DE2144576A1

DE2144576A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Auskleidung versehenen Behältern aus thermoplastischen Werkstoffen

Info

Publication number: DE2144576A1
Application number: DE19712144576
Authority: DE
Inventors: Maurits Delft Boonstoppel (Niederlande)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1970-09-08
Filing date: 1971-09-06
Publication date: 1972-03-16
Also published as: CA964417A; FR2106360B1; SE360592B; IT942450B; NL7112220A; BE770711A; AU3310671A; FR2106360A1; JPS5431024B1; GB1329257A; AU455381B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Auskleidung versehenen Behältern aus thermoplastischen Werkstoffen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Auskleidung versehenen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff mit Hilfe des Spritzblasverfahrens.

Zu bestimmten Verpackungszwecken kann man Behälter aus einem relativ billigen thermoplastischen Kunststoff verwenden, die mit einer Auskleidung aus einem kostspieligeren thermoplastischen Werkstoff versehen sind, der bestimmte gewünschte Eigenschaften hat, z.B. für Gase oder Dämpfe undurchlässig ist oder eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien besitzt.

Solche zusammengesetzten Behälter können hergestellt werden, indem man zuerst einen einzelnen Behälter auf beliebige bekannte Weise, z.B. mit Hilfe des Blasverfahrens, erzeugt und dann die Innenwand des Behälters mit einer Auskleidung versieht.

Um diese Auskleidung anzubringen, kann man die Innenwand des Behälters mit einer Lösung oder Dispersion des gewünschten Werkstoffe überziehen, doch ist dieses Verfahren

209812/1082

-2- 2UA576

zeitraubend, und es werden ziemlich große Mengen der Lösungsmittel benötigt. Um diese Nachteile zu vermeiden, wäre es möglich, eine Auskleidung durch Aufblasen eines stranggepreßten Rohrabschnitts innerhalb des Behälters zu erzeugen. Bevor dieser Rohrabschnitt aufgeblasen werden kann, muß jedoch sein unteres Ende zusammengedrückt werden, um den Rohrabschnitt zu verschließen. Das Einführen eines nicht unterstützten, weichen, schlaffen und klebrigen Rohr- bzw. Schlauchabschnitts, dessen unteres Ende zusammengelegt und daher verbreitert ist, in einen Behälter über den Hals des Behälters ist ziemlich problematisch, und daher ist dieses Verfahren zur praktischen Anwendung nicht geeignet.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen einzelner Behälter aus thermoplastischem Werkstoff wird zuerst mit Hilfe des Spritζverfahrens ein Formling in Gestalt eines langgestreckten Hohlkörpers mit einem geschlossenen unteren Ende hergestellt, der dann in einer Blasform aufgeblasen wird. Dieses unter der Bezeichnung ⁿSpritzblasverfahrenⁿ bekannte Verfahren könnte abgeändert werden, um eine Auskleidung in einem Behälter dadurch herzustellen, daß der formling in einen vorher geformten Behälter eingeführt und dann aufgeblasen wird. Da es erforderlich ist, die Hauptbehälter gesondert herzustellen und sie zu lagern, bis sie mit einer Auskleidung versehen werden, ist dieses Verfahren ebenso wie die weiter oben geschilderten Verfahren für einen schnellen und automatischen Betrieb der betreffenden Vorrichtungen nur schlecht geeignet. Es wurde bereits vorgeschlagen, im Wege des Spritzens einen aus Schichten bestehenden Formling zu erzeugen, so daß es möglich ist, den Behälter und seine Auskleidung gleichzeitig mit Hilfe eines einzigen Blasformarbeitsschritts durch Aufblasen des Formlinge zu erzeugen. Ein solcher aus Schichten aufgebauter Formling wird hergestellt, indem mit Hilfe des Spritzverfahrens auf einem Kern zuerst eine dünne Schicht aus dem Auskleidungswerkstoff und dann auf dieser üchicht eine dickere Schicht aus dem Behälterwerkstoff erzeugt wird. Die dünne Schicht aus dem Aus-

