DE1529757A1

DE1529757A1 - Verfahren zum Herstellen von Formkoerpern

Info

Publication number: DE1529757A1
Application number: DE19621529757
Authority: DE
Inventors: Pim Robert N; Jardine Philip R
Original assignee: Avisun Corp
Current assignee: Avisun Corp
Priority date: 1962-01-08
Filing date: 1962-06-25
Publication date: 1970-01-02
Also published as: CH410380A; GB984250A; NL143168B; DE1529757B2

Description

Verfahren zum Herstellen von Formkorpern Die Erfindung betrifft die Iierstellung von Spritzgup-Kunststoff-@@genständen, die einen schmückenden und/oder geschriebenen Aufdruck besitzen.
Im allgemeinen haben sich die herkömrlichen Arbeitsweisen, z. B. das Anbringen von Abziehbildern, Laminieren und direktes Aufdrucken, nicht als zufriedenstellend erwiesen, un aus Theruioplasten bestehenden Gegenständen den gewünschten schmückenden oder beschreibenden Aafdrack zu vermitteln. Schmückende oder andere Darstellungen, die durch das Anbringen von Abziehbildern und direktes Aufdrucken angebracht werden, liegen im allgemeinen freiliegend vor und werden somit leicht beschädigt oder abgerieben, während bei dem Laminieren die üblichen Probleme des Lufteinschlusses zwischen den Schichten vorliegen, die Gegenstande leicht verzerrt werden sowie oftmale ein Abtrennen der einzelnen Schichten eintritt. Die Nachteile dieeer bekannten Arbeitsweisen sind natürlich ausgeprägter, wenn verwickelte Formstücke hergestellt werde, und zwar insbesondere dann, wenn die Gegenstände aus Thermoplasten bestehen, die gegenüber Farbenoder Druckfarben einen arteigenen Widerstand aufweisen', und nicht die Fähigkeit besitzen an anderen Materialien anzuhaften, wie z. B. in dem l'all der Polyalkylene, wie Polyäthylen und Polypropylen. vomit wird erfindungsgemäß eine neuartiges und zufriedenstellenderes Verfahren in Vorschlag gebracht, durch das verformte Kunststoffgegenstande mit einem schmückenden und/oder beschreibenden Aufdruck versehen werden können.
Die Erfindung wird irn folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert : Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine bedruckte oberste Lage eines bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Anwendung kommenden Sohichtstoffes.
Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt querseitig durch eine herk5mmliche Form, wobei die oberste Lage des Schichtstoffes darin angeordnet ist.
Fig. 3 ist eine Ansicht der in der XioO 2 gezeigten Form, nachdem der Kunststoff in dieselbe eingespritzt worden ist.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörpers.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine thermoplastische Folie, auf die die schmückende und/oder beschreibende Aussage gedruckt ist, in eine entsprechend geformte Form gebracht und gegen eine Wand derselben abgestützt. Anschließend wird ein geschmolzener Thermoplast in die Form eingespritzt und darin erstarren gelassen.
Während der Verformung werden die Oberflächen der bedruckten Folie oder oberster Lage des Schichtstoffes, die an dem geschraolzenen Kungtatoff liegt, verschmolzen, so daß sich unter Vermischen mit dem eingespritzten Kunststoff ein einheitlicher Körper bildet. In dem fertigen Formkdrper ist die überliegende Folie einstückig mit dem verrormten Kunststoffkörper verbunden, so daß im allgemeinen keine Verbindungsstelle zvaischen der Folie und den umgebenden Teilen des I : unetstoffmaterials sichtbar ist.
Der zum Herstellen der obersten Lage des Schichtstoffs in Anwendung kommende Thermoplast ist vorzugsweise der gleiche, v/ie er in die Form eingespritzt wird,'so daß eine sichere Verbindung sichergestellt wird, und während des Verforuens und der späteren Anwendung des fertigen Gegenstandes keine unterschiedlichen Spannungen ausgebildet werden. Die in Anwendung könnende Folie kann nach bekannten Verfahrensweisen hergestellt werden, wie z. B. Gießverfahren und Auswalzen, und dieselbe kann nach herkömmlichen @rbeitsweisen bedruEkt werden, wobei wärmefeste Druckfarben angewandt werden. Bei Anwenden einer Polyalkylenfolie wird die zu bedruckende Oberfläche z. @. durch chemische Benan@lungen, Oxydationen, Beschichten mit Kernspaltungsprodukten, Flammenbehandlung und dgl. @@difiziert, so da dieselbe fUr die in Anwendung kommenden Druckfarben aufnahmefähiger wird. Mit Ausnahme der geringfügigen @rientierung der Polymerenmoleküle , die während der Folienherstellung bewirkt werden kann, stellt die erfindungsgeuäß in Anwendung kommen@e Folie praktisch eine nicht orientierte Folie dar.
