DE2247702B2 - Verfahren zum herstellen von formteilen nach dem rotationsformverfahren - Google Patents

Description

Zur Herstellung von Formteilen nach dem Rota- ist. .

tionsformverfahren werden eine Reihe von pulver- Mit abnehmendem K-Wert werden auch aie mecha-

förmigen Formmassen z. B. auf der Basis von Poly- 30 nischen Festigkeiten eines Polymeren schlechter, das olefinen wie Polyäthylen, Polypropylen, von Cellulose- Material wird spröder. Daher dient die erste Schicht estern, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Acrylnitril- nur zur Ausbildung einer guten Oberflache. Die Butadien-Styrol-Copolymeren und Polyvinylchlorid zweite Schicht, die dem Rotationsformen die Mischpolymerisaten eingesetzt. eewünschte festigkeit geben soll und im Vergleich zur

In der deutschen Auslegeschrift 18 10 866 wird die 35 ersten Schicht erheblich dicker ist. wird mit einem Herstellung einer Formmasse auf Basis von Vinyl- Material vom K-Wert 48 bis 60, vorzugsweise 50 bis 53 chlorid/Propylen-Copolymerisaten mit festgelegtem ausgeführt.

Propylen-Anteil beschrieben. Gemäß dieser Anmel- Überraschend ergibt sich für das mehrschichtige

dung wurde es erstmals möglich, ohne Zusatz von Formteil gegenüber dem einschichtigen Formteil nach Weichmachern Polymerisate des Vinyichlorids nach 4° dem Stand der Technik bei gleicher Wandstarke eine entsprechender Compoundierung mit Stabilisatoren, erhöhte Festigkeit.

Gleitmitteln und gegebenenfalls Pigmenten nach dem Es wurde erkannt, daß Copolymerisate des Vinyl-

Rotationsformverfahren (Rotationsschmelz- bzw. Ro- chlorids mit Äthylen in gleicher Weise wie Copolytationssinterverfahren) zu verarbeiten. merisate des Vinylchlorid!; mit Propylen zur Durch-

Die Herstellung der pulverförmigen Formmasse 45 führung des Verfahrens geeignet sind und auch die erfolgt dort durch Mischen eines VC-Copolymerisats, beiden Comonomeren Propylen und Äthylen gemeindas einen Propyleng:halt von 1 bis 10 Gewichtspro- sam im Copolymerisat vorkommen können, zent, vorzugsweise 1 bis 6 Gewichtsprozent, hat und Die Gehalte an Propylen bzw. Äthylen können von

einen K-Wert von 50 bis 60, vorzugsweise 53 bis 56, 1 bis 10 Gewichtsprozent, bevorzugt 1 bis 6 Gewichtsaufweist mit für PVC üblichen Stabilisatoren, Gleit- 50 prozent, bezogen auf das Vinylchlorid-Copolymerisat mitteln und gegebenenfalls Pigmenten. Nach der betragen.

Mischung in einem üblichen Mischer wird die Form- Die Copolymeren des Vinyichlorids mit Propylen

masse granuliert und das Granulat auf einer geeigneten und/oder Äthylen sollen keine Weichmacher enthalten. Mühle vermählen. jedoch sind die für pulverförmige Formmassen üb-

Die so hergestellten Formteile haben häufig eine 55 liehen Verarbeitungshilfsmittel wie Stabilisatoren, porige Oberfläche, was für eine Reihe von Einsatz- Gleitmittel usw. anwesend.

zwecken nachteilig ist. Die porige Oberfläche ist aus Die Korngrößen der pulverförmigen Formmasse

optischen Gründen unerwünscht, außerdem vermin- können 80 bis 300 μ, bevorzugt 100 bis 200 μ betragen, dem die Poren auf Grund ihrer Kerbwirkung die Im allgemeinen soll die zuerst hergestellte Außen-

Festigkeit des Formkörpers. Versuche, die Oberfläche 60 schicht etwa 10 bis maximal 50% der gesamten durch Variieren der Korngröße der verarbeiteten Poly- Schichtdicke betragen, Dicken von 25 bis 35% der merisate, z. B. durch Veimindern der Korngröße zu Gesamtdicke sind vielfach zweckmäßig, doch sind auch beeinflussen, führten zu keinem befriedigenden Er- sehr dünne Außenschichten möglich, insbesondere bei gebnis. dickwandigen Formteilen solche von 2 bis 12% der

