DE2134003A1

DE2134003A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung von geformten Hohlkörpern aus thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE2134003A1
Application number: DE19712134003
Authority: DE
Inventors: Wasuke Machida Inko Fumio To kio Yuzawa Yoshihiko Yokohama Takeuchi Setsuyuki Ueda Ibe Nobukuni Nagano Sato, (Japan) P
Original assignee: Showa Denko KK; Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd; Resonac Holdings Corp
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-02-17
Also published as: CH527051A; FR2098332B1; NL7109492A; GB1328488A; BE769788A; DE2134003B2; FR2098332A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 9, Postfach 348

/. JUlX lyVl Stuttgart (0711)35i539

PA 2 rüza 35901?

Telegramme Patentschutz Eislingenneckar

Showa Denko K.K., 34 Shiba Miyamoto-cho, Minato-ku,

Tokyo, Japan, und

Nissei Plastic Industrial Co., Ltd., 2110 Oaza Naniyo, Sakaki-cho, Hanishina-gun, Nagano-ken, Japan.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geformten Hohlkörpern aus thermoplastischem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ge formten Hohlkörpern aus thermoplastischem Material, bei dem durch Spritzgießen zunächst ein einseitig geschlossener Vorformling hergestellt und dieser Vorformling sodann durch Blasen in einer Blasform verformt wird, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Hohlkörper.

Zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material wird heute häufig eine Spritzgießtechnik mit anschließendem Verblasen verwendet. Bei diesem Verfahren wird durch Spritzgießen zunächst aus geschmolzenem thermoplastischem Material ein einseitig geschlossener Vorformling hergestellt, der sodann in eine Blasform überführt und dort durch Einblasen von Druckluft aufgeweitet wird. Dieses Verfahren umfaßt somit die Verfahrensschritte der Herstellung eines Vorformlings durch Spritzgießen, der Uber-

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führung des Vorformlings in eine Blasform, des Schließens der Blasform, des Einblasens von Druckluft, der Abkühlung, des öffnens der Blasform und schließlich der Herausnahme des geformten Hohlkörpers aus der Blasform, wobei die angegebene Reihenfolge eingehalten wird.

Dieses Spritzgießen mit anschließendem' Verblasen ist insoweit vorteilhaft, daß ein eigener Verfahrensschritt zur Fertigbearbeitung der Öffnungsberandung der geformten Hohlkörper nicht erforderlich ist, weil die öffnungsberandung bei dem Spritzgießen sehr exakt hergestellt wird. Außerdem ist es nicht notwendig, einen Bodenteil abzuschneiden; auch werden keine schwachen Stellen gebildet, während der Materialverlust klein ist.

Die Qualität der geformten Hohlkörper ist bei diesem Spritzgießverfahren mit anschließendem Verblasen merklich durch die Temperatur und den Zustand des durch Spritzgießen hergestellten Vorformlings beeinflusst. Das bedeutet, daß, wenn die Temperatur des Vorformlings zu hoch ist, die Entnahme des Vorformlings aus der Form wegen dessen Haftung an der Form gestört ist, während die anschließende Blasverformung unmöglich ist. Ist andererseits die Temperatur des Vorformlings zu niedrig, so ist die Blasverformung des Vorformlings wegen der hohen Viskosität des Vorformlings nicht möglich. Die Temperaturverhältnisse des Vorformlings müssen deshalb sehr genau eingeregelt werden.

Unglücklicherweise können aber bei der bekannten Spritzgießtechnik die Temperaturverhältnisse des Vorformlings nicht so exakt eingestellt v/erden. Insbesondere bei der Herstellung von dünnwandigen Gegenständen ist es notwendig,

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die Temperatur sehr exakt zu regeln und eine gleich-mäßige Temperaturverteilung sicherzustellen. Eine solche exakte Temperaturregelung ist aber bei den bekannten Verfahren nicht möglich, aus welchem Grunde es sehr schwierig wird, große Gegenstände mit kleiner Wandstärke herzustellen.

Außerdem können mit den bekannten Verfahren keine Gegenstände hergestellt werden, die einerseits eine hervorragende mechanische Festigkeit aufweisen und andererseits über eine sehr gute Transparenz (Lichtdurchlässigkeit) verfügen. j Bei den bekannten Verfahren wird nämlich der durch Spritzgießen hergestellte, einseitig geschlossene Vorformling sofort durch Druckluft aufgeweitet und verformt, so daß es außerordentlich schwierig ist, die Blasverformung derart durchzuführen, daß der geformte Gegenstand erforderlichenfalls eine bestimmte Orientierung erhält.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, der es gestattet, die erwähnten technischen Schwierigkeiten der bekannten Verfahren zu überwinden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, geformte Hohlkörper aus thermoplastischem ,

Material durch Spritzgießen und anschließendes Verblasen " mit gutem Wirkungsgrad bei hoher Produktqualität herzustellen.

Zu diesem Zwecke ist das Verfahren gemäß der Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß der einseitig geschlossene Vorformling durch Spritzgießen auf der Oberfläche eines Formkernes erzeugt wird, der so hergestellte Vorformling sodann auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der er leicht von dem Formkern abgenommen werden kann, anschliessend der abgenommene Vorformling wieder auf eine vorbe-

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stimmte Temperatur erwärmt wird und der erwärmte Vorformling sodann in die Blasform gebracht wird, in der er schließlich einer Blasverformung unterworfen wird.