Die Dicke der als oberste Lage des Schichtstoffes in Anwendung kommende Folie ist von kritischer Bedeutung und beläuft sich für die vorliegenden Swecke auf etwa 0,076 bis 0,28 und zweckmäßigerweise auf etwa 0, 1 bis 0, 15 mm. Zu dünne Folien, d.h. Folien mit einer dicke von weniger als 0,076 mm, erleiden ein übermäßiges und oftmals vollständiges Schmelzen in Gegenwart des während der Verfcrs.ongeingespritztenKunststoffs,eidiesemZustandwerdendie gedruckten Suchstaben verzerrt oder "verlaufen", so dap sich eine nicht ansprechende @arstellung und/oder nicht lesbare Darstellung @@@@@@. Wenn andererseits eine Folie Anwendung findet, @eren Dicke über etwa 0, 28 mm liegt, wird die durch den eingespritzten Kunststoff dbertragene Wärme nicht gleichmäßig und schnell durch die Folie hindurch verteilt. Hierdurch ergibt sich, dap die Druckbuchstaben oftmals verschmiert werden und während der Verformens @ Spannungen ausgebildet werden, wie es durch ein schlechtes Anhaften der obersten Lage des Schichtstoffes und/oder Verzerrungen in dem fertigen Gegenstand nachgewiesen wird. Das Abstützen der Folie in der Form kann durch beliebige geeignete und bekannte Anordnungen erréicht werden. Um verwickelte Verformungsverfahren zu vermeiden, wird die Folie vorzugsweise gegen eine Wand der Form so abgestützt, daß deren bedruckte Oberfläche frei liegt. Dies erfolgt zweckmäpiger weise mit einer statischen Aufladung. Bei aus Polyäthylen oder tolypropylen bestehenden Polien kann z. B. eine statische Ladung einfach dadurch induziert werden, daß man lange der nicht bedruckten Folienoberfläche mit einem wollenen Tuch reibt.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung zeigt die Fig. 1 einen nicht orientierte, transparente Polypropylenfolie 11, auf deren einer Oberfläche ein Ziermuster lg aufgedruckt ist. Die Folie 11 besitzt eine Dicke von 0, 076 bis 0, 28 mm und wird, wie weiter oben erwähnt, einer Vorbehandlung unterworfen, so dafl wenigstens eine ihrer Oberflächen für die in Anwendung kommenden Wärme-festen Druckfarbe aufnahmefähig genacht wird, die z. B. nach bekannten Arbeitsweisen aufgebracht werden.
Die bedruckte Folie 11 wird in eine herkömmliche Form 15 eingeführt, die aus Formblöcken 17 und 19 besteht, die so geformt sind, daß eine Einfüllöffnung 21 und ein Hohlraum 23 vorliegt, der der gewunschten Umrißform des fertigen Gegenstandes entepricht bzw. einem Tablett. Die Folie 11 wird eng angepapt gegen die Formfläche des Formblocks 17 dadurch gehalten, daß entweder die Folie oder der Formblock statisch aufgeladen werden, wobei vorzugsweise die bedruckte Oberfläche der Folie freiliegt, wie es die Fig. 2 zeigt.
Sodann wird unter Druck durch die Einfüllöffnung 21 in den Formhohlraum 23 geschmolzenes Polypropylen eingespritz-t. Die freiliegenden Oberfläohenteile der Folie 11 werden geringfügig durch die Wärme des eingespritzten, geschmolzenen Polypropylens angeschmolzen und vermischen sich hiermit, so dap sich aus den beiden Teilen ein einstückiges Bauelement bildet. Die Wärme des eingespritzten, geschmolzenen Polypropylens bedingt keine Erweichung der bedruckten Teile-der Folie, und zwar wahrscheinlich aufgrund der isolierenden Eigenschaften der in Anwendung kommenden wärmefesten Druckfarben.
Nachdem eine auereichende Zeitspanne verstrichen ist, damit wenigstens die Oberflächenteile des abgespritzten Bolypropylens verfestigt sind, werden die PorxblUcke geöffnet. Nachdem der Teil des eingespritzten Polypropylens, der sich in der Einfüllöffnung 21 verfestigt hat, weggebrochen worden ist, liegt das fertige Tablett 25 in der in der Fig. 4 gezeigten Form vor. Das bedruckte Teil der Folie ist in einem Polypropylenkörper eingeschlosse Aufgrund des geringfügigen Oberflächenschmelzens, das längs der freiliegenden Teile der bedruckten Folie 13 während der Verformung erreicht wird, sowie des Vermischena dieser geschmolzenen Folienteile mit dem eingespritzten Polypropylen zeigt das fertige Tablett 25 keinerlei @ oder dgl., aus denen entnommen werden kdnntes aap fAr die Verformung eine getrennte Folie als oberste Lage des Schichtstoffes angewandt wurde.
Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren hier in seiner Anwendung fUr die Herstellung von Polypropylengsgenstänen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß auch andere Thermoplasten , wie z.B.
-PolyäthylenunterderVorausaetznnangewandtwerdenkönnetdaß der eingespritzte Kunststoff und das Material der als oberste Lage in Anwendung kommenden Folie Chnliche chemische und thermische Eigenschaften besitzen. Weiterhin kann bei der Lageanordnung der Folie in der Form deren bedruckte yßberfläche sowohl an oder weg von der uberfläche des Formblocks angeordnet werden, an dem diese Folie der obersten Lage des Sohichtstoffes ruht. Wie weiter oben beschrieben, ist diese letztere Lage bevorzugt, da die Druckbuchstaben gegen einen Abrieb in dem fertigen Gegenstand durch die darüberliegende Folie geschützt sind. Gegebenenfalls können gegenüberliegende uberflächen der Folie mit Druckbuchstaben und dgl. versehen sein. Herkömmliche. Formlösemittel, d. h. Mittel, die ein leichteres abtrennen des fertigen Gegenstandes aus der Form ermöglichen, machen die statische Anziehung zwischen der Folie und der Oberfläche des Formblocke unwirksam, und sollten somit gemieden werden.
Weiterhin hält man die Form relativ kuhl, d. h. bei Raumtemperatur oder darunter, um so einstärkeres Anhaften zwischen der Folie und der Formoberfläche vor dem Einspritzen des geschmolzenen Polymeren zu erleichtern.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des brindungsgegenstandes.
Beispiel 1 Es wird eine nicht orientierte Polypropylenfolie mit einer Dicke von 0, 1 ma einer Ooronaentladung unterworfen, und sodann wird die so behandelteOberflächemiteinemschmückendenRosenmusternach einem herkömmlichen Verfahren versehen, wobei bekannte wärmefeste Druckfarben in Anwendung kommen. Die nicht bedruckte Oberfläche dieser Folie wird sodann mit einem Wolltuch gerieben, um eine statische Ladung aufzubauen. Die Folie wird sodann in eine Form gebracht, deren Hohlraum in der Form eines Serviertablettes geformt ist. Die Folie wird eng angepaßt gegen eine Wand des Formhohlraums gehalten, wobei die bedruckte Oberfläche frei liegt.
Die PGrm wird bei einer Temperatur von 27°C genalten und sodann geschmolzenes Polypropylen in den Hohlraum unter einem Einpreßdruck von 0,1914 kg/cm2 aus dem Zylinde einer herkömmlichen Kunststoff-. Spritzvorrichtung eingedrückt, die auf eine Temperatur von 300°C erhitzt ist. Das Zinspritzen des geschmolzenen Polypropylene ist nach 15 Sekunden abgeschlossen und der gesamte Arbeitszyklus bedarf insgesamt 45 Sekunden.
Das unter diesen Bedingungen hergestellte Serviertablett ist ähnlich dem in der Fig. 4 der Zeichnung gezeigten und weist eine glanddicke von 0, 25 cm auf. Das aufgedruckte schmückende Rosenmuster ist vollständig in dem rolypropylen eingeschlossen und behält seine ursprünglichen Parben und scharfen Ü@rißformen.
Beispiel 2 Es wird nacii dera im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren gearbeitet, wobei eine Reihe von Polypropylenfolien mit einer Dicke von jeweils 0, 05 mm mit einem Rosenmuster bedruckt und sodann in einzelne Formen worden ist. Es finden die in dem Beispiel 1 beschriebenen Ausrüstungen Anwendung, und das geschmolzene Polypropylen wird in die Hohlrdume unter eineu Binpreßdruck von 0, 914 bis 1, 125 kg/cm von einem Einspritzzylinder aus eingedrückt, der auf eine Temperatur von 260 bis 300°C erhitzt worden ist. Für das Einspritzen werden 15 Sekunden benötigt, und innerhalb dieser Zeitspanne werden die Formen bei Temperaturen von 15 bis 27°C gehalten.
Das aufgedruckte Rosenmuster der unter diesen Bedingungen hergestellten Serviertabletts war verschwommen und in einigen Beispielen lag es in Form eines Farbgemisches aufgrund des übermapigen S. chmelzens und Verfliepens der Folie vor.
Beispiel 3 Es werden Serviertabletts unter Anwenden der Ausrüstung, Bedingungen und Materialien nach dem Beispiel 2 mit der Ausnahme hergestellt, daß die bedruckte Folie eine Dicke von 0, 3 mm aufweist. Die erhaltenen Tablette ervzeisen sich als nicht annehmbar aufgrund der verscmnierten Muster und Verzerrungen in den Tablettwänden.

