitzen könnte.
Das soeben beschriebene System kann sich einer üblichen Maschine anpassen, die bereits die mittlere Spritzvorrichtung trägt. Es genügt, an dieser einen oder mehrere zusätzliche Spritzzylinder anzuschließen, die selbst auch an das ursprüngliche Bewegungsumkehrventil angeschlossen sind.
Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung gestatten es, in herkömmlichen Formen Teile herzustellen, die verschiedene Farben aufweisen, wie sie insbesondere bei der Herstellung künstlicher Blumen benutzt werden oder auch Gegenstände herzustellen, die spezielle physikalische Eigenschaften aufweisen. In diesem Fall wird jeder Spritzzylinder mit einem Stoff beschickt, dessen Polymerisationsgrad oder selbst dessen Gattung anderer Art ist als derjenigen Stoffe, mit denen die anderen Zylinder beschickt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von aus verschiedenen oder verschieden gefärbten thermoplastischen Kunststoffen bestehenden und einen geschichteten Aufbau aufweisenden künstlichen Blumenblättern durch Einspritzen der im plastifizierten Zustand befindlichen Kunststoffe in aufeinanderfolgende Hohlräume einer Spritzgießform, dadurch gekennzeichnet, daß die -Yunststoffe aus je einem jeder Kunststoffart zugeordneten Spritzzylinder nacheinander in derjenigen Reihenfolge in die Spritzgießform eingespritzt werden, in der das Blumenblatt, ausgehend von der Einspritzöffnung der Form, aufgebaut sein soll.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmkanäle (28) der Spritz- und Plastifizierungszylinder (21, 22, 23) in einen gemeinsamen Einspritzkanal (7, 29) der Spritzdüse (8) münden und daß in jedem Ausströmkanal (28) ein den Massefluß nur in Förderrichtung des jeweiligen Zylinders gestattendes Rückschlagventil (12, 13, 30) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 885 152 ; französische Patentschrift Nr. 1 016 816; britische Patentschrift Nr. 606331 ; USA.-Patentschriften Nr. 2418 856, 2459048.