Das neue Verfahren umfasst die Verfahrensschritte der Abkühlung eines geformten Vorformlings, der Abnahme des Vorformlings von dem Formkern und der Wieder erwärmung des Vorformlings vor der anschließenden Blasverformung. Die Benutzung dicisor VcrfahroriHschrittc gautattot die Her«teilung von Gegenständen mit hervorragender mechanischer Festigkeit und besonders guter Lichtdurchlässigkeit, während die Blasverformung des Vorformlings so durchgeführt werden kann, daß den fertigen Gegenständen eine bestimmte Orientierung gegeben wird. Außerdem ergeben sich durch exakte Temperaturregelung beim Vorformling Gegenstände hervorragender Qualität.

Die Vorrichtung zur Herstellung geformter Hohlkörper aus thermoplastischem Material ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie einen vertikal bewegbaren oberen Formträger mit einem Formkern zum Spritzgießen und mit einem Heizdorn zur Erwärmung der Innenseite eines einseitig geschlossenen Vorformlings sowie einen Kern zur Blasverformung aufweist, dem ein horizontal verdrehbarer mittlerer Formträger mit Haltern zum Festhalten der öffnungsberandung eines einseitig geschlossenen Vorformlings und ein vertikal bewegbarer unterer Formträger mit einer Spritzgießform, einer Heizvorirchtung und einer Blasform konzentrisch zugeordnet sind, und daß durch den Formkern, einen der Halter und die Spritzgießform im zusammengefügten Zustand eine Spritzgießstation zur Herstellung eines ein seitig geschlossenen Vorformlings, durch den Heizdorn, einen der Halter und die Heizvorrichtung im zusammengefügten Zu-

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eine lieizstation für den einseitig geschlossenen Vorformling und schießlich durch· den Kern einen der Halter und die Blasform im zusammengefügten Zustand eine Blasstation zum Blasverformen des erwärmten Vorformlinges gebildet ist.

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In der Zeichnung sind Äusführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, ils zeigen:

Fig. 1 eine Spritz-Blasvorrichtung gemäß der Erfindung, teilweise im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht,

Fig. 2 eine schematische Veranschaulichung der Anordnung der Spritz-Gießstation der Vorformlingaufwärmstation und der Blasformstation der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3A- eine schematische Veranschaulichung der Schritte

3H

des erfindungsgemäßen Spritz-Blasverfahrens,

Fig. 4 einen Teil einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer anderen Ausführungesform, zur Veranschaulichung der Wiedererwärmung des Vorformlinges, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht,

Fig. 5A- einen Teil einer Vorrichtung gemäß der Erfindung

5C

zur Veranschaulichung der Wiedererwärmung des Vorformlings und des Verblasens bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer anderen Ausführungsform, jeweils im axialen Schnitt in einer Seitenansicht,

Fig. 6 einen Teil einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform zur Veranschaulichung der Wiedererwärmung des Vorformlings, im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und

Fig. 7A- einen Teil einer Vorrichtung gemäß der Erfindung

7C

in einer noch anderen Ausführungsform unter Veranschaulichung des Spritzgießens und der Wiedererwärmung des Vorformlings bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, jeweils im axialen Schnitt.

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In Fig. 1 ist ein Formträger veranschaulicht, welcher eine Tragscheibe 1 für einen oberen Formteil, eine Tragscheibe für einen mittleren Formteil und eine Tragscheibe 3 für einen unteren Formteil aufweist, wobei die einzelnen Tragscheiben in ihrer jeweiligen Stellung beweglich gelagert sind. Der Teil A bildet eine Spritz-Gießstation (mit den entsprechenden Teilen Al, A2 und A 3), während der Teil B eine Blasformstation (mit den Teilen Bl, B2, B3) darstellt und der Teil C schließlich eine Station zur Wiedererwärmung des einen Boden aufweisenden Vorformlinges bildet, wobei ihm die entsprechenden Teile Cl, C2 und C3 zugehören.

In Fig. 2 ist die relative gegenseitige Lage (Teile A, B, C) schematisch dargestellt, woraus zu ersehen ist, daß die Teile jeweils um einen Zentriwinkel von 120 gegeneinander versetzt sind. Das bedeutet, daß die Teile Al, Bl, Cl der Tragscheibe 1 für den oberen Formteil, die Teile A2, B2, C2 der Tragscheibe 2 für den mittleren Formteil und die Teile A3, B3, C3 der Tragscheibe 3 für den unteren Formteil jeweils einen Zentriwinkel von 120 zwischen sich einschließen.

An der Unterseite der nach oben abnehmbaren Tragscheibe 1 für den oberen Formteil sind ein Spritzgießkern 4, ein f

lieizdorn 5 zur Beheizung der Innenseite des einseitig geschlossenen Vorformlings und ein Blasformkern 6 (bei Al, Cl und hl) angeordnet. Am unteren Ende des Blasformkernes 6 ist eine Stange 7 vorgesehen, die den einseitig geschlossenen Vorformling während des Blasverformens in der Längsrichtung streckt. Wie aus Fig. 3B zu ersehen, kann die Stange 7 durch einen Stempel 7a nach unten geschoben werden.

