DE2649526A1

DE2649526A1 - Verfahren zum herstellen eines hauptsaechlich aus thermoplastischem material bestehendem mehrschichtigen behaelters und form zur ausfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2649526A1
Application number: DE19762649526
Authority: DE
Inventors: Torben Joergensoe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DK137038C; US4117061A; FR2329428A1; GB1526470A; DK137038B; JPS5258671A; DK492875A; FR2329428B3; NO763688L; SE7612038L

Description

Verfahren zum Herstellen eines hauptsächlich aus thermoplastischem Material bestehenden mehrschichtigen Behälters und Form zur Ausführung des Verfahrens

Bezugszeichenaufstellung :

1	Blasformmaschine
2	Schlauch
3	Rolle
4	Heizeinrxchtungen
5	Folie
6	Formhälften
7	Zwi s chenplatte
8	Rolle
10	Schließplatte
11	Blasdorn

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Patenten"/"^
DipL-Jng. Lo;^;i'.r,ber

Dipl-Jpg. Ziir.nionTian.i ?p ^r^ ^q-^e

Dipl.-Ing. V.¥/5nj9rsty
8München2_rRosentciI7 Z/lI

TeL 2 00 3989

TORBEN J0RGENS0
Kolding« Dänemark

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines hauptsächlich aus thermoplastischem Material bestehenden mehrschichtigen Körpers, bei dem zunächst ein äußeres Behälterelement gebildet wird und sodann ein inneres Behälterelement durch Blasverformung innerhalb des äusseren Behälterelements gebildet wird.

Für viele Zwecke ist die Verwendung mehrschichtiger Be-

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hälter wünschenswert, die aus Materialien hergestellt sind, die nicht gemeinsam extrudiert werden können.

Dies trifft z.B. für Nahrungsmittelbehälter zu, die für flüchtige Substanzen, Strahlung u.s.w. undurchlässig sein sollten ₀ Bei der Herstellung derartiger Behälter ist es wünschenswert, ein allgemein ziemlich kostspieliges Kunststoffmaterial, das die erforderlichen Sperreigenschaften besitzt, mit einem billigeren Material zu kombinieren, das geeignete mechanische Eigenschaften besitzt, wie z.B. Polyäthylen und Polystyren, und derartige Materialien sind häufig unverträglich.

Es ist allgemein bekannt, einen mehrschichtigen thermoplastischen Behälter mit einem Verfahren herzustellen, bei dem ein erstes Behälterelement aus einem thermoplastischen Material durch herkömmliches Gießen vorbereitet wird, das man sodann abkühlen läßt, woraufhin das erkaltete erste Behälterelement in einer Halterung befestigt wird, und bei dem das erste Behälterelement als Form für eine Blasverformung eines zweiten Behälterelements innerhalb des ersten Behälterelements verwendet wird, wobei die beiden Behälterelemente vereinigt werden, um im Verlauf des Blasverformungsvorgangs einen mehrschichtigen Behälter zu bilden.

Dieses bekannte Verfahren ist kompliziert und zeitraubend, und es ist für eine automatisierte Herstellung ungeeignet, weil es auf verschiedenen getrennten Vorgängen beruht.

Darüberhinaus beruht dieses bekannte Verfahren auf der Voraussetzung, daß das erste Behälterelement zu einer Halterung überführt und in dieser befestigt werden kann, in der

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die Blasverformung des zweiten Behälterelements stattfindet. Das erste Behälterelement muß daher eine möglichst geringe Masse, Dicke und/oder Steifigkeit haben. Bei der Verwendung dieses bekannten Verfahrens ist daher die Materialauswahl begrenzt, und zur Erfüllung der erforderlichen Voraussetzungen kann es notwendig sein, mehr thermoplastisches Material zu verwenden als tatsächlich notwendig ist, um einen Behälter mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. IM zufriedenstellende Sperreigenschaften zu erzielen ist es daher normalerweise ausreichend, ein äußeres Behälterelement zu verwenden, das aus einem dünnen Film hergestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das einfacher ist, weniger thermoplastisches Material erfordert und für die Serienproduktion mehrschichtiger thermoplastischer Behälter besser geeignet ist als das vorstehend erläuterte bekannte Verfahren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das äußere Behälterelement bei einem ersten Formgebungsschritt durch Vakuumverformung in einer Vakuumforra hergestellt wird und daß die Blasverformung des inneren Behälterelements sodann in einem zweiten Formgebungsschritt innerhalb der gleichen Form stattfindet, wobei sich das bereits ausgeformte Behältereleraent in dieser Form in enger Berührung mit den Wänden derselben befindet.