209812/1082

kleidungswerkstoff muß durch Abkühlen in einem hinreichenden Ausmaß gehärtet worden sein, wenn sie sich nicht verziehen soll, während die zweite Schicht im Wege des Spritzens auf ihr erzeugt wird. Damit der nachfolgende Blasvorgang durchgeführt werden kann, muß der Formling erneut auf die Verformungstemperatur erhitzt werden. Das Abkühlen und das nachfolgende Erhitzen mindestens eines Teils des Formlinge führt zur Vergeudung von Wärmeenergie. Die Notwendigkeit, ein Verziehen der ersten Schicht des Formlinge beim Aufbringen der zweiten Schicht zu vermeiden, führt zu Einschränkungen bezüglich der Wahl der Werkstoffe für die zweite Schicht da es erforderlich ist, die zweite Schicht aus einem Werkstoff herzustellen, der eine erheblich;''niedrigere Schme'lz^emp'erärtur hat als der Werkstoff der ersten Schicht. Das Aufblasen des aus Schichten aufgebauten Formlinge führt zu neuen Schwierigkeiten, da die beiden verwendeten Werkstoffe bedingen, daß mit unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen gearbeitet wird, was in der Praxis bedeutet, daß man eine gemeinsame mittlere Temperatur wählen muß, die für keinen der beiden Werkstoffe optimal geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, einen mit einer Auskleidung versehenen Behälter mit Hilfe des Spritzblaseverfahrens herzustellen, das wirtschaftlich arbeitet, automatisiert werden kann, um -seine kontinuierliche Durchführung zu ermöglichen, die Erzielung einer hohen Produktionsgeschwindigkeit gestattet und es ermöglicht, Werkstoffe der verschiedensten Art sowohl für den eigentlichen Behälter als auch für seine Auskleidung zu wählen, ohne daß es hierbei erforderlich ist, unterschiedliche Verarbeitungstemperaturen zu berücksichtigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines mit einer Auskleidung versehenen Behälters aus einem thermoplastischen Werkstoff mit Hilfe des Spritzblasverfahrens umfaßt Maßnahmen, um einen ersten und einen zweiten Formling

209812/1082

aus thermoplastischen Werkstoffen mit Hilfe des Spritzverfahrens getrennt herzustellen, den ersten Formling in einer Behälterblasform anzuordnen, einen Behälter durch Aufblasen des ersten Formlinge gegen die Innenflächen einer Blasform zu erzeugen, den zweiten Formling in diesen noch in der Behälterform befindlichen Behälter einzubringen und den Behälter auf seiner Innenseite durch Aufblasen des zweiten Formlinge gegen die Innenflächen des Behälters in der Blasform mit einer Auskleidung zu versehen.

Eine bemerkenswerte Verbesserung besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu allen bis jetzt bekannten Verfahren darin, daß der ursprüngliche Behälter nicht gesondert hergestellt und zur Verwendung bereitgehalten wird, sondern daß dieser Behälter während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt wird. Dieses Verfahren bietet die nachstehend aufgeführten Vorteile. Die Herstellung des Behälters und die Erzeugung der Auskleidung des Behälters werden mit Hilfe mehrerer kombinierter Arbeitsschritte durchgeführt, so daß sich der Aufwand für die Produktionsmittel verringert, und daß jeder hergestellte Behälter sofort mit einer Auskleidung versehen wird. Ferner ist das Verfahren nach der Erfindung auf hervorragende Weise geeignet, automatisiert zu werden, so daß eine kontinuierliche Herstellung der genannten Behälter bei einer hohen Produktionsgeschwindigkeit möglich ist. Außerdem wird zum Herstellen eines mit einer Auskleidung versehenen Behälters nur eine Blasform benötigt; natürlich könnte man jedoch auch mehrere Blasformen benutzen, wenn gleichzeitig mehrere mit einer Auskleidung versehene Behälter hergestellt werden sollen. Weiterhin ist es nicht erforderlich, einen Behälter aus einer Blasform in eine andere Blasform zu überführen, so daß unnötige Handhabungsschritte und das Entstehen von Lagebestimmungsproblemen verhindert werden, wie es der Fall sein würde, wenn ein geformter Behälter in eine zweite Blasform überführt werden müßte. Schließlich ist es möglich, die Auskleidung an dem Behälter kurz nach dem Formen des Behälters anzubringen,

209 812/1082

d.h. während die Innenflächen des Behälters noch in einem gewissen Ausmaß klebrig sind, so daß die Auskleidung mit den Innenflächen des Behälters fest verbunden wird.

Die Formlinge werden vorzugsweise gleichzeitig, jedoch voneinander getrennt hergestellt.