Claims

Patentansprüche' 1. Verfahren zum Heratellen von Kunststoffgegenständen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dap eine Folienderen wenigstens eine Seite vorzugsweise mit einer wärmefesten Druckfarbe bedruckt ist, gegen eine Wand eines Formhohlraums gebracht wird, wobei die Folie eine Dicke von 0, 076 bis 0, 28 mm und vorzugsweise 0, 1 bis 0, 15 mm aufweist, so-dann ein geschmolzener Thermoplast in den Hohlraum unter Druck zwecks Füllen eingespritzt wird, und die Folie aus einem Thermoplasten besteht, der ähnliche chemische und thermische Eigenschaften wie das eingespritzte geschmolzene Xaterial aufweist, so dap die freiliegenden Oberflächen der Folie geringfügig angeschuiolsen werden, und sich mit dem eingespritzten Material vermischen, @@@ sodann der Thermoplast innerhalb des Formhohlraums abgekühlt ird.
@ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, d die Folie nur auf einer Seite bedruckt ist, und diese eine be-@ruckte Seite im Inneren des Formhohlraums freiliegt.
@ Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h e t , daß die Folie längs der lUand durch das Induzieren einer staii. ischen Ladung, z. B. im Inneren der Folie, gehalten wird.
4 @ Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e ichn e t , daß der Formhohlraum zu dem Zeitpunkt des Binspritzens des Thermoplasten bei Raumtemperatur vorliegt.
50 Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t daß die Folie eine nicht@orientierte Folie ist.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k. e n nz e i c h n e t daß die Folie und das geschmolzene Material aus isotaktischen Polypropylen bestehen.
7. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, dap die Cberfläche der Folie vorbehandelt worden ist, um sie für Druckfarbe aufnahmefähig zu nachen.
8. Verformter Gegenstand, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dap derselbe aus einem Körper eines geschmolzenen Thermoplasten und darin eingebetteten Druckbuchstabenbesteht,dievollständig durch das geschmolzene Material des Körpers umgeben sind.
9. Verformter Gegenstand nacimnspruch 8, dadurch @ e k e n nz e i c h n e t, daß die Buchstaben oder Zeichnung wenigstens 0, 076 bis 0,28 mm von der nächsten benachbarten Oberfläche des Körpers entfernt vorliegen.