Im Gegensatz zu dem vorstehend erläuterten bekannten Verfahren macht es das erfindungsgeaäße Verfahren nicht erforderlich, daß ein vorgeformtes äußeres Behälterelement in einer Halterung angeordnet wird, bevor das innere Behälterelement ausgeformt wird. Es ist daher ausreichend, in der Vakuum- bzw. Tiefziehform ein Folien- oder Filmmaterial an-

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zuordnen, das sodann unter dem Einfluß eines Vakuums durch Tiefziehen verformt wird, um das äußere Behälterelement zu bilden, und sobald das äußere Behälterelement ausgeformt ist, kann das innere Behälterelement innerhalb des von der Innenwand der Tiefziehform abgestützten äußeren Behälterelements durch Blasverformung hergestellt werden.

Der Blasverformungsvorgang kann daher durchgeführt werden, während das äußere Behälterelement noch heiß ist. Demzufolge werden die beiden Behälterelemente innig vereinigt, und es wird eine feste Schichtbindung erzielt. Schließlich erfordert das erfindungsgemäße Verfahren auch keine Abkühlung des äußeren Behälterelements, weil dieses vor der Ausbildung des inneren Behälterelements nicht in eine Halterung überführt zu werden braucht.

Der Blasverformungsvorgang wird vorzugsweise bei einem hohen Druck ausgeführt, d.h. bei mehr als 10 ata, um das durch Blasverformung ausgebildete Behälterelement mit dem durch Vakuumverformung ausgebildeten Behälterelement in enge Berührung zu bringen. Für den Fall, daß die beiden Behälterelenente aus verträglichem Material hergestellt sind, kann der hohe Druck und die Wärmeenergie des durch Blasverformung ausgebildeten Behälterelements eine vollständige oder teilweise Verschmelzung der beiden Materialien bewirken.

Da die beiden thermoplastischen Materialien in die Fora eingebracht und in zwei getrennten Schritten verformt werden, wird das überschüssige Material dieser beiden Schritte nicht miteinander vermischt. Demzufolge ist das überschüssige Material für eine Aufbereitung geeignet.

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Die Dicke des Kunststoffilms, der zur Vakuumverformung bevorzugt verwendet wird, braucht lediglich ausreichend zu sein, um dem Erzeugnis die gewünschten Sperreigenschaften zu verleihen, wobei die mechanischen Eigenschaften von dem Material des durch Blasverformung ausgebildeten Behälters beigesteuert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß beim ersten Formgebungsschritt zwei Vakuumformhälften auf einer Zwischenplatte geschlossen werden, längs deren Seiten ein Folienmaterial zum Ausformen des äußeren Behälterelements zugeführt wird, wodurch Rohlinge von dem Folienmaterial abgeschnitten und in den entsprechenden Formhälften verformt werden, um an deren Wänden eng anzuliegen, woraufhin die Zwischenplatte entfernt wird und die Formhälften unmittelbar aufeinander geschlossen werden, um die Durchführung des zweiten Formgebungsschrittes vorzubereiten.

JM eine ordnungsgemäße Plastifizierung des Folienmaterials bei den ersten Formgebungsschritten zu gewährleisten, wird dieses vorzugsweise auf Verformungstemperatur erhitzt, bevor es in die Zwischenräume zwischen der Zwischenplatte und den Formhälften eingeführt wird.