Ferner schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vor; diese Vorrichtung umfaßt einen drehbar gelagerten Drehtisch, einen ersten und einen zweiten Spritzformkern, die beide durch den Drehtisch unterstützt sind und beide eine axiale Bohrung aufweisen, welche an einem Ende mit einer Druckmittelquelle verbunden werden kann und mit ihrem anderen Ende an der Oberfläche des betreffenden Kerns mündet, weiterhin ein erstes und ein zweites Spritzformteil, das mit dem ersten bzw. dem zweiten Kern zusammenarbeiten kann, wenn sich die Kerne in der Spritzstellung befinden, so daß sie die Kerne umgebende Hohlformen abgrenzen, Extruder zum Einspritzen geschmolzener thermoplastischer Werkstoffe in die Hohlräume der Spritzformen zum Zweck des Herstellens der Formlinge, eine Behälterbl^sform, die nacheinander mit dem ersten und dem zweiten Kern in einer Blasstellung der Kerne zusammenarbeiten kann und die auf den Kernen befindlichen Formlinge aufnimmt, so daß die Formlinge mit Hilfe eines Druckmittels, das über die Bohrungen der Kerne zugeführt wird, aufgeblasen und geformt werden können, sowie Antriebsmittel zum Drehen des Drehtisches derart, daß jeder Kern in die Spritzstellung bzw. in die Blasstellung gebracht werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung veranschaulicht in einem Schnitt eine erfindungsgemäfie Vorrichtung zum Herstellen starrer, mit einer Auskleidung versehener Behälter mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung.

209812/1082

-6- 2H4576

In der Zeichnung erkennt man einen waagerecht angeordneten Drehtisch 10, der auf einer senkrechten Welle 11 drehbar gelagert ist. Dieser Drehtisch trägt vier Spritzfonnkerne 12, 13» 14 und 15 von allgemein zylindrischer Form, die sich gegenüber der Welle 11 radial nach außen erstrecken und in Winkelabständen von 90° verteilt sind. Bei den Kernen 12 und 15 handelt es sich um zwei gleichartige erste Spritzformkerne, und die Kerne 15 und 14 bilden zwei gleichartige zweite Spritzformkerne, die einen etwas kleineren Durchmesser haben als die ersten Kerne. Gemäß der Zeichnung ist jeder erste Kern diametral gegenüber einem zweiten Kern angeordnet. Jeder Kern weist eine axiale Bohrung 20 auf, wie es bezüglich des Kerns 13 dargestellt ist. Die der Welle 11 benachbarten Enden der Bohrungen 20 sind mit einer nicht dargestellten Leitung verbunden, über die den Bohrungen Druckluft auf geregelte Weise zugeführt werden kann. Mit ihren anderen Enden, die jeweils mittels eines Ventils geschlossen werden können, münden die Bohrungen 20 an der Außenseite der Kerne. Bei der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Drehtisches 10 befindet sich der erste Kern 12 in einer Spritzstellung gegenüber einem ersten Spritzformteil 18, um mit diesem zusammenarbeiten zu können, und der zweite Kern 14 nimmt ebenfalls eine Spritzstellung gegenüber einem zweiten Spritzformteil 19 ein, um mit diesem zusammenarbeiten zu können. Die Kerne 13 und 15 nehmen jeweils eine Blasstellung gegenüber je einer von zwei Blasformen 16 und 17 ein, mit denen sie zusammenarbeiten. Die Spritzformteile 18 und 19 sowie die Blasformen 16 und 17 sind so gelagert, daß sie gegenüber der Welle 11 jeweils radial hin- und herbewegt werden können, um zu bewirken, daß sie mit den Kernen zusammenarbeiten. Die auf einander gegenüber liegenden Seiten des Drehtisches 10 angeordneten Blasformen 16 und 17 sind von gleicher Konstruktion und arbeiten in der gleichen Weise. Ferner sind zwei Strangpressen bzw. Extruder 21 und 22 mit Spritzdüsen zum Zuführen des geschmolzenen thermoplastischen Werkstoffs zu den Hohlräumen der Formteile 18 und 19 vorgesehen. Zu dem beschrie-

209812/1082

-7- 2UA576

benen Zweck sind die Extruder 21 und 22 ebenfalls in Richtung auf die Formteile 18 und 19 zu und von ihnen weg hin- und herbewegbar. Die Extruder können als Extruder mit Förderschnecken oder auf beliebige andere Weise, z*B. als Extruder der Stößel- oder Stempelbauart, ausgebildet sein.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich die vier nachstehend beschriebenen Arbeitsschritte unterscheiden.

