DD256564A1

DD256564A1 - Verfahren und vorrichtung zur pruefung der warmstreck- und warmzieheigenschaften von kunststoffolien und kunststoffplatten

Info

Publication number: DD256564A1
Application number: DD29873886A
Authority: DD
Inventors: Werner Burmann
Original assignee: Geraetebau Brieselang Informat
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-05-11

Abstract

Im Gegensatz zu herkoemmlichen Pruefverfahren, die Materialpruefungen vielfaeltigster Art beinhalten, aber weder direkte noch indirekte Aussagen ueber die Warmstreck- und Warmzieheigenschaften ergeben, wird durch das erfindungsgemaesse Pruefverfahren in Verbindung mit einer entsprechenden Pruefvorrichtung unter Verwendung von Probestreifen das Quer-Laengs-Verhalten bezogen auf die Extrusionsrichtung von Kunststoffplatten bzw. Kunststoffolien ermittelt. Ueber die Laengenveraenderung der Probestreifen, die mit definierten Zugkraeften bei konstanter Temperatureinwirkung belastet werden, ergeben sich eindeutige Aussagen ueber das Warmstreck- und Warmziehverhalten des jeweiligen Materials. Anzuwenden ist das Pruefverfahren vorzugsweise fuer Platten oder Folien aus PS, PVC, ABS, PC usw.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren und eine entsprechende Vorrichtung, um die Werkstoffeigenschaften von Kunststoffplatten und-folien bezüglich der Warmverformungsfähigkeit zu ermitteln.

PS- und PVC-Platten, aber auch andere Materialien wie ABS, PC usw., werden bekanntermaßen vorzugsweise bei Warmverformungsverfahren wie Streckvormen oder Ziehformen verwendet.

Stand der Technik

Alle bekannten Prüfverfahre^wie die Messung der Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Warmformbeständigkeit usw. eignen sich nicht, um eindeutige Aussagen über die Warmformungsfähigkeit zu erhalten.

Die vom jeweiligen Hersteller testierten Festigkeitsangaben erlauben keine Rückschlüsse auf Warmverformungseigenschaften. Diese Angaben werden nämlich unabhängig von der Extrusionsrichtung des Materials angegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit Hilfe eines neuen einfachen Prüfverfahrens und durch Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung eindeutige Aussagen durch Definition einer Quer-Längs-Streckungs-Differenz, bezogen auf die jeweilige .

Probestreifenlänge, zu erhalten. Hierfür ist es erforderlich, die Herstellungsstruktur der Platten zu beachten, denn in Abhängigkeit von Fertigungsparametern (Fließrichtung, Fließgeschwindigkeit, Temperatur, Druck usw.) kommt es zu erheblichen Materialunterschieden.

Das bezieht sich vor allem auf die Quer-Längs-Warm-Verformungseigenschaften, so daß es bei der Herstellung von Streck- oder Ziehteilen zu unerwünschten mechanischen Spannungen oder zur Rißbildung kommt.

Diese Risse bilden sich deshalb aus, weil verschiedene Materialchargen besonders in Extrusionsrichtung ein extremes Schrumpfverhalten nach dem Erwärmungs-und Abkühlungsprozeß, wie beim Steck-oder Ziehformen erforderlich ist, zeigen.

Diese beim Abkühlen eingefrorenen Spannungen führen — besonders bei Positivverfahren — sofort, bei der nachfolgenden Bearbeitung oder bei späterem Gebrauch zu Riß- und Brucherscheinungen. Es muß also vermieden werden, daß dieses Material einem Streck-oder Ziehvorgang unterzogen wird.

Während es bisher üblich war, mit oder ohne Kenntnis der herkömmlichen Prüfwerte das Plattenmaterial zu verarbeiten und das Festigkeitsverhalten an den Werkstücken zu ermitteln, kann man mit dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren die Plattenqualität vorher auf Streck-oder Ziehfähigkeit überprüfen.

Es ist auch denkbar, daß die Prüfung während der Herstellung der Platten durchgeführt wird, damit der Herstellungsprozeß evtl.

noch korrigiert werden kann.