Auf der Oberseite der Tragscheibe 2 für den mittleren Formteil sind Halter 8, 9, 10 angeordnet, die jeweils einen

zwischen sich ei

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Winkel von 120 zwischen sich einschließen und an den Teilen

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A2, C2_r B2 entsprechenden Stellen sitzen. Diese Halter 8_f 9, IO dienen zum Festhalten der Öffnungsberandung 21 eines einseitig verschlossenen Vorformlings 11. Die Tragscheibe 2 des mittleren Formteiles ist horizontal um eine senkrecht zu ihrer Oberfläche verlaufende, in der Zeichnung nicht weiter dargestellte Drehachse drehbar.

Auch die Tragscheibe 3 für den unteren Formteil ist in Vertikalrichtung abnehmbar; sie trägt auf ihrer Oberseite eine Spritzgießform 12, eine Heizvorrichtung 13 und eine Blasform 14, 15, jeweils an den den Teilen A3, B3 und C3 entsprechenden Stellen. Die Spritzgießform 12 weist eine Formhöhlung 17 und einen Einlaßkanal 16 auf, während die Heizvorrichtung 13 über eine Höhlung 18 verfügt, in der der Vorformling durch Wärmeübertragung von der Heizvorrichtung 13 erwärmt wird. Die Blasform schließlich verfügt über zwei Teile 14, 15, die voneinander getrennt werden können und von denen jeder eine Höhlung 19 bzw. 2O aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung geformter Gegenstände soll nun im einzelnen erklärt werden:

Fig.'3A veranschaulicht den Zustand in der Spritzgießstation zu dem Zeitpunkt, zu dem der obere, der mittlere und der untere Formteil mittels der zugeordneten Tragscheiben zusammengefügt sind. In den Zwischenraum zwischen der Spritzgießform 12 und dem Kern 4 wird über den Einlaßkanal 16 ein geeignetes, plastifiziertes Kunststoffmaterial eingespritzt. Dadurch wird ein in Fig. 3B dargestellter, mit einem Boden versehener, d. h. einseitig geschlossener. Vorformling hergestellt. Hierauf werden die Tragscheiben des oberen und des unteren Formteiles vertikal von der Tragscheibe des mittleren Formteils über einen geeigneten Antriebsmechanismus wegbewegt und in die in Fig. 3B dargestellte Stellung überführt. Hierbei wird der Vorformling 11 von dem

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Halter 8 im Bereiche der öffnungsberandung 21 des Vorformlings festgehalten. Hierauf wird die Tragscheibe 2 des mittleren Pormteiles um 120° gedreht, so daß der Vorformling 11 in die Wiedererwärmungs- oder Heizstation C nach Fig. 3D gelangt, worauf die Tragscheiben des oberen, mittleren und unteren Forrateile wieder zusammengefügt werden, so daß sich der Zustand nach Fig. 3E ergibt. Der Vorformling 11 ist nunmehr von der Höhlung 18 der Heizvorrichtungl3 umschlossen, während der Heizdorn 5 in den Hohlraum 22 des .Vorformlings 11 ragt, womit der Vorformling durch Wärmezufuhr sowohl von dem Heizdorn 5 als auch von der Heizvorrichtung 13 erwärmt wird. Die Heizvorrichtung 13 und der Heizdorn 5 sind jeweils mit geeigneten Heizelementen, beispielsweise mit eingebetteten Heizleitern, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, ausgerüstet. Der Vorformling wird nunmehr so weit erhitzt, daß er in einen Zustand übergeführt wird, in dem er durch Blasen verformt werden kann.

Der Zusammenhang zwischen der Oberflächentemperatur der Heizvorrichtung 13 und des Heizdornes 5 mit dem jeweiligen Zustand der Vorformlinge wird für die verschiedenen Materialien und unterschiedlichen Wandstärken der Vorformlinge experimentell bestimmt. Unter Berücksichtigung dieser experimentell gewonnenen Daten und der gemessenen Temperatur kann damit eine für das Blasformen geeignete Erwarmungstemperatur festgestellt werden.

Nach der Erwärmung des Vorformlings 11 werden die Tragscheiben des oberen und unteren Formteiles wieder von der Tragscheibe des mittleren Formteiles wegbewegt, worauf die Tragscheibe des mittleren Formteiles um 120 gedreht wird, so daß der erwärmte Vorformling 11 nunmehr in die Blasformstation B nach Fig. 3F gelangt. Anschließend werden die Tragscheiben für den oberen und unteren Formteil mit

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der Tragscheibe des mittleren Formteiles zusammengefügt, während Teile 14, 15 der Blasform zusammengedrückt werden, so daß sich der in Fig. 3G dargestellte Zustand ergibt. Hierbei ragt die Stange 7 des Blasformkernes 6 nach unten, wobei sie den erwärmten Vorformling dehnt. Gleichzeitig oder nach dieser Dehnung wird Druckluft in den Hohlraum des Vorformlings durch einen nicht dargestellten, in dem Kern 6 angeordneten Kanal eingeblasen, so daß der Vorformling seitlich aufgeweitet wird. Nach dem Blasen werden die drei Tragscheiben der Formteile und die beiden Formteile 14, 15 wieder voneinander getrennt, worauf der fertige Gegenstand aus der Vorrichtung entnommen wird, so daß sich der Zustand nach Fig. 3H ergibt.