1. Arbeitsschritt

Das Formteil 18 wird vorgeschoben, um den Kern 12 aufzunehmen, so daß zwischen dem Formteil und dem Kern eine abgeschlossene Hohlform entsteht. Dann wird der geschmolzene thermoplastische Werkstoff durch den Extruder 21 in diese Hohlform eingespritzt, so daß auf dem Kern 12 ein erster zylindrischer Formling mit einem geschlossenen Boden entsteht. Der Formling kann einen regelmäßigen Querschnitt, z.B. einen kreisrunden oder quadratischen oder vieleckigen Querschnitt haben oder aber eine unregelmäßige Umrißform aufweisen. Nachdem der Formling so weit abgekühlt ist, daß er seine Gestalt beibehält, wenn er nur noch durch den Kern 12 unterstützt wird, wird das Formteil 18 zurückgezogen.

2. Arbeitsschritt

Jfach der Beendigung des ersten Arbeitsschritts wird der Drehtisch 10 im Uhrzeigersinne um 90° gedreht, um den den ersten Formling tragenden Kern 12 gegenüber der Blasform 16 anzuordnen. Dann wird die Blasform 16 gegenüber dem Kern 12 vorgeschoben, woraufhin über die Bohrung 20 des Kerns Druckluft zugeführt wird, um den Formling gegen die Innenflächen des Formteils 16 aufzublasen, so daß ein Behälter entsteht.

3. Arbeitsschritt

Dieser Arbeiteschritt spielt sich gleichzeitig mit dem zweiten Arbeitsschritt ab, und hierbei steht der Kern 13 dem " Formteil 19 gegenüber. Während dieses Arbeitsschritts wird . auf dem Kern 13 ein Formling auf ähnliche Weise erzeugt, wie

209812/1082

es bezüglicla es während des ersten Arbeite schritte entstehenden Formlinge beschrieben wurde. Bed dem jetzt auf dem Kern 13 vorhandenen Formling handelt es sich um den zweiten Formling, der während des folgenden vierten Arbeitsschritts verwendet wird, um eine Auskleidung zu formen.

4. Arbeitsschrit.t

Nach der Beendigung des dritten Arbeitsschritts wird der Drehtisch 10 entgegen dem Uhrzeigersinne um 90° zurückgedreht, so daß die Kerne wieder die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung einnehmen. Die noch den darin geformten Behälter enthaltende Blasform 16 wird in Richtung auf den Kern vorgeschoben, so daß der zweite Formling auf dem Kern ™ 13 in den Behälter über seinen Hals eingeführt wird und in den Innenraum des Behälters ragt. Dann wird Druckluft über die Bohrung 20 des Kerns 13 zugeführt, um den zweiten Formling aufzublasen, so daß er auf den Innenflächen des Behälters eine Auskleidung bildet. Hierauf wird die geteilte Blasform 16 geöffnet, damit ihr der fertige, mit einer Auskleidung versehene Behälter entnommen werden kann.

Es ist somit ersichtlich, daß die Kerne 12 und 13 je-, weils mit den Formteilen 18 und 19 und beide mit der Blasform 16 zusammenarbeiten. Auf ähnliche Weise arbeiten die Kerne 14 und 15 mit den Formteilen 18 und 19 sowie beide mit der zweiten Blasform 17 zusammen, wobei eich ebenfalls vier ™ Arbeitsschritte abspielen, die den vorstehend beschriebenen entsprechen.

Der Drehtisch 10 kann somit nur zwei Arbeitsstellungen einnehmen, nämlich die in der Zeichnung gezeigte und diejenige, welche er nach dem Drehen im Uhrzeigersinne um 90° erreicht. Mit anderen Worten, der Drehtisch 10 wird zwischen diesen beiden Arbeitsstellungen hin- und hergedreht, d.h. er führt keine vollständige Umdrehung aus. Infolgedessen macht es keine Schwierigkeiten, die erforderlichen Anschlüsse für das Kühlwasser, das Heizmittel und die Druckluft vorzusehen.

