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Dokumentenidentifikation DE4330451A1 16.03.1995
Titel Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Körpers und Spritzgußkörper
Anmelder Frör, Werner, 91052 Erlangen, DE
Erfinder Frör, Werner, 91052 Erlangen, DE
Vertreter Dorner, J., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 80331 München; Hufnagel, W., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., Pat.-Anwälte, 90427 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 09.09.1993
DE-Aktenzeichen 4330451
Offenlegungstag 16.03.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.03.1995
IPC-Hauptklasse B29C 49/06
IPC-Nebenklasse B29C 45/16   
IPC additional class // B29L 22:00,B29D 22/00,B29K 31:00  
Zusammenfassung Ein Verfahren zum Herstellen eines spritzgegossenen Körpers, der aus wenigstens zwei unterschiedlichen thermoplastischen Materialien besteht, soll so ausgestaltet werden, daß dieser Spritzgußkörper rationell und kostengünstig hergestellt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die unterschiedlichen thermoplastischen Materialien (14, 15) über einen gemeinsamen Angußkanal (9) nacheinander eingespritzt werden, wobei eine Spritzgußform (1) verwendet wird, die zumindest teilweise derart ausgebildet und/oder derart betätigbar ist, daß die Spritzgußform (1) oder wenigstens ein Teil derselben vom Angußkanal (9) aus im Quellfluß verfüllt wird. Der Füllvorgang wird abwechselnd mit den unterschiedlichen thermoplastischen Materialien (14, 15), jedoch kontinuierlich ineinander übergehend derart gesteuert, daß sich jeweils das thermoplastische Material (14 bzw. 15) gewünschter Eigenschaften nach dem Formprozeß in dem für dieses Material bestimmten Abschnitt der Spritzgußform (1) bzw. des Formkörpers oder Vorformlings (2) befindet (einzige Figur).

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Körpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf einen Spritzgußkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Es ist bekannt, Körper aus thermoplastischem Kunststoff herzustellen, die aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Materialien bestehen. Beispielsweise sind Plastikschüsseln und Plastikbecher bekannt, deren Innenwand sich von der Außenwand farblich unterscheidet. Die Herstellung dieser Waren erfolgt mittels zweier Spritzgußformen, wobei in die eine Spritzgußform das mit der anderen Spritzgußform vorgefertigte Teil eingelegt und darin umspritzt wird. Dabei kommt es vor, daß sich beide Materialien nicht gut miteinander verbinden.

Besonders problematisch ist dieses Verfahren, wenn Flaschen, insbesondere solche für einen erhöhten Innendruck, hergestellt werden, bei denen der Flaschenkopf eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen muß und der Flaschenkörper nach Herstellung eines Vorformkörpers im Blasverfahren angeformt wird und daher andere Eigenschaften besitzen muß als der Flaschenkopf.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Spritzgußkörper aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Materialien rationell und kostengünstig herstellen zu können, wobei diese Materialien homogen miteinander verbunden sein sollen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 6 angegebenen Verfahrensschritte bzw. gegenständlichen Merkmale.

Erfindungsgemäß kann der Formprozeß in einem einzigen Spritzvorgang durchgeführt werden, wobei die Materialien an den Grenzschichten innig verbunden sind und eine homogene Masse bilden. Dessen ungeachtet wird durch die Anwendung eines Quellflusses unterschiedliches Material zu unterschiedlichen, vorbestimmten Stellen oder Abschnitten des Formkörpers geführt. Da nur eine einzige Angußstelle für das Einspritzen zwei oder auch mehr Materialien vorgesehen ist, ist ein kostengünstiges Formwerkzeug einsetzbar.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine Spritzgußform 1 zur Herstellung eines Flaschenvorformlings (Preformling) 2. Die mehrteilige Spritzgußform 1 besitzt einen Werkzeugteil 3 im Bereich des Flaschenkopfes 2.2 sowie einen bevorzugt zylindrischen Formkern 4 und ein unteres Werkzeugteil 5 mit einem bevorzugt zylindrischen Hohlraum 6 zur Formung des Flaschenvorformlings 2. Der obere Werkzeugteil 3 weist zwei oder mehr seitwärts auseinander- und zusammenfahrbare Außenformteile 7a, 7b auf.

Am Boden 8 des Flaschenvorformlings 2 besitzt die Spritzgußform 1 eine Angußstelle bzw. einen Angußkanal 9, an den ein Spritzkanal 10 einer Spritzgießmaschine 11 ansetzbar ist.

Die Spritzgießmaschine 11 besitzt zwei oder auch mehr Extrudereinrichtungen 12, 13, die über je einen Kanal 12.1 bzw. 13.1 in den Spritzkanal 10 münden.