Wesen der Erfindung

Zur Prüfung ist es erforderlich, den Quotienten zwischen Quer- und Längsverhalten der Platten mit Hilfe von Probestreifen unter definierte Wärme- und Krafteinwirkung zu ermitteln. Dabei ist es wesentlich, daß ein Probestreifen aus der Längsrichtung

(Extrusionsrichtung) und der zweite Streifen aus der Querrichtung hergestellt werden.

Erfolgt die Prüfung, bezogen auf bestimmte Streck- oder Ziehteile, so ist es vorteilhaft, die Probestreifen aus dem Teil der Platte zu schneiden, der am meisten beim Streck- oder Ziehvorgang beansprucht wird.

Um Vergleichswerte zu erhalten ist es wichtig, die Abmessungen der Probestreifen geometrisch gleich zu gestalten. Die bei den Untersuchungen, z.B. bei Polystyrol, gewählten Abmessungen lagen bei 20mm χ 120mm x Dicke (wirksame Länge: 100mm),

die Belastungskräfte pro Querschnitt wurden mit 0,015 N/mm² gewählt und die Temperatur lag bei 100°C. Die effektive

Einwirkzeit betrug 30 Minuten. Die Probestreifen werden bei dieser Prüfung in eine Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, eingespannt. Diese Vorrichtung besteht aus einer Halteschiene 1, die diverse Klemmstellen 2 besitzt. Die Halteschiene wird

beispielsweise durch einen Fußwinkel 5 gehalten. Die hängenden Probestreifen 3 werden durch angeklemmte Mässeteile 4

belastet.

Diese Art der mechanischen Belastung ist besonders einfach, temperaturabhängig und bezüglich der sehr genau herstellbaren Masseteile und der wirkenden Schwerkraft fehlerarm. Aber es sind auch Vorrichtungen anwendbar, die die Probestreifen in jeder beliebigen Lage und mit Hilfe anderer Kräfte, z. B. Federkräfte, beanspruchen.

Aus der Längenänderung der „Quer"- und „Längs"-Streifen wird die Quer-Längs-Streckungs-Differenz ermittelt.

Dies geschieht vorteilhafterweise nach der folgenden Beziehung:

DIOQ

Diese mathematische Beziehung gilt für die w. o. beschriebenen Voraussetzungen:

— Längen-Breiten-Verhältnis =5:1

— Belastungskraft/Querschnitt = 0,01 ...0,02N/mm²

— Einwirkzeit von 30 min bei Temperaturen von 80°Cbis 15O⁰CJe nach Kunststoffart

Für streck- und ziehfähige Materialien ergibt sich ein Bereich

O<D<6

mit der Einschränkung ALSO

Claims

1. Verfahren zur Prüfung der Warmstreck- und Warmziehfähigkeit von Kunststoffolien und Kunststoffplatten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Probestreifen längs zur Extrusionsrichtung und ein Probestreifen quer zur Extrusionsrichtung der Kunststoffplatte η oder -folien entnommen wird, daß die Probestreifen ein Längenbreitenverhältnis von etwa 5:1 haben, gleichen Querschnitt besitzen und in definierter Wärmeumgebung mit gleichen Kräften in Längsrichtung belastet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Längenveränderung der Probestreifen nach Wärme- und Kraftbeanspruchung eine Quer-Längs-Streckungs-Differenz, bezogen auf die Probestreifenlänge, gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probestreifen in senkrechter Lage an ihren oberen Enden in einer Halteschiene 1 eingespannt sind und mit an ihren unteren Enden befestigten Masseteilen belastet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probestreifen in beliebiger Lage eingespannt sind und andere Kräfte, z. B. Federkräfte, in Längsrichtung der Probestreifen wirksam sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 und unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine konstante Temperatur/die je nach Kunststoffart vorzugsweise zwischen 80°G und 15O⁰C liegt und Zugkräfte pro Querschnitt von 0,01 ...0,02 N/mm² eine effektive Zeit von mindestens 30 Minuten auf die Probestreifen einwirken.