20 9812/1082

-9- 2U4576

Bex Jeter der beiden Arbeitsstellungen des Drehtisches 10 werden die formteile 18 und 19, die Blasformen 16 und 17 sowie alle Kerne 12 bis 15 benutzt, so daß jeweils vier Arbeitsschritte gleichzeitig ausgeführt werden. Bis hat zur Folge, daß bei jeder Arbeitsstellung des Drehtisches ein fertiger Behälter erzeugt wird. Man kann die so erzielte Produktionsgeschwindigkeit der Vorrichtung dadurch weiter steigern, daß man die Formen und die Kerne jeweils in doppelter Ausführung vorsieht. Eine Anordnung wie die hier beschriebene, bei der die Formteile 18 und 19» die gleichzeitig benutzt werden, einander gegenüber auf beiden Seiten einer 'gemeinsamen Achse angeordnet sind, bietet den Vorteil, daß es möglich ist, die yorrichtung so auszubilden, daß sich die während des Einspritzens der thermoplastischen Werkstoffe entstehenden Formdrücke bei den Normteilen im Gleichgewicht befinden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Formteile und die Blasformen um die Achse des Drehtisches in Winkelabständen von 90° verteilt. Natürlich sind auch andere Anordnungen möglich, bei denen diese Winkelabstände z.B. 45° oder 30° betragen.

Die weiteren Einzelheiten der Vorrichtung, z.B. die Einrichtung zum Betätigen des Drehtisches, der Spritzformen und der Blasformen, sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie auf bekannte Weise ausgebildet sind und sich daher eine nähere Erläuterung erübrigen dürfte.

Patentansprüche t 209812/1082

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 Λ Verfahren zum Herstellen eines mit einer Auskleidung versehenen Behälters aus thermoplastischem Werkstoff mit Hilfe des Spritzblasverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Formling und ein von diesem getrennter zweiter Formling aus thermoplastischem Werkstoff mit Hilfe des Spritzverfahrens erzeugt werden, daß der erste Formling in einer Behälterblasform angeordnet wird, daß ein Behälter durch Aufblasen des ersten Formlinge gegen die Innenflächen der Blasform geformt wird, daß der zweite Formling in den noch in der Blasform befindlichen Behälter eingeführt wird, und daß in dem Behälter eine Auskleidung durch Aufblasen des zweiten Formlinge gegen die Innenflächen des Behälters in der Blasform erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Formling gleichzeitig geformt werden.
3. Vorrichtung zum Herstellen eines mit einer Auskleidung versehenen Behälters aus thermoplastischem Werkstoff unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen drehbar gelagerten Drehtisch (10), einen ersten Spritzformkern (12, 15) und eine zweiten Spritzformkern (13, 14), die alle durch den Drehtisch unterstützt sind und jeweils eine Bohrung (20) aufweisen, die an einem Ende mit einer Druckmittelquelle verbunden werden kann und mit ihrem anderen Ende an der Oberfläche des betreffenden Kerns mündet, ein erstes Spritzformteil (18) und ein zweites Spritzformteil (19)» die bei einer Spritzstellung der Kerne mit dem ersten bzw. dem zweiten Kern zusammenarbeiten, um Spritzformhohlräume am Umfang der Kerne abzugrenzen, Extruder (21, 22) zum Einspritzen geschmolzenen thermoplasti-

209812/1082

~¹¹~ 21U576

sehen Werkstoffs in die Spritzformhohlräume zum Zweck des Erzeagens von Formungen, eine Behälterblasform (16, 17), die nacheinander mit dem ersten und dem zweiten Kern zusammenarbeitet, wenn sich der betreffende Kern in einer Blasformstellung befindet, um die auf den Kernen vorhandenen Formlinge aufzunehmen, woraufhin die Formlinge durch Aufblasen mit Hilfe eines über die Bohrungen der Kerne zugeführten Druckmittels geformt werden, sowie Antriebsmittel (11) zum Drehen des Drehtisches derart, daß jeder der Kerne nacheinander in seine Spritzstellung bzw. in seine Blasformstellung gebracht wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch g e k e η η zeicnnet, daß das Ausmaß der erforderlichen Drehbewegung des Drehtisches (10) zum Bewegen des ersten Kerns (12, 15) aus der Spritzstellung in die Blasformstellung entgegengesetzt gleich dem Ausmaß der Drehbewegung ist, die erforderlich ist, um den zweiten Kern (15» 14-) aus der Spritzstellung in die Blasformstellung zu bringen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ e i ι

trägt.

zeichnet , daß das Ausmaß der Drehbewegung 90° be-
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und die zweiten Kerne auf dem Drehtisch so angeordnet sind, daß sie | sich paarweise in entgegengesetzten Richtungen von einer gemeinsamen Achse aus erstrecken.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Behälterblasformen (16, 17) auf entgegengesetzten Seiten des Drehtisches angeordnet sind.

209812/108 2

Leerseite