Bei der .erläuterten Vorrichtung sind die Spritz-Gießstation, die Blasformstation und die Wiedererwärmungsstation oder Heizstation für den Vorformling jeweils um einen Winkel von 120 gegeneinander versetzt. Dieser Winkel muß jedoch nicht immer 120° betragen. Werden die einzelnen Stationen lediglich um einen Winkel von 60 gegeneinander versetzt, so können in einer Maschine zwei Vorrichtungssätze zum Spritz-Blasformen untergebracht werden. Diese Stationen müssen auch nicht unbedingt jeweils einen gleichen Winkel miteinander einschließen. Es ist auch möglich, in jeder Station eine Anzahl von Formen etc. vorzusehen, so daß das Spritz-Blasformen parallel geführt wird. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die einzelnen Elemente in jeder Station auf einer gemeinsamen Tragscheibe befestigt sind, sind auch Ausfuhrungsformen denkbar, bei denen die Formteile nicht auf einer gemeinsamen Scheibe sitzen, sondern jeweils auf einzelnen getrennten Scheiben angeordnet sind.

Bei der in den Fig. 3D und 3E veranschaulichten Erwärmung des Vorformlings 11 kann die üffnungsberandung 21 eines solchen einseitig geschlossenen Vorformlings 11 gelegentlich durch Schrumpfen verformt werden. Diene Verformung der

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Vorformlings läßt sich durch das folgende Verfahren vermeiden, durch das sich eine hervorragende Formstabilität erzielen läßt:

Das Verfahren wird beispielsweise unter Verwendung eines inneren Stützelementes 23 durchgeführt, welches eine Schulter aufweist und die Innenseite der öffnungsberandung 21 des Vorformlings 11 nach Fig. 4 abstützt, sowie anstelle des lieizdornes 5 nach Fig. 1 eingesetzt wird. Bei Verwendung der in Fig. 4 dargestellten Anordnung, d. h. bei Erwärmung eines einseitig geschlossenen Vorformlings 11, wird die Schulter des Stützelementes 23 in die Öffnungsberandung 21 " des Vorformlings 11 eingeführt, so daß die öffnungsberandung 21 sowohl durch die Schulter des Stützelementes 23 als auch durch den Halter fixiert wird, womit gewährleistet ist, daß im Falle des Auftretens einer Schrumpfung bei der Erwärmung des Vorformlings keine Formveränderung der öffnungsberandung stattfinden kann. Die Erwärmung kann damit ohne die Gefahr von unerwünschten Formveränderungen und Formabweichungen des Gegenstandes durchgeführt werden. Bei Verwendung des mit einer Schulter versehenen Stützelementes nach Fig. 4 wird Wärme lediglich von der Außenseite, d. h. von der Heizvorrichtung bei der Ausführungsform nach Fig. 4, zugeführt. Wird jedoch ein inneres Stützelement verwendet, | welches außer der die öffnungsberandung des Vorformlinges abstützenden Schulter einen vorstehenden. Heizelemente enthaltenden Teil aufweist, der in den Hohlraum 22 des Vorformlings 11 ragt, ohne dessen Innenwandung zurühren, so kann auch von der Innenseite des Vorformlings aus Wärme zugeführt werden. In diesem Falle läßt sich eine schnellere Erwärmung zusammen mit einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung erzielen, wodurch das anschließende Blasverformen genauer und leichter durchführbar wird.

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In den Fig. 5A, 5B und 5C sind andere Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Erwärmung des Vorformlings sowie zum Blasformen dargestellt. Bei dieser Ausfuhrungsform ist der Teil 23 ein inneres Stützelement, welches in der Mitte eine Dehn- oder Streckstange 7 aufweist. Ein durch die Verfahrensschritte nach den Fig. 3A bis 3C erhaltener, einseitig geschlossener Vorformling wird in die Wiedererwärmungs- oder Heizstation C überführt, die mit der Heizvorrichtung 13 und dem Stützelement 23 nach Fig. 5A ausgerüstet ist, wobei die Öffnungsberandung 21 des Vorformlings 11 zwischen der Schulter des Stützelementes 23 und dem Halter 8 festgehalten ist und der Vorformling 11 durch die Heizvorrichtung 13 erwärmt wird. Nach der Erwärmung des Vorformlings wird lediglich die Heizvorrichtung 13 entfernt, während der Halter 8 und das Stützelement 23 mit dem von ihnen festgehaltenen Vorformling in die Blasformstation B überführt werden. Bei Verwendung eines solchen in den Vorformling hineingreifenden Stützelementes 23 ist die Tragscheibe 1 für den oberen Formteil deshalb nicht nur nach oben bewegbar; sie muß vielmehr auch um eine senkrecht zur Scheibenebene verlaufende Achse horizontal drehbar gelagert sein. In der Station B wird die Blasform 14, 15 an den Halter 8 angefügt, so daß der Vorformling 11 in der aus Fig. 5B ersichtlichen Weise von der Form 14, 15 eingeschlossen ist. Durch Vorschieben der Streck- oder Dehnstange 7 und Einblasen von Druckluft in den Hohlraum des Vorformlings über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Kanal, welcher auf der Innenseite des Stützelementes 23 mündet, wird der Vorformling aufgeweitet, so daß er in den Zustand nach Fig. 5C übergeht. Bei Verwendung einer solchen Streck- oder Dehnstange 7 ist der Blasformkern 6, der an der Tragscheibe 1 des oberen Formteiles sitzt, und in Fig. 1 veranschaulicht ist, überflüssig.