Die Hohlform ist derart ausgestaltet, daß das einzuspritzende thermoplastische Material 14 bzw. 15 bei den vorgesehenen Verarbeitungs-Parametern, wie Temperatur, Druck oder dgl. den Hohlraum 6 im sogenannten Quellfluß ausfüllt. Hierbei wird der Hohlraum 6 von der Angußstelle bzw. vom Angußkanal 9 aus derart ausgefüllt, daß das eintretende Material an den Formwänden 16, 17 durch Abkühlung und Reibung abgebremst wird und im Materialinneren, also im Kern 18, infolge höherer Temperatur eine niedrigere Viskosität besitzt und daher dort schneller weiterfließt, sich weiterschiebt und wieder an die Formwandung gelangt. Dieser Prozeß erfolgt kontinuierlich bis der Hohlraum 6 im Bereich des Flaschenkörpers bzw. Flaschenkörperabschnitts 2.1 weitestgehend ausgefüllt ist.

Diese Art der Formfüllung wird erfindungsgemäß dazu benutzt, die Hohlform nacheinander in einem kontinuierlichen Prozeß an gewünschten Stellen oder Abschnitten mit Materialien mit unterschiedlichen physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften zu füllen. Hierdurch erhält man einen Formkörper mit beispielsweise unterschiedlich belastbaren Abschnitten, der in einem kontinuierlichen Formprozeß hergestellt werden kann.

Bei dem dargestellten Flaschenvorformling 2 soll beispielsweise der Flaschenkopf 2.2 thermisch hochbelastbar sein, ohne seine Form oder seine Eigenschaften zu verlieren. Der Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt 2.1 soll demgegenüber aus einem relativ kostengünstigen thermoplastischen Material bestehen, das später im Blasverfahren ausgeformt und gegebenenfalls anschließend durch Temperaturbehandlung stabilisiert werden kann.

Der Formprozeß erfolgt hier wie folgt:

Zunächst wird durch die Extrudereinrichtung 13 ein erstes thermoplastisches Material 14 in die Spritzguß- bzw. Hohlform 1 eingespritzt, und zwar in einer Menge, daß dieses Material 14 den den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt 2.1 bildenden Teil der Spritzgußform 1 noch nicht vollkommen ausfüllt. Hierauf wird der Extruder 13 abgeschaltet und anschließend der Extruder 12 in Betrieb gesetzt. In einem kontinuierlichen Prozeß wird so das zweite, beispielsweise temperaturstabile Material 15 durch den Angußkanal 9 eingespritzt. Bei dem - wie vorausgesetzt - eintretenden Quellfluß fließt das zweite thermoplastische Material 15 durch den noch niedrigviskosen Kern 18, verdrängt das erste thermoplastische Material 14 aus dem Kern 18, das dabei den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt 2.1 vollständig füllt, bis das zweite thermoplastische Material 15 aus dem Kern 18 austritt und den den Flaschenkopf 2.2 bildenden Abschnitt nahezu ausfüllt. Der Flaschenkopf 2.2 ist vorzugsweise mit einem Außengewinde 19 versehen.

Anschließend wird der Extruder 12 abgeschaltet und der Extruder 13 wieder in Betrieb genommen und es wird in einem kontinuierlichen Prozeß vom ersten thermoplastischen Material 14 nachgespritzt. Dieses Material 14 verdrängt das zweite thermoplastische Material 15 aus dem Kern 18, so daß dieses Material 15 den Flaschenkopf 2.2 vollkommen ausfüllt, ebenso wie das nachgespritzte thermoplastische Material 14 den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt 2.1 vollständig ausfüllt.

Nach dem Verfestigen der thermoplastischen Materialien 14, 15 wird die Spritzgußform 1 geöffnet und der Flaschenvorformling 2 in an sich bekannter Weise ausgestoßen. Dieser Flaschenvorformling 2 wird anschließend auf einer Blasmaschine durch Erhitzen des Flaschenkörpers bzw. Flaschenkörperabschnitts 2.1 und Anlegen von Überdruck in einer geeigneten Form zum Flaschenkörper aufgeblasen.

Um ein späteres Schrumpfen des Flaschenkörpers bzw. Flaschenkörperabschnitts 2.1 soweit wie möglich zu vermeiden, wird der Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt 2.1 - wie an sich bekannt - einer Wärmebehandlung derart unterzogen, daß sich auf der Oberfläche des Flaschenkörpers bzw. Flaschenkörperabschnitts 2.1 eine kristalline Haut bildet. Dadurch wird eine Schrumpfung bei der Heißabfüllung und/oder beim Waschen der Flaschen weitestgehend vermieden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beispielsweise Mehrwegflaschen aus thermoplastischem Material rationell und kostengünstig hergestellt werden. Hierbei ist lediglich der Flaschenkopf aus hochtemperaturbeständigem, relativ teuerem thermoplastischem Material und der Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt 2.1 aus kostengünstigerem, thermoplastischem Material hergestellt.

Zusätzlich kann beispielsweise zwecks Überprüfbarkeit der richtigen Materialverteilung in den Abschnitten 2.1 und 2.2 das erste thermoplastische Material 14 eine andere Farbe besitzen als das zweite thermoplastische Material 15.

Die unterschiedlichen Farben der Abschnitte 2.1 und 2.2 können zur Kennzeichnung des Flascheninhaltes dienen. Dies vereinfacht und verbilligt die Sortierung der unterschiedlichen Flaschengruppen erheblich, weil zusätzliche Sortiereinrichtungen entbehrlich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur farblichen Unterscheidung verschiedener Abschnitte des Flaschenvorformlings 2 angewendet werden.

