DE2348327A1 - Verfahren zum formblasen eines thermoplastharzkolbens und vorrichtung (blasform) hierfuer - Google Patents

Verfahren zum formblasen eines thermoplastharzkolbens und vorrichtung (blasform) hierfuer

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Description

22. September 1973 K-1 -10314M
Verfahren zum Formblasen eines Thermoplastharzkolbens und Vorrichtung (Blasform) hierfür
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formblasen eines Thermoplastharzkolbens sowie eine Vorrichtung (Blasform) hierfür.
Ein sog. Schmelzblasverfahren, bei dem ein Harz im geschmolzenen Zustand formgeblasen wird, wurde bisher hauptsächlich zur Formung von Kunststoffbehältern eingesetzt. Mit Hilfe dieses Verfahrens können selbst relativ komplizierte Behälterteile, wie Mundstücke, Schraubteile usw. leicht geformt werden. In jüngerer Zeit ist ein sog. zweiachsiges Streckformblasverfahren (stretch blow molding process) zum Formen von Polyvinylchloridbehältern, Polypropylenbehältern usw. aufgekommen, bei dem ein bereits abgekühlter Kolben bis in den Bereich der Strecktemperatur aufgeheizt wird, um ihn in Längsrichtung zu strecken. Danach wird der Kolben zum Zwecke der Stärkung der Streckrichtung der verwendeten Harze formgeblasen, um dadurch die natürlichen Eigenschaften der Harze am besten auszunutzen und um die Güte der Harze, wie beispielsweise bezüglich Kerbschlagfestigkeit (falling substance impact strength), Reinheit usw. zu verbessern. Mit dem genannten Formverfahren wurden gute Resultate erzielt. In-
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dessen sind bei dem Streckformblasverfahren die verwendeten nicht geschmolzenen Harze schwierig zu formen und ein extrem hoher Formdruck ist erforderlich. Während beispielsweise bei einem Schmelzformblasverfahren ein Formluftdruck von etwa 2
bis 4 kg/cm ausreicht, reicht bei einem zweiachsigen Polypropylen-Streckformblasverfahren oft ein höherer Formdruck von etwa 7 his 10 kg/cm nicht zum Formen komplizierter Behälterteile, wie z.B. von Mundstücken, Schraubteilen usw. aus. Aus der Sicht der zu verwendenden Vorrichtung (Blasform) ist es jedoch äußerst bedenklich, höhere Blasdrücke als die genannten anzuwenden. Aus obigem Grund ist in den US-PS 3632 264- und 3 649 150 vorgeschlagen worden, zur Erzeugung von Formstücken bestimmter Gestalt nur deren Schraubteile mittels eines anderen Druckformverfahrens zu formen. Daran ist nachteilig, daß der Aufbau der zu verwendenden Vorrichtung äußerst kompliziert ist.
Mit vorliegender Erfindung soll ein Formblasverfahren geschaffen werden, mit dem die Formung von Teilen komplizierter Gestalt verbessert wird.
Ein Verfahren zum Formblasen eines Thermoplastharzkolbens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß während des Formblasens des Thermoplastharzes in der Blasform ein Teil der Blasform örtlich kurzzeitig erhitzt wird, um dessen Temperatur über die Temperatur des Harzkolbens bis nahe zu dessen Schmelzpunkt anzuheben, so daß die Temperatur einer mit dem Teil der Blasform in Berührung stehenden Oberflächenschicht des Kolbens über die des Kolbenkörpers ansteigt, wonach das erhaltene Formstück nach Kühlung und Erstarrung aus der Form genommen wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können selbst komplizierte Teile wie Schraubteile gleichförmig mit einem Blasluftdruck geformt werden, der dem "bei einem Schmelzformblasverfahren entspricht. Ungleich, bekannten Verfahren kommt das erfindungsgemäße Verfahren ohne Anwendung mechanischer Druckformung aus. Außerdem besitzen die nach vorliegendem Verfahren hergestellten Formstücke eine ausgezeichnete Oberflächengüte.
Die Erfinder haben herausgefunden, daß, wenn nur ein Teil eines auf die Strecktemperatur aufgeheizten Kolb'ens, z.B. ein Schraubteil, über die Temperatur des Kolbenkörpers bis nahe auf die Schmelztemperatur des Harzes erhitzt wird, das Schraubteil durch den beim Iformblasen herrschenden Druck wie bei einem Schmelzformblasverfahren geformt werden kann. Wenn die Schraubteilen entsprechende Oberfläche eines nichtgestreckten Kolbens mittels einer anderen Vorrichtung aufgeheizt vri_rd, dann tritt nach dessen L'ängsstreckung ungleiche Streckung auf. Selbst wenn die Oberfläche des Schraubteilen entsprechenden Teils nach der Längsstreckung aufgeheizt wird, ist es schwierig, dessen Umfang gleichförmig aufzuheizen, und die Schraubteile und der obere Teil des erhaltenen geformten Behälters sind dadurch zum Schlechten in Mitleidenschaft gezogen, obwohl das ursprüngliche Ziel erreicht werden mag.