Wenn der Vorformling beim Aufweiten durch die Dehn- oder Streckstange 7 in der Längsrichtung gedehnt wird, welche den Bodenteil 11a des Vorformlings 11 nach der Erwärmung des Vorformlings in der aus den Fig. 5A bis 5C ersichtlichen

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Weise nach unten drückt, ist es schwierig, einen Temperaturausgleich zwischen der Stange 7 und dem Vorformling 11 aufrechtzuerhalten.

Ist die Temperatur der Stange 7 im Vergleich mit jener des Vorformlings 11 zu nieder, obwohl der Vorformling gleichmäßig erwärmt worden war, so wird der/der Stange 7 anliegende Teil des Vorformlings einschließlich des ihn umgebenden Bereiches durch Abkühlung ausgehärtet, was zur Folge hat, daß er gelegentlich abreißt, womit eine Blasverformung unmöglich wird. Ist auf der anderen Seite die Temperatur der Stange 7 zu hoch, so wird der mit der Stange in Berührung kommende Bodenteil 11a des Vorformlings 11 erweicht und gelegentlich perforiert.

Um diese unerwünschten Erscheinungen zu vermeiden, wird die Erwärmung des Vorformlings 7 vorzugsweise derart durchgeführt, daß die Stange 7 so weit vorgeschoben ist, daß sie den Bodenteil 11a des Vorformlings 11 auf der Innenseite berührt, Da der Vorformling, welcher die Stange berührt, im Ganzen erwärmt wird, wird die Stange 7 im wesentlichen auf die gleiche Temperatur wie der Vorformling 11 gebracht, womit die Gefahr des Abreißens oder des Auftretens von Perforationen für den Bodenteil des Vorformlings bei der Verformung des Vorformlings in Längsrichtung beseitigt wird.Es ist zweckmäßig, eine Streck- oder Dehnstange 7 zu verwenden, deren Temperatur geregelt werden kann. Steht die Stange 7 mit dem Bodenteil 11a des Vorformlinges 11 bei dessen Erwärmung in Berührung, so kann die Temperatur der Stange auf die Temperatur gebracht werden, auf die der Bodenteil des Vorformlings erwärmt wird. Dies geschieht an sich in der erwarteten Weise, doch sollte wahrscheinlich deshalb, weil die Spannungen sich bei der Längsdehnung des Vorformlings in dem Teil des Vorformlings konzentrieren, welcher die Streck- oder Dehnstange berührt, dieser Teil etwas härter als die anderen Teile sein. Aus diesem Grunde

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soll die Streck- oder Dehnstange 7 mit Vorzug auf einer Temperatur gehalten werden, die weder höher noch 2O°C tiefer als die Temperatur des Vorformlinges ist. Besonders zufriedenstellende Ergebnisse bei der Blasverformung des Vorformlings wurden erzielt, wenn die Temperatur der Streckoder Dehnstange 7 auf einem Wert gehalten wurde, der geringfügig (etwa 5 bis 1O°C) unter der Temperatur des Vorformlings lag. Zur Temperaturregelung der Streck- oder Dehnstange 7 kann; ein geeignetes Wärmeübertragungsmedium verwendet werden, das in der Stange zirkulieren lassen wird.

Bei der in Fig. 6 veranschaulichten Ausführungsform ist die Streck- oder Dehnstange an der Innenseite des Stützelementes 23 befestigt. Die Streck- oder Dehnstange 7 kann jedoch an dem Kern 4 der Spritzgießform befestigt v/erden. In diesem Falle wird nach der Entfernung des Spritzgießformkernes 4 aus dem Vorformling die Erwärmung des Vorformlings in einem Zustand vorgenommen, in dem das Ende der Streck- oder Dehnstange in Berührung mit der Innenseite des Bodenteiles des Vorformlinges verbleibt. Bei den erwähnten Ausführungsbeispielen wird ein Vorformling 11 erst dann erwärmt, nachdem er vollständig von dem Spritzgießformkern 4 abgenommen worden ist. Der Vorformling 11 kann jedoch auch nicht vollständig, sondern lediglich teilweise abgenommen werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird in dem Zustand nach Fig. 3C ein Vorformling 11 nicht vollständig von dem Spritzgießformkern 4 abgenommen; es wird vielmehr lediglich zunächst die Form 12 entfernt, wie es in Fig. 7A veranschaulicht ist. Hierauf wird der Kern durch einen geeigneten, nicht dargestellten Antriebsmechanismus angehoben, so daß sich ein Zwischenraum 24 ergibt. In diesem Falle ist es möglich, die Tragplatte 2 für den mittleren Formteil so auszubilden, daß der Halter 8 vertikal bewegbar ist, und sich der Zwischenraum 24 durch Absenken des Halters 8 ergibt,

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Als Antriebsmechanismus für den Kern 4 und den Halter 8 kann ein druckmediumsbetätigter Mechanismus·, ein mit einer elastischen Kraft wirkender Mechanismus usw. verwendet werden.

