DE1952983A1

DE1952983A1 - Verfahren zur Herstellung hohler Gegenstaende aus Schichtmaterial

Info

Publication number: DE1952983A1
Application number: DE19691952983
Authority: DE
Inventors: Arie Hey
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1968-10-22
Filing date: 1969-10-21
Publication date: 1970-04-30
Also published as: AT313570B; FI48327C; FI48327B; ES372722A1; FR2021218A1; GB1291462A; BE740546A; NL6815056A; DK121579B; ZA697352B; DE1952983C3; DE1952983B2; SE352564B; CH499378A

Description

München, 13. Oktober 1969 RvP/D

Betrefft Unilever N.V., Museümpark1, Rotterdan, Niederlande

Verfahren zur Herstellung hohler Gegenstände aus Schichtmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände mit reproduzierbaren Verzerrung·- druck durch gleichzeitiges Formen Mehrerer synthetischer Folien aus thermoplastischem Werkstoff.

Bs ist bekannt, daß Gegenstände, die nach den einleitend erwähnten Verfahren hergestellt sind, von jeder der verwendeten thermoplastischen Folien die optimalen physikalischen und mechanischen Eigenschaften nitbekonat, beispielsweise Wasserdampfdurchlässigkeit, Wärneabschirnfählgkeit, stabilen Glanz und Bruchsicherheit. Wird auf diese Weise beispielsweise eine thermoplastische Folie von niedriger Wasβerdanpfdurchlassigkeit und hoher Sauerstoffdurchdringbarkeit mit einer thermoplastischen synthetischen Folie von hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und niedriger Saueretoffdurchdringbarkeit kombiniert« so entsteht ein Gegenstand mit sowohl einer niedrigen Wasserdampfdurchlässigkeit als auch einer niedrigen Sauerstoff durchdringbarkeit.

Zum Herstellen hohler Gegenstände wird gewöhnlich das

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Warenformen engewandt, geaäO α·α eine Zusammenstellung mehrerer synthetischer Plastikfolien, geschichtet oder übereinander angeordnet, zweckmäOigerweise mittels eines Infrarotstrahlers auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sie mittel· einer pneumatischen Druckdifferenz, die auf einer Seite der zusammengestellten Pollen erzeugt wird, oder mittels eines mechanischen Drucks derselben Größenordnung leicht verformbar ist. Falls in diesem Fall die Folien alle die gleiche Erweichungstemperatur haben, werden sie gewöhnlich auf diese Temperatur erhitzt. Haben die Folien Jedoch unterschiedliche Erweichungstemperatur, so euO die Zusammenatellung der Folien auf eine Temperatur erhitzt werden, die der höchsten der Erweichungstemperaturen der verwendeten Folien entspricht; die Folie Mit der höchsten Erweichungstemperatur sollte dann ale Träger verwendet werden«

Beim Herstellen von Gegenständen mittels der beschriebenen WMrmeformungstechnik ist es sehr schwer, den sogenannten Verzerrungedruck zu beherrschen. Der Ausdruck "Verzerrungedruck" bedeutet das Druckmuster, das eine vor dem Wurme« formen mit bestimmte· Muster bedruckt« thermoplastische Folie nach der Wärmebehandlung zeigt« Mit der beschriebenen Technik ist es also praktisch unmöglich, ein annehmbares reproduzierbares Muster zu erhalten. 01··· Schwierigkeiten rühren von verschiedenen Faktoren her, beispielsweise vom Spannungenachlassen la thermoplastischen Werkstoff während des Erhitzens der Folie auf ihre Erweichungstemperatur vor dem Värmeformen. And«« störende Einflüsse sind eine ungleiche Temperaturverteilung sowohl der Wärmequelle als auch der erhitzten Folie» Unterschiede Io des* Temperatur der Fora, Temperaturschwankungen des Schubstempele, sofern das Thermoformen vollständig oder teilweise mit mechanischen Mitteln durchgeführt wird, der Zeitpunkt der Erzeugung der pneumatischen Druckdifferenz von einer Seite der Folie her oder Unterschiede in der Molekulargewichtsverteilung der Folie.

Andererseits zeigt vorher bedrucktes Schichtmaterial aus thermoplastischer synthetischer Folie, die kaltverfonabar

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ist, nach dem Kaltformen einen reproduzierbaren Verzerrungedruck. Der Ausdruck "Kaltformen" bedeutet in dieser Hinsicht, daß die betreffende synthetische Folie bei einer Temperatur verformbar iat, die unterhalb ihrer die Spannung lösenden Temperatur liegt. Diese Kaltformungatemperatur kann jedoch gerade unterhalb der spannungslösenden Temperatur der synthetischen Folie liegen. Es hat sich freilich erwiesen, daß ein reproduzierbarer Verzerrungedruck in einer vorbedruckten Folie aus kaitverformbarem thermoplastischem synthetischem Material einer Foliendicke unter 25OA1 nicht zu erhalten ist. In diesem Fall fließt die Folie während des Kaltformens unregelmäßig, so daß eine regelmäßige Verzerrung des Druckmusters gestört wird.