Wenn die Formhälften mit Halsöffnungsbereichen versehen sind, dann werden diese vorzugsweise mittels einer abnehmbaren Verschlußeinrichtung während des ersten Formgebungsschrittes verschlossen und zur Vorbereitung des zweiten FormgebungsSchrittes geöffnet. Dadurch wird das Eindringen von Falschluft in die Formhohlräume während des ersten Formgebungsschrittes verhindert, und gleichzeitig wird das saubere Abschneiden der Rohlinge beim ersten Form-

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gebungsschritt vereinfacht.

Der einfachste Weg, die erforderlichen Sperreigenschaften zu erzielen, besteht darin, zwei oder mehrere Materialien miteinander zu kombinieren, die von dem das innere Behälterelement bildenden Material verschieden sind, wobei das äußere Behälterelement vorzugsweise aus einem Laminat hergestellt wird. Ein Acrylonitril/Polypropylen-Laminat ist in Verbindung mit einem inneren Behälterelement geeignet, was aus Polyäthylen hergestellt ist. Das äußere Behälterelement kann auch aus einem Alurainium/Polyolefin-Folienlaminat hergestellt sein. Beispiele für andere Polymere, die allein oder in geeigneter Kombination für die Herstellung des äußeren Behälterelements geeignet sind, sind Kohlenwasserstoffe, Polyvinylidenchlorid, Methacrylnitril, Polyamide und Polyolefineο Neben Polyäthylen sind auch Polystyren, Polypropylen und Acrylonitril für die Herstellung des inneren Behälterelements geeignet.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das unter Vakuum zu verformende thermoplastische Material mit einer Ausstattung versehen. Der solchermaßen erhaltene Behälter ist in diesem Fall mit einer Ausstattung versehen, ohne daß ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig ist_e Eine derartige Aufmachung wird in Form eines verzerrten Aufdrucks angebracht, und sie erscheint nicht in den ordnungsgemäßen Dimensionen, solange der Behälter nicht fertiggestellt ist. Da bei dem Vakuumverformungsschritt ein Film verwendet wird, ist es möglich, Druckverfahren anzuwenden, wie Z₀B₀ die sog. Photogravur, die in Verbindung mit den durch Blasverformung hergestellten üblichen Behältern nicht angewendet werden können.

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Der Blasverfonnungsvorgang kann ein gewöhnliches Blasverformungsverfahren, ein Spritzblasverfahren oder ein sog. "Tauch-Blas-Verfahren* sein_e Bei dem letztgenannten Verfahren wird das zu verformende Kunststoffmaterial zunächst an die Oberfläche eines Blasdoms angeformt, indem dieser Blasdorn in ein flüssiges Material eingetaucht wird. Bei einem gewöhnlichen Blasformgebungsverfahren wird der durch Blasverformung ausgebildete Gegenstand aus einem extrudierten Schlauch hergestellt, wogegen beim Spritzblasverfahren geschmolzenes Material um einen Blasdorn herum in ein Vorformwerkzeug eingespritzt wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Form zur Ausführung des Verfahrens. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß diese Form aus zwei Vakuumformhälften, einer zwischen die Formhälften einführbaren und aus diesen herausziehbaren Zwischenplatte und aus einer Einrichtung zum schrittweisen Zuführen von Folienmaterial längs der Seiten der Zwischenplatte besteht, wobei die Formhälften auf der Zwischenplatte schließbar sind, wenn sich diese zwischen den Formhälften befindet, und andernfalls unmittelbar aufeinander verschließbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1" eine scheaatische Seitenansicht einer beispielhaften Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine Form gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht der Vorrichtung

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nach Pig_o 1_# und

Pig_e 3 und 4 schematische Seitenansichten einer anderen Ausführungsform der Erfindung in zwei verschiedenen Stellungen.