Der Vorformling 11 wird zusammen mit dem Kern 4 unter Aufrechterhaltung des Zustandes nach Fig. 7B in die Wiedererwärmungs- oder Heizstation überführt, (in diesem Falle muß die Tragscheibe 1 des oberen Formteiles horizontal drehbar sein). Fig. 7C veranschaulicht den Formteil 11 in der Wieder-

erwärmungs. oder Heizstation C nach Fig. 2. Hierbei wird ' der Vorformling 11 von der Außenseite her durch die Heizvorrichtung 13 und von der Innenseite her durch den Kern 4 erwärmt, der durch Zirkulation eines geeigneten, wärmeübertragenden Mediums, etwa öl, aufgeheizt wird. Der auf diese Weise erweichte Vorformling 11 wird sodann in die Blasformstation B nach Fig. 2 zusammen mit dem Kern 4 durch entsprechende Verdrehung der Tragscheiben überführt und in der Station B durch Einführen von Druckluft über einen in der Zeichnung nicht dargestellten und in dem Kern 4 vorgesehenen Kanal in den Innenraum des Vorformlings verformt.

Bei dieser Ausfuhrungsform entfallen, wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, der Heizdorn 5 und der Kern 6 der Blasform, die sonst in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise an der Tragescheibe des oberen Formteiles befestigt

Bei dem in den Fig. 7A, 7B und 7C veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Blasverformung in einem Zustand durchgeführt, in dem ein Teil des Vorformlings 11 mit der Oberfläche des Kernes 4 in Berührung steht. In einem solchen Falle wird häufig der mit dem Kern 4 in Berührung stehende Teil des Vorformlings 11 angeschmolzen, so daß er an der Oberfläche des Kerns 4 schließt, womit die Blasver-

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formung schwierig wird. Um dies zu vermeiden, wird der Vorformling 11 bei der Erwärmung vorzugsweise derart erwärmt, daß seine Außenseite heißer als die Innenseite ist, was mit anderen Worten bedeutet, daß die Außenfläche des Vorformlings 11 heißer ist als der Spritzgießformkern 4. Durch eine derartige Erwärmung läßt sich eine Blasverformung erzielen, die einfach vor sich geht, ohne daß ein Verkleben zwischen dem Vorformling und dem Kern auftritt.

Beispiel 1

Ein Polypropylen-Kunstharz mit einem spezifischen Gewicht

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von 0,90 gr/cm und einem melt flow index von 7,0 wurde entsprechend den Verfahrensschritten nach den Fig. 3Λ 3H durch Spritzgießen und Blasen verformt. In der Gießformstation wurde ein einseitig geschlossener Vorformling durch Spritzgießen bei 25O°C hergestellt. Der Vorformling wurde nach Abkühlung des Kernes vollständig von dem Kern der Spritzgießform abgenommen und in die Wiedererwärmungs- oder Heizstation überführt, in der er auf 145°C erwärmt wurde. Der erwärmte Vorformling wurde sodann in die Blasformstation gebracht, in der er mit einem Blasdruck von

0,5 kg/cm in einer Blaszeit von 10 sek. blasverformt wurde, wobei er ausf 3,5 mal der ursprünglichen Länge längsgestreckt und seitlich auf 4 mal den ursprünglichen Durchmesser aufgeweitet wurde. Die Blasformtemperatur wurde bei der Verformung auf 40 bis 60°C abgesenkt.

Auf diese Weise wurde eine Flasche mit einem Inhalt von 260 cm und einem Gewicht von 2,1 g hergestellt. Die Wandstärke des Bodenteils und der Seitenwände war gleichmäßig 0,1 mm. Die Flasche war frei von Tiefen und Formunregelmäßigkeiten. Die Zugfestigkeit der Flasche betrug 4000 bis 1500 kg/cm . Dieser Wert liegt wesentlich höher als der entsprechende Wert von üblichen solchen Produkten,

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3 kg/cm nicht ü 209808/1203

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der 350 bis 450 kg/cm nicht übersteigt.

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Beispiel 2

Ein gemischtes Kunstharzmaterial, das aus 95 % Gewicht eines Äthylen-Propylen Mischpolymeren (Äthylengehalt < 2 - 3 % Gewicht) mit einem spezifischen Gewicht von 0,9 g/cm und einem melt flow index von 7,0 und 5 % Gewicht eines Polyäthylens mit einem spezifischen Gewicht von 0,96 g/cm und. einem melt flow index von 5,0 bestand, wurde gemäß dem anhand der Fig. 3Λ bis 311 veranschaulichten Verfahren verformt, mit dem Unterschied jedoch, daß die Erwärmung des Vorformlings unter Verwendung der Anordnung ( nach Fig. 6 durchgeführt wurde.