Es können auch mehr als zwei thermoplastische Materialien verspritzt werden. Auch können Formkörper mit mehr als zwei Abschnitten aus unterschiedlichem thermoplastischem Material hergestellt werden.

Als thermoplastisches Material dient vorzugsweise den Einsatzzwecken entsprechend gewählter Kunststoff, insbesondere aus oder auf der Basis von Polyethylen, wie Polyethylentherephtalat (PET).

Bevorzugt werden die unterschiedlichen thermoplastischen Materialien 14, 15 von einer gemeinsamen Angußstelle 9 am Flaschenboden 8 aus eingespritzt.

Die beiden Materialien 14, 15 können sich in ihrer Farbe, in ihrer Temperaturbeständigkeit, in ihrer chemischen Beständigkeit gegenüber lösenden oder ätzenden Verbindungen oder dgl. unterscheiden.

Mit Vorteil besteht der Flaschenkopf 2.2 aus temperaturstabilem Material und der Flaschenkörper bzw. Flaschenköperabschnitt 2.1 aus reckbarem Material. Durch die Reckung des Materials des Flaschenkörpers bzw. Flaschenkörperabschnitts 2.1 wird eine ausreichende Stabilität und Reißfestigkeit der Flasche erzielt.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Flaschenvorformlingen, aus denen im anschließenden Blasverfahren die vollständigen Flaschen gebildet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines spritzgegossenen Körpers, insbesondere zur Herstellung einer Flasche oder eines Flaschenvorformlings, dadurch gekennzeichnet, daß von einer dem Flaschenkopf (2.2) gegenüberliegenden Angußstelle (9) der Spritzgußform (1) aus abwechselnd ein erstes thermoplastisches Material (14) mit für den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) geeigneten Eigenschaften und ein zweites thermoplastisches Material (15) mit für den Flaschenkopf (2.2) geeigneten, anderen Eigenschaften eingespritzt wird, wobei der Formfüllprozeß derart gesteuert wird, daß zunächst das erste thermoplastische Material (14) den den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) bildenden Teil der Spritzgußform (1) durch Quellfluß noch nicht vollkommen füllt, daß anschließend das zweite thermoplastische Material (15) eingespritzt wird, das den noch formbaren Anteil des ersten thermoplastischen Materials (14) derart verdrängt, daß dieses den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) füllt oder nahezu füllt und danach das zweite thermoplastische Material (15) in den Flaschenkopf (2.2) fließt, bis dieser entweder ganz oder nahezu ganz von diesem ausgefüllt wird, und daß bei noch nicht vollkommener Füllung des Flaschenkopfes (2.2) erstes oder drittes thermoplastisches Material (14) nachgespritzt wird, das das zweite thermoplastische Material (15) verdrängt, so daß dieses den Flaschenkopf (2.2) vollkommen ausfüllt und das nachgespritzte erste bzw. dritte thermoplastische Material (14) den dabei frei werdenden Raum im Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) einnimmt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplastische Materialien (14, 15) unterschiedlicher Farbe verspritzt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Flaschen nach dem Spritz-Blasverfahren ein Flaschenvorformling (2) hergestellt wird, wobei für den Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) ein reckbarer und dabei wenigstens zum Teil kristallisierbarer thermoplastischer Kunststoff und für den Flaschenkopf (2.2) ein temperaturstabiler thermoplastischer Kunststoff verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplastische Materialien aus oder auf der Basis von Polyethylentherephthalat (PET) verwendet werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Flaschenkopf (2.2) ein Außengewinde (19) angeformt wird.
  6. 6. Spritzgußkörper aus wenigstens zwei, unterschiedliche Eigenschaften aufweisenden thermoplastischen Materialien, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder gemäß den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen thermoplastischen Materialien (14, 15) von einer gemeinsamen Angußstelle (9) am Flaschenboden (8) aus eingespritzt sind.
  7. 7. Spritzgußkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Materialien (14, 15) in ihrer Farbe unterscheiden.
  8. 8. Spritzgußkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Materialien (14, 15) in ihrer Temperaturbeständigkeit unterscheiden.
  9. 9. Spritzgußkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Materialien (14, 15) in ihrer chemischen Beständigkeit gegenüber lösenden oder ätzenden Verbindungen unterscheiden.
  10. 10. Spritzgußkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 9 in Form eines Flaschenvorformlings, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaschenkopf (2.2) aus temperaturstabilem, thermoplastischem Material und der Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) aus reckbarem und durch Temperaturbehandlung wenigstens zum Teil kristallisierbarem Material besteht.
  11. 11. Spritzgußkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 9 in Form einer im Spritz-Blasverfahren hergestellten Flasche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaschenkopf (2.2) aus temperaturstabilem, thermoplastischem Material (15) und der Flaschenkörper bzw. Flaschenkörperabschnitt (2.1) aus gerecktem und wenigstens zum Teil kristallisiertem, thermoplastischem Material (15) besteht.






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