BeivorTiegendar Erfindung wird die komplizierten Schraubteilen entsprechende Oberfläche einer Form gleichzeitig mit dem Formblasen eines längsgestreckten Kolbens mittels Blasluft erhitzt. Die in Berührung mit der Form stehende äußere Oberfläche des Harzes wird dadurch über die Temperatur des Kolbenkörpers selbst bis zur Schmelztemperatürvois nahe zur Schmelztemperatur erwärmt, so daß das Harz leicht geformt werden kann. Die komplizierten Schraubteile usw. des Kolbens werden dann durch den Druck der Blasluft in eine der bestimmten Gestalt der Form entsprechende Gestalt gebracht. Schließlich wird die Form unmittel-
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bar danach auf eine Temperatur abgekühlt, bei der sich das Formstück bei Herausnahme aus der Form nicht mehr verformen kann. Durch Öffnen der Form kann nun das Formstück herausgenommen werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Formverfahren verbessert sich die Oberflächenreinheit (Brillianz) der genannten komplizierten Teile beträchtlich.
Zum Aufheizen und Kühlen der Oberfläche der Form ist ein elektrisches Heizelement auf den elektrisch isolierten Formkörper aufgebracht. Durch dieses Heizelement wird ein starker elektrischer Strom niedriger Spannung geschickt, um nur örtlich die Oberfläche des Kolbens innerhalb einiger Sekunden auf die bestimmte Temperatur aufzuheizen und dadurch das Harz entsprechend der Wand der Form zu verformen. Nach der gewünschten Verformung des Harzes wird der elektrische Strom unterbrochen und die Wärme des Heizelementes wird innerhalb einiger Sekunden von dem Harz oder dem Formkörper absorbiert, so daß sich das Harz auf eine Temperatur abkühlt, bei der es nicht mehr verformt wird.
Bei dem geschilderten Verfahren ist es erforderlich, daß nur der Oberflächenteil des Kolbens, der mit dem beispielsweise Schraubteile formenden Teil· der Form in Berührung steht, örtlich aufgeheizt wird, während der innere Teil des Kolbens unterhalb dessen Schmelzpunkt, vorzugsweise auf einer Temperatur gehalten wird, bei der das Harz gestreckt und orientiert ist. Das Aufheizen ist innerhalb einer kurzen Zeitspanne, z.B. innerhalb von 10 Sekunden oder weniger durchzuführen.
Beispielhafte Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 eine Draufsicht einer zweigeteilten Schraubform;
J1Ig. 2 eine Draufsicht einer Form mit gegenüber Fig. 1 geändertem Aufbau;
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie A -A von Fig. 1;
Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt der Schraubform von Fig. 1; und
Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt der Schraubform von Fig. 2.
Nachfolgend v/erden anhand beigefügter Zeichungen einige bevorzugte Ausführungsformen vorliegender Erfindung im einzelnen beschrieben. Dabei ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Fig. 3 zeigt einen Teilquerschnitt einer Blasform gemäß einer Ausführungsform vorliegender Erfindung. Auf Jeder der beiden geteilten Formhälften 1 und 1' ist eine Sehraubform (screw mold) angeordnet. Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Oberseite dieser Schraubform. Gemäß Fig. 1 sind auf die Schraubformkörper 2 und 21 Isolierfilme 3 bzw. 3' augebracht. Metallene Schraubformen 4- und 4-' sind als elektrische Heizelemente auf den Isolierfilmen 3 bzw. 31 angeordnet, wobei beide Enden dieser Formen mit Leitungen 5,6,' 5f und 61 mitteHs Schraubbolzen 7 »8 bzw. 7* und 81 verbunden sindo Diese Schraubbolzen.7j8,7' und 81 sind selbstverständlich von den Formkörpern 2 und 21 elektrisch isoliert. Wenn ein starker elektrischer Strom niederer Spannung zv/isehen den Leitungen 5 und 6 sowie zwischen den Leitungen 51 und 61 hindurchgeleitet wird, dann wird ein innerer Wandteil 18 der Form mit relativ kleiner Querschnittsfläche aufgeheizt.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Blasform mit gleicher Wirkungsweise wie die Blasform von Fig. 1. Bei der Ausführungsfo-rm nach Fig. 2 bestehen die Schraubformkörper 9 und 91 aus einem Isolierstoff, wie beispielsweise aus Keramik
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23Λ8327
oder dgl..Metallene, z.B. aus Nickel bestehende Platten sind zur Bildung elektrischer Heizelemente 14- und 14-' auf den Körpern 9 bzw. 9' angeordnet, wie Fig. 5 in vergrößerter Darstellung zeigt. An beide Enden der Elemente 14- und 14' sind Anschlüsse 10,11,10' und 11' mittels Schraubbolzen 12,13,12' und 13' befestigt. Zur Aufheizung der Form wird diesen Anschlüssen 10^11,10' und 11" ein starker elektrischer Strom niederer Spannung zugeleitet. In diesem Fall ist die Querschnittsfläche des Teils, durch den der elektrische Strom geleitet wird, so klein als möglich, da bei größerer Querschnittsfläche ein stärkerer elektrischer Strom zur Erreichung der gleichen Aufheiztemperatur erforderlich wäre.