In der Spritzgießstation wurde das obengenannte Material zunächst durch Spritzgießen in einen einseitig geschlossenen Vorformling bei einer Temperatur von 185 C überführt. Der Vorformling wurde sodann nach dem Abkühlen vollkommen von dem Spritzgießformkern abgenommen. Anschließend wurde der Vorformling in die Wiedererwärmungs- oder Heizstation überführt, in derber durch die auf 170⁰C erwärmte Form bei 170°C erwärmt wurde. Der erwärmte Vorformling wurde auf 115°C gebracht, wobei das Ende der Streck- oder Dehnstange, das durch in der Stange zirkulierendes öl von i 110⁰C auf 110⁰C gehalten wurde, gegen die Innenseite des Bodenteils des Vorformlings gedrückt wurde. Dies gestattete eine Längendehnung des Vorformlings auf das 2,2 bis 3,4-fache der ursprünglichen Länge, ohne daß am Bodenteil Perforationen auftraten. Auf diese Weise wurden Behälter

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mit einem Inhalt von 450 cm und 1350 cm hergestellt, die jeweils 12 g wogen. Die Wandstärke betrug 0,2 mm bei dem 450 cm Behälter und 0,1 mm bei dem 1350 cm Behälter. Beide wiesen gleichmäßige Wandstärken auf und waren frei von Formunregelmäßigkeiten, Riefen und dgl.. Hinsichtlich der Durchsichtlichkeit waren sie bekannten vergleichbaren Produkten überlegen. Die Zugfestigkeit

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3 1500 kg/cm , wa

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betrug 800 bis 1500 kg/cm , was ebenfalls den entsprechenden

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Wert von bekannten Gegenständen, deren Zugfestigkeit bei 350 bis 450 kg/cm liegt, wesentlich übersteigt.

Bei Verwendung einer Streck- oder Dehnstange, deren Temperatur am Stangenende bei 9O°C und 12O°C lag, ergab sich ein Abreißen bzw. eine Perforation des Bodenteils.

Beispiel 3

Ein Äthylen-Propylen-Mischpolymeres (Äthylengehalt 2 bis 3 % Gewicht) mit einem spezifischen Gewicht von 0,897 g/cm und einem melt flow index von 4,9 wurde durch ein Verfahren entsprechend den in den Fig. 7A bis 7C veranschaulichten Verfahrensschritten verformt, wobei der Vorformling teilweise von dem Kern abgenommen wurde. Es wurde zunächst ein Vorformling aus dem erwähnten Material durch Spritzgießen bei 25O°C in der Spritzgießstation hergestellt. Die Spritzgxeßbedxngungen waren wie folgt:

Die Temperatur des vorderen Teiles der Spritz- und Gießvorrichtung betrug 25O⁰C, die des mittleren Teils 22O°C und die des hinteren Teiles 150⁰C. Die Spritzgießzeit betrug 4,5 sek; die Kühlzeit 6,0 sek., der Spritzdruck belief sich auf 40 kg/cm² (Öldruck).

Der Vorformling wurde sodann in der Wiedererwärmungs- oder Heizstation erwärmt und anschließend in der Blasformstation unter den folgenden Bedingungen verformt:

Die Heiζtemperatur auf der Innenseite des Vorformlings betrug 125°C, während sie sich auf seiner Außenseite auf 170⁰C belief. Die Aufheizzeit betrug 20 sek., der

2 Blasdruck belief sich auf 3,5 kg/cm , die Blaszeit war 3,0 sek., die Temperatur der Blasform betrug 40 bis 60 C. Das Material konnte lediglich durch dieses Verfahren, bei dem ein Vorformling teilweise von dem Kern abgenommen wird, verformt werden'. Eine Verformung mit einem bekannten Verfahren, bei dem der Vorformling nicht von dem Kern abge-

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nommen wird, war nicht möglich.

Die Verwendung einer inneren Heiztemperatur von 135°C und einer äußeren Heiztemperatur von 18O°C unter Beibehaltung der übrigen Bedingungen bei der Wiedererwärmung und beim Verblasen, wie sie oben angegeben sind, führte· ebenfalls zu guten Produkten.

Beispiel .4

Ein Riypropylen mit einem spezifischen Gewicht von 0,901 g/cm und einem melt flow index von 7,5 wurde dreimal zum Spritzgießen unter unterschiedlichen Bedingungen verwendet. Die Bedingungen bei den drei Versuchen waren wie folgt:

Die Heiztemperatur auf der Innenseite des Vorformlings betrug 14O°C bzw. 140⁰C bzw. 135°C; auf der Außenseite des Vorformlings belief sich die Heiztemperatur auf 19O°C bzw. 2OO°C bzw. 200°C; Die Heizzeit betrug in allen drei Fällen jeweils 20 sek.. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie bei dem Beispiel 3.

Bei allen drei Versuchen wurde das Polypropylen zu- i

friedenstellend verformt, während es unmöglich war, die Verformung vorzunehmen, wenn der Vorformling nicht von dem Kern abgenommen wurde.

Beispiel 5

Das gleiche Material, wie es bei dem Beispiel 3 verwendet worden war, wurde fünfmal in dem Verfahren nach dem Beispiel 3 zur Verformung verwendet, mit dem Unterschied jedoch, daß die folgenden Wiedererwärmungstemperaturen des Vorformlings zur Verwendung kamen:

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Die Heiζtemperatur auf der Vorformlinginnenseite betrug 13O°C, bzw. 135°C, bzw. 14O°C bzw. 145°C und bzw. 15O°C. Die Heizteinperatur auf der Außenseite des Vorformlings lag jeweils zwischen 180 bis 20O⁰C, bzw. 170 180°C, bzw. 160 bis 180⁰C, bzw. 145 bis 190⁰C, bzw. 140° bis 190°C. Die Heizzeit betrug 15 bis 20 sek., bzw. 15 sek., bzw. 10 bis 25 sek., bzw. 10 bis 20 sek. und bzw. 10 bis 60 sek..