Bei der Herstellung von Gegenständen mit speziellen physikalischen und/oder mechanischen Eigenschaften, beispielsweise von Behältern etwa für Margarine oder Butter, kann eine gewünschte physikalische und/oder mechanische Eigenschaften aufweisende Zusammenstellung verschiedener thermoplastischer synthetischer Folien dem Formungsprozess unterworfen werden. Bei der Herstellung hohler Gegenstände mit reproduzierbarem Verzerrungedruck durch gleichzeitiges Behandeln verschiedener thermoplastischer synthetischer Folien in einem Formungsprozeß bringt man gemäß der Erfindung eine auf ihre Erweichungstemperatur erhitzte Folie in Flächenkontakt mit einer unerwärmten, vorbedruckten, höchstens 250 Ai dicken Folie, deren spannungslösende Temperatur höher liegt als die Erweichungstemperatur der erhitzten Folie, worauf-hin man die Zusammenstellung der Folien einem negativen Tiefzieh-Vorgang unterwirft und durch Gas- oder Luftdruck in ihre endgültige Form bringt. Es hat sich erwiesen, daß bei einem solchen Vorgehen die un-erwärmte Folie mit einer Dicke von weniger als 25Oyu regelmäßig fließt und der Druck gemäß einem bestimmten Muster verzerrt wird. Darüberhinaus bringt das erfindungagemäße Verfahren den Vorteil mit sich, daß das "Zurückspringen" der vorgedruckten Folie nach dem Tiefzieh-Vorgang vermieden wird und die Folie dann dem erwähnten Kaltformen unterworfen wird, indem die erwHrmte Folie, nachdem sie ihre endgültige For*

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angenommen hat, verfestigt und gekühlt wird. Der Ausdruck "Zurückspringen" bedeutet hierbei die Erscheinung, daß die Maße eines durch Kaltformen gebildeten Gegenstands aus thermoplaebischer synthetischer Folie von den Maßen der verwendeten Port» abweichen.

Der negative Tiefzieh-Vorgang kann mit Hilfe einer auf einer Seite des Folienstoßes erzeugten Druckdifferenz, durch einen Preßstempel oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen durchgeführt werden. Es ist Jedoch wichtig, daß der Folienstoß durch Gas- oder Luftdruck in seine endgültige Form gebracht wird.

Vorzugsweise ist die auf ihre Erweichungstemperatur zu erhitzende und mit der unerwärmten vorbedruckten Folie in Flächenkontakt zu bringende Folie dicker als die vorbedruckte Folie. Durch diese Maßnahme erreicht man, daß der hergestellte Gegenstand eine für die praktische Verwendung ausreichende Formstabilität erhält» Außerdem verhindert diese Maßnahme noch sicherer das Zurückspringen der vorbedruckten Folie.

Vorteilhafterweise unterwirft man die Folie, deren spannungslösende Temperatur höher liegt als die Erweichungstemperatur der auf diese Temperatur erwärmten Folie, einer Schockkühlung, um die Ausmaße der Sphärolite oder Körner des Materials in dieser Folie zu begrenzen. Die Verzerrung des Drucks geht hierdurch in noch regelmäßigerer Weise vor sich.

Gemäß einer bevorzugten Durchführungsform der Erfindung verwendet man als vorbedruckte Folie eine tran'epaxente Folie, die spiegelbildlich bedruckt warden ist. Bei dem so hergestellten Gegenstand ist der Druck gegen Beschädigung geschützt.

Bei der Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrene ist es empfehlenswert, daß eine oder beide der Folien sit einer Schicht eines durch Wärme aktivierten Bindemittels verse-

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hen 1st bzw. sind. Die Folien verbinden sich dabei während des Tiefzieh-Vorgangs.

Vorzugsweise verwendet man als diejenige Folie, die bis zu ihrer Erweichungstemperatur erhitzt wird und mit der nids erwärmten vorbedruckten Folie in Berührung gebracht wird, eine Folie aus Polystyrol, während die vorbedruckte Folie aus Polypropylen besteht. Mit dieser Kombination werden hinsichtlich der Reproduzierbarkeit des Verzerrungsdrucks, der Wasserdampfdurchlässigkeit und des Glanzes des endgültigen Produkts sehr gute Ergebnisse erzielt. Die PoIyetyrolfolie hat vorzugsweise eine Dicke von 500 ai und die Polypropylenfolie eine Dicke von 50 au

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Durchführung*- beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine bekannte Vorrichtung zum Herstellen flacher Behälter mit rechteckigem Horizontalschnitt mit abgerundeten Ecken.

Diese Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene besteht aus einer Tiefziehform 1, deren Hohlraum 2 die Form der herzustellenden Bebälter aufweist· Die Form 1 ist mit einer (nicht sichtbaren) Vakuumleitung verbunden und kann in Richtung eines Pfeile A auf- und abbewegt werden.