Die Fig_e 1 und 2 zeigen eine Glasformmaschine l_t die von herkömmlicher Ausführung sein kann» und von der ein Schlauch 2 aus einem ersten thermoplastischen Material extrudiert wird. Diese Figuren zeigen auch eine Form gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung« bestehend aus zwei Formhälften 6, die mit geeigneten Durchlässen versehen sind, sodaß sie in bekannter Weise zur Vakuumverformung verwendbar sind, wenn sie mit einer Unterdruckquelle verbunden sind« aus einer Zwischenplatte 7, die bei einem ersten Verfahrensschritt zwischen den Formhälften 6 angeordnet ist, und aus Rollen 3, von denen zwei Bahnen 5 aus einem zweiten thermoplastischen Material in Form einer Folie oder eines Films schrittweise längs der Seiten der Zwischenplatte 7 abgezogen werden. Die Folie 5 wird mittels Heizeinrichtungen 4 plastifiziert.

Bei dem ersten Verfahrensschritt werden die beiden Formhälften 6 auf der Zwischenplatte 7 geschlossen und evakuiert, wodurch die Folien 5 längs der Ränder der Formhälften 6 festgehalten und vakuumverformt werden, um äußere Behälterelement· halften zu bilden* die eng an den Wänden der Formhohlräume der Forahälften anliegen» wobei Luft durch in der Zwischenplatte 7 angeordnete Durchlässe in die Formhohlräume an der Innenseite der Folien eingeleitet wird. Vor, während oder vorzugsweise nach der Vakuumverformung werden die die aus— seren Behälterelementhalften bildenden Rohlinge von den Folien mittels der Zwischenplatte abgeschnitten» beispielswei-

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se durch Anwendung von Ultraschall oder durch Aufbringen von Wärme über die Zwischenplatte oder durch Verwendung der Zwischenplatte als Gegenstück für ein Schneidwerkzeug.

Zum Zweck des nachfolgenden Blasformvorgangs hat die Form eine Halsöffnung, die durch zwei komplementäre Öffnungsbereiche der beiden Formhälften gebildet ist. Bei dem ersten Verfahrensschritt sind diese Öffnungsbereiche mittels einer verschiebbaren zweiteiligen Schließplatte 10 verschlossen, sodaß zwischen jedem Folienbereich und der zugeordneten Formhälfte ein geschlossener Raum gebildet wird, und das Eindringen von Falschluft in diese Hohlräume vermieden wird. Außerdem trägt die Schließplatte 10 zum sauberen Abschneiden der Rohlinge von den Folienbereichen bei.

Nach Beendigung des Vakuumverformungsschrittes werden die Formhälften und die aus der Zwischenplatte 7, der Folienzuführeinrichtung und der Heizeinrichtung bestehende Hilfsbaugruppe voneinander getrennt, und die Schließplatte 10 wird beseitigt, woraufhin die Formhälften unmittelbar aufeinander geschlossen werden, um den Blasverformungsschritt auszuführen. Gemäß einem in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel können die Formhälften zunächst in eine mit unterbrochenen Linien veranschaulichte Stellung II bewegt werden, wo die Formhälften auf dem extrudierten Schlauch 2 geschlossen werden, woraufhin die gewünschte Schlauchlänge mit einem Schneidmesser abgeschnitten wird. Die geschlossene Form wird sodann in eine mit unterbrochenen Linien in Fig. 2 gezeigte Stellung III bewegt, wo die Blasformgebung des inneren Behälterelements mittels eines Blasdorns 11 stattfindet. Das Ausstoßen des fertiggestellten Behälterelements findet ebenfalls in der Stellung III statt, woraufhin die Formhälften in die Stellung I zurückgebracht

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werden, um einen neuen Zyklus zu beginnen.

Es ist erkennbar, daß die Pormhälften mittels allgemein bekannter mechanischer Einrichtungen in irgendwelchen gewünschten Bahnen zwischen den verschiedenen Stellungen bewegt werden können, und daß als alternative Lösung die Formhälften stationär bleiben können, in welchem Fall die Hilfsbaugruppe von den Formhälften entfernt und der Abschnitt des Schlauche 2 zum Ort der Formhälften überführt wird, und der Blasdorn ist ebenfalls an diesem Ort wirksam

Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform wird die Folie von einer einzigen Rolle abgezogen und um die Oberkante der Zwischenplatte herumgeführt, sodaß auf jeder Seite der Zwischenplatte 7 ein Abschnitt des Folienmaterials vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform wird das Folienmaterial zusammen mit der Zwischenplatte 7 zwischen die Formhälften eingeführt und herausgezogen, wie dies in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist, während die Formhälften stationär verbleiben und für den Blasformgebungsschritt verwendet werden können, wie er vorstehend in Verbindung mit der alternativen Lösung erläutert wurde.