Die Wirkung auf das Formstück mit der Form oben beschriebenen Aufbaus wird nachfolgend erläutert. Wenn ein längsgestreckter, kreisförmiger Kolben (parison) formgeblasen wird, indem dieser zwischen die Formhälften 1 und 1 ' gegeben wird, dann kommt das Harz mit den Schraubgewindeinnenwänden 15 und 16 in Berührung und erreicht somit nicht den Grund des Schraubgewindes, wie in der vergrößerten Fig. 4 gezeigt ist. Das Harz ist demgemäß in diesem Zustand im allgemeinen erhärtet. Werden jedoch erfindungsgemäß die Schraubformen 4· und 4-' aufgeheizt, wenn das Harz mit den V/andoberflächen in Berührung kommt, dann schmilzt das Harz 17 an den Stellen 15 und 16, wo es mit der Form in Berührung steht, und es dringt aufgrund des Drucks der Blasluft bis zum Grund 18 des Schraubgewindes vor» Nach Unterbrechen des elektrischen Stroms wird die Wärme der Schraubformen 4- und 4·1 von den Schraubformkörpern 2 und 2' oder von dem Harz 17 absorbiert, wodurch sich die Formen 4 und 41 abkühlen. Das erhaltene Formstück kann dann durch Öffnen der Form leicht herausgenommen werden. Da während des genannten Vorgangs die Schraubformkörper 2, 2', 9 und 91 sowie die Formhälften 1 und 1' aufgeheizt werden, ist es vorteilhaft, diese mit Wasser oder Luft kräftig zu kühlen.
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Vorliegende Erfindung schafft also ein neues und verbessertes Formblasverfahren sowie eine Vorrichtung hierfür, bei welchen die Oberfläche des zu formenden Harzes örtlich erhitzt wird, um ihm die gewünschte Form zu geben, unmittelbar wonach das Harz gekühlt und erhärtet wird. Vorliegende Erfindung gestattet also, schwierige Formblasgebungen, wie z.B. zweiachsiges Streckformblasen oder dgl. zu verbessern, d*.h. unvollständige Formblasgebung bei Gestaltung komplizierter Figuren zu vervollständigen, wo eine Formung nur mit Blasluft nicht ausreicht. Gemäß vorliegender Erfindung wird das angestrebte Ziel ohne Einwirkung mechanischen Drucks erreicht, so daß die zu verwendende Vorrichtung äußerst einfach im Aufbau wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist schließlich breit anwendbar, ifährend die Anwendung anderer mechanischer Druckformgebungen in ihrem Einsatzbereich beschränkt ist.
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Claims (7)

  1. 22. September 1973
    Pat entansprüche
    1/Verfahren zum Formblasen eines Thermoplastharzkolbens mit Hilfe einer Blasform, dadurch gekennzeichnet, daß während des Eormblasens des Thermoplastharzes in der Blasform ein Teil der Blasform (2,2!,9*9')örtlich kurzzeitig erhitzt wird, um dessen Temperatur über die Temperatur des Harzkolbens bis nahe zu dessen Schmelzpunkt anzuheben, so daß die Temperatur einer mit dem Teil der Blasform in Berührung stehenden Oberflächenschicht (17) des Kolbens über die des Kolbenkörpers ansteigt, wonach das erhaltene Formstück nach Kühlung und Erstarrung aus der Form genommen wird.
  2. 2.Vorrichtung (Blasform) zum Formblasen von Thermoplastharzen, dadurch gekennzeichnet, daß örtlich auf ein Teil (2,2!,9,9!) der Blasform ein Heizelement (4,4-· ;14,14') aufgebracht ist, mit Hilfe dessen der Blasformteil kurzzeitig aufheizbar ist.
  3. 3. "Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche des Blasformteils (2,2';9,9') elektrisch isoliert ist und auf diese Oberfläche ein elektrisches Heizelement (4,4';14,14') aufgebracht ist.
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  4. 4.Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Blasformteils (2,2'} durch Überziehen mit einer Deckschicht (3»3f) oder einem dünnen ,Film elektrisch isoliert ist.
  5. 5.Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Blasformteil (9*9*) selbst aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
  6. 6.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasformteil (2,2'; 9,9') ein Schraubteil der Blasform ist.
  7. 7.Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Schraubteils (2,2';9»9') der Blasform mit der Isolierschicht überzogen ist.
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    Leerseite
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