Die Vorrichtung besteht weiterhin aua einem Klemmrahmen, der aus Teilen 3 und 4 besteht, die in Richtung von Pfeilen B zusammengeklemmt werden können und in Riohtung eines Pfeils C aus der dargestellten teilung in eine Stellung oberhalb der Form 1 und zurück hin- und herbewegt werden können·

Zur Vorrichtung gehärt weiterhin ein Infrarotstrahler 5, der an eine elektrieche Leitung 6 geschlossen ist·

Zur Durchführung des erfindungsgemäOen Verfahren« klemmt man «ine thermoplastische synthetische Folie 7t beisplels-

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weis· aus Polystyrol, zwischen dl« Teil· 3 und k de· Klemmrahaens, während auf dem oberen Rand 8 der For« 1, der den Forahohlraum 2 umgibt, eine thermoplastische synthetische Folie 9, beispielweise aus Polypropylen, angeordnet wird. Die synthetische Folie 9, deren Dicke weniger als 2$0m betrügt, hat auf ihrer Oberseite ein spiegelbildliches Druckbild 10 und kann außerdem auf dieser Seite mit einer Schicht eines durch Hitze aktivierbaren Bindemittels versehen sein.

Die Folie 7 wird mittels des Infrarotstrahlers 5 auf ihre Erweichungstemperatur erhitzt, woraufhin der Klemmrahmen mit den Teilen 3, k in die Stellung oberhalb der Form 1 bewegt wird. Anschließend wird die Form 1 angehoben, bis die Folie 9 die Folie 7 flächig berührt. Nun wird im Formhohlraum 2 durch öffnen der Vakuumloitung ein Vakuum erzeugt. Hierdurch nimmt die Zusammenstellung der Folien 7 und $ die Gestalt des Fortnholtraume an, während sich die Folie 9 durch die nahe Berührung mit der Folie 7 erwärmt. Jedoch nur auf eine Temperatur, die unterhalb der spannungslösenden Temperaturen der Folie 9 liegt. Nach dem Kühlen und nachdem die Form nach unten bewegt worden ist, kann der hergestellte Gegenstand aus dem Formhohlraum 2 genommen werden.

Durch das Kaltverformen der Folie 9, während sie in Kontakt mit der Folie 7 ist, ergibt sich, daß der Druck des erhaltonen Gegenstands sich immer in genau der gleichen Weise verzerrt, also reproduzierbar ist. Außerdem ergibt es sich, daß die Maße des erhaltenen Gegenstands praktisch mit den Maßen des Formhohlraums 2 übereinstimmen, da ein Zurückspringen der Folie 9 durch die beim Abkühlen wieder erhärtende Folie 7 verhindert wird.

Vttrde andererseits die Folie ο ohne die Folie 7 einea Tiefsieh- Vorgang unterworfen , so ergäbe es sieh, daß «ich der Druck jedesmal in anderer Yeiee verzerrt, und zwar aufgrund des Auftretens eines unregelmäßigen Materialfließen· der Folie. Der Verzerrungsdruck wäre dann nicht reproduzierbar und die Maße des tiefgezogenen Gegenstands entsprächen aufgrund des Zurückspringana des Materials nicht den Maßen des Formhohlraum·.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände mit reproduzierbarem Verzerrungsdruck durch gleichzeitiges Formen mehrerer thermoplastischer synthetischer Folien, dadurch gekennzeichnet, daß man eine auf ihre Erweichungstemperatur erwärmte Folie (?) in Flächenkontakt mit einer unerwärmten vorbedruckten Folie (9)» deren Dicke hoch«tens 25OyU beträgt und deren die Spannung lösende Temperatur höher liegt als die Erweichungstemperatur der erwärmten Folie (7), bringt und dann diese Zusammenstellung der Folien durch Gas- oder Luftdruck einem negativen Tiefzieh-Vorgang unterwirft und sie in ihre endgültige Form bringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bis zu ihrer Erweichungstemperatur zu erwärmende und in Flächenkontakt mit der unerwärmten vorbedruckten Folie (9) au bringende Folie (7) dicker ist als die vorbedruckte Folie (9).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie (9), deren spannungslösende Temperatur höher ist als die Erweichungstemperatur der auf diese Temperatur zu erwärmenden Folie (7)t einer Schock=· kühlung unterwirft, um die Ausmaße der Körner dieses Material· zu begrenzen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als vorbedruckte Folie (9) eine transparente, spiegelblldlch bedruckte Folie verwendet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, daß eine oder he'ide der Folien (7,9) mit einer Schicht eines durch Hitze aktivierten Bindemittels versehen ist bzw. sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bis zu ihrer Erweichungstemperatur zu erwärmende und in Flächenkontakt Mit der un erwärmt et*

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- vorbedruckten Folie (9) *u bringende Folie (7) aus Polystyrol besteht, während die vorbedruckte Folie (9) aus Polypropylen besteht·

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyetyrolfolie (7) 500/U und die Polypropylenrolie (9) 5OyU dick ist.

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