Z us a m m e η f a ss u η g

Zum Herstellen eines hauptsächlich aus thermoplastisehem Material bestehenden mehrschichtigen Behälters wird zunächst ein aus einem Material mit den gewünschten Sperreigenschaftem bestehendes äußeres Behälterelement in einer Vakuumform aus einem dünnen Folien- oder Filmmaterial durch Tiefziehen verformt,und sodann wird ein inneres Behälterelement in der gleichen Form, in der sich das äußere Behälter-

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Claims

Patentansprüche

I 1.) Verfahren zum Herstellen eines hauptsächlich aus thermoplastischem Material bestehenden mehrschichtigen Körpers« bei dem zunächst ein äußeres Behälterelement gebildet wird und sodann ein inneres Behälterelement durch Blasverformung innerhalb des äußeren Behälterelements gebildet wird« dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Behälterelement bei einem ersten Formgebungsschritt durch Vakuumverformung in einer Vakuumform hergestellt wird und daß die Blasverformung des inneren Behälterelements sodann in einem zweiten Formgebungsschritt innerhalb der gleichen Form stattfindet, wobei sich das bereits ausgeformte äußere Behälterelement in dieser Form in enger Berührung mit den Wänden derselben befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Formgebungsschritt zwei Vakuumformhälften auf einer Zwischenplatte geschlossen werden, längs deren Seiten ein Folienmaterial zum Ausformen des äußeren Behälterelements zugeführt wird, wodurch Rohlinge von dem Folienmaterial abgeschnitten und in den entsprechenden Formhälften verformt werden, um an deren Wänden eng anzuliegen, woraufhin die Zwischenplatte entfernt wird und die Formhälften unmittelbar aufeinander geschlossen werden, um die Durchführung des zweiten Formgebungsschrittes vorzubereiten.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienmaterial auf Verformungstemperatur erhitzt wird, bevor es in die Zwischenräume zwischen der Zwischenplatte und den Formhälften eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Halsöffnungsbereiche der Formhälften mittels einer abnehmbaren Verschlußeinrichtung während des ersten Formgebungsschrittes verschlossen und zur Vorbereitung des zweiten Formgebungsschrittes geöffnet werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Formgebung des äußeren Behälterelements ein mehrschichtiges Folienmaterial verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Formgebung des äußeren Behälterelements ein mit einer Aufmachung versehenes Folienmaterial verwendet wird.
7. Form zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Vakuumformhälften (6), einer zwischen diese Formhälften einführbaren und aus diesen herausziehbaren Zwischenplatte (7) und aus einer Einrichtung (3, 8) zum schrittweisen Zuführen von Folienmaterial (5) längs der Seiten der Zwischenplatte besteht, wobei die Formhälften (6) auf der Zwischenplatte (7) schließbar sind, wenn sich diese zwischen den Formhälften befindet, und andernfalls unmittelbar aufeinander verschließbar sind.
8. Form nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine

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Heizeinrichtung (4) zum Erwärmen des Folienmaterials (5), bevor dieses in die Zwischenräume zwischen den Formhälften (6) und der Zwischenplatte (7) eingeführt wird.
9. Form nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften (6) mit Halsöffnungsbereichen versehen sind, um eine bei dem zweiten Formgebungsschritt zu verwendende Halsöffnung zu bilden, wobei eine abnehmbare Einrichtung (10) vorgesehen ist, um diese Halsöffnungsbereiche bei dem ersten Formgebungsschritt zu verschließen.

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