Bei allen fünf Versuchen war eine Verformung möglich;ein Haften des Vorformlings an der Kernoberfläche beim Blasverformen trat nicht bei jedem Versuch auf. Wenn ein Vorformling nicht von der Außenseite her erwärmt wurde, war gelegentlich die Blasverformung unmöglich.

Beispiel 6

Ein Polypropylen mit einem spezifischen Gewicht von 0,91 g/cm und einem melt flow index von 7,5 wurde in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel 3 der Verformung unterworfen, mit dem Unterschied jedoch, daß die Wiedererwarmungs- oder Heiztemperatur auf der Innenseite des Vorformlings 160 bis 170⁰C, auf der Außenseite des Vorformlings 190°C betrug und die Wiedererwarmungs- oder Heizzeit sich auf 2O₁ bis 30 sek. belief. Die Verformung war möglich; ein Haften des Vorformlings an der Kernoberfläche beim Blasverformen trat nicht auf.

Wenn gelegentlich eine Erwärmung eines Vorformlings von der Außenseite her nicht stattfand, war die Blasverformung unmöglich.

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Beispiel 7

Ein Polyäthylen mit einem spezifischen Gewicht von
0,95 g/cm und einem melt flow index von 3,0 wurde in
der gleichen Weise wie bei dem Beispiel 3 verformt, mit der Ausnahme jedoch, daß die Heiztemperatur auf der Vorformlinginnenseite 125 C und auf der Außenseite des Vorformlings 150 bis 165°C betrug und die Wiedererwärmungszeit sich auf 20 bis 25 sek. belief. Die Verformung
war möglich; beim Blasverformen trat kein Haften an kein Haften an der Kernoberfläche auf. Unterblieb die Wiedererwärmung von der Vorformlingaußenseite her, so war die Blasverformung unmöglich.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von geformten Hohlkörpern aus thermoplastischem Material,■bei dem durch Spritzgießen zunächst ein einseitig geschlossener Vorformling hergestellt und dieser Vorformling sodann durch Blasen in einer Blasform verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der einseitig geschlossene Vorformling durch Spritzgießen auf der Oberfläche eines Formkernes erzeugt wird, der so hergestellte Vorformling sodann auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der er leicht von dem Formkern abgenommen werden kann, anschließend der abgenommene Vorformling wieder auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird und der erwärmte Vorformling sodann in die Blasform gebracht wird, in der er schließlich einer Blasverformung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungsberandung des einseitig geschlossenen Vorformlings während der Wiedererwärmung des Vorformlings auf der Innen- und Außenseite festgehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß während der Wiedererwärmung des Vorformlings eine Streckoder Dehnstange endseitig mit der Innenseite des Bodenteils des Vorformlings in Berührung gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Streck- und Dehnstange geregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einseitig geschlossene Vorformling teilweise von dem Formkern abgenommen wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedererwärmungstemperatur auf der Außenseite des Vorformlings höher als die Wiedererwärmungstemperatur auf der Innenseite des Vorformlings ist.
7. Vorrichtung zur Herstellung von geformten Hohlkörpern aus thermoplastischem Material durch Spritzgießen eines einseitig geschlossenen Vorformlings und anschließendes Verblasen dieses Vorformlings, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen vertikal bewegbaren oberen Formträger (1) mit einem Formkern (4) zum Spritzgießen und mit einem Heizdorn (5) zur Erwärmung der Innenseite eines einseitig geschlossenen Vorformlings (11) sowie einen Kern (6) zur Blasverformung aufweist, dem ein horizontal verdrehbarer mittlerer Formträger (2) mit Haltern (8, 9, 10) zum Festhalten der öffnungsberandung (21) eines einseitig geschlossenen Vorformlings und ein vertikal bewegbarer unterer Formträger (3) mit einer Spritzgießform (12), einer Heizvorrichtung (13) und einer Blasform (14, 15) konzentrisch zugeordnet sind, und daß durch den Formkern (4), einen (8) der Halter und die Spritzgießform (12) im zusammengefügten Zustand eine Spritzgießstation zur Herstellung eines einseitig geschlossenen Vorformlings,

I durch den Heizdorn (5) einen (9) der Halter und die Heiz- | Vorrichtung (13) im zusammengefügten Zustand eine Heizstation für den einseitig geschlossenen Vorformling und schließlich durch den Kern (6) einen (10) der Halter und die Blasform (14, 15) im zusammengefügten Zustand eine Blasstation zum Blasverformen des erwärmten Vorformlinges gebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (6) der Blasstation mit einer Streck- oder Dehnstange (7) verbunden ist,

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Formträger· (1) mit einem die Innenseite der öffnungsberandung (21) eines einseitig geschlossenen Vorformlings (11) abstützenden Stützelement (23) anstelle des Heizdornes (6) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (23) mit einer mittig angeordneten Streck- oder üehnstange (7) und einem Kanal zum Einblasen von Luft in der Vorformling versehen ist, und daß der obere Formträgen (1) in Vertikalrichtung abnehmbar und um eine senkrecht zur Formträgerebene stehende Achse horizontal drehbar ist.

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