Es besteht daher die Aufgabe, die Porenstruktur von 65 gesamten Schichtdicke.

weichmacherfreien mittels des Rotationsformver- Zur Herstellung der Rotationskörper wird die Form-

fahrens hergestellten Formteilen zu verbessern, die masse auf einer Rotationsschmelzmaschine verarbeitet, Anzahl der Poren zu vermindern und die Glätte der die mittels eines Kreislaufs durch Wärmeträger wie öl

oder Heißgase wie heiße Luft auf Temperaturen von 180 bis 280⁰C heizbar ist.

Die Verarbeitung der Polymerisate soll bei vorherbestimmten Temperaturen mit nur geringen Abweichungen durchgeführt werden, da bereits eine Abweichung von 10 bis 15°C über den Sollwert der Verarbeitungstemperatur zu Verbrennungserscheinungen an der formzugewandten Seite des PVC führen kann, während 10⁰C unter der vorgegebenen Verarbeitungstemperatur ein einwandfreies Aufschmelzen des Materials erschwert.

Im allgemeinen läuft das Verfahren wie folgt ab: Auf einer Rotationsformmaschine befindet sich als Werkzeug eine Hohlform oder eine Doppelwandhohlform in die das zu verarbeitende Material e^;ndosiert wird. Temperatur und Rotationsgeschwindigkeit der Maschine sind wie folgt:

1. Vorlauftemperatur Heizung

2. Rücklauftemperatur Heizung

3. Vorlauftemperatur Kühlung

4. Rücklauftemperatur Kühlung

5. Heizzeit

6. Kühlzeit

7. Hauptrotationsgeschwindigkeit

8. Nebenrotationsgeschwindigkeit

210 bis 280° C

170 bis 250⁰C
10 bis 30⁰C
20 bis 6O⁰C
5 bis 20 min

3 bis 15 min

5 bis 20 UpM

4 bis 7 UpM (L-R)

ginnt der Kühlprozeß. Hierbei wird über das Werkzeug kaltes Wärmeträgermedium geführt und das Material der formzugewandten Seite wird von der Formwand aus abgekühlt. Durch genaue Temperatursteuerung des Kühimediums wird der Kühlvorgang günstig beeinflußt.

Während des Formvorgangs ist es notwendig, daß in einer öffnung des Werkzeugs ein Be- und Entlüftungsrohr eingebracht wird, was in seiner Länge immer über der Abrollhöhe des zu vei arbeitenden Materials bei der biaxialen Rotation zu liegen kommt, um das Herausfallen des Pulvers durch diese öffnung zu vermeiden.

Beispiele 1 bis 5

Unter Benutzung einer ölgeheizten Rotationsformmaschine wurde bei Vorlauftemperatur der Heizung von 250° C, Rücklauftemperatur 210°C, Vorlauftemperatur der Kühlung von 25°C, Rüeklauftemperatür der Kühlung von 40 C gearbeitet. Die Heizzeit betrug II. die Kühlzeit 8 min bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 10 UpM um die Hauptachse.

Folgende Materialien wurden verarbeitet (YC = Gewichtsprozent Vinylchlorid, Prop. = Gewichts-

^a5 prozent Propylen. Äth. =■■- Gewichtsprozent Äth\Ien):

»5

Die Einstellwerte können je nach Werkzeuggröße und gewünschter Wandstärke von diesen angegebenen Werten abweichen. Je nach Art des Wärmeträgers gelten entsprechende, für diesen charakteristische Einstellwerte.

Das Werkzeug für die Verarbeitung der Polymerisate befindet sich auf dem Formenträger der Rotationsformmaschine, auf dem es biaxial rotiert wird. Dadurch wird es möglich, daß die Materialien die gesamten Flächen des Hohlkörpers benetzen und somit ein Wandungsaufbau erfolgt, der zum späteren Hohlkörper bzw. zu dem Fertigartikel führt.

Nun wird in das geöffnete Werkzeug die Menge Material dosiert, die benötigt wird, um die ersU Schicht des Formteils herzustellen. Dabei kann sich das Material für die zweite darauffolgende Schicht in einem weiteren Behälter an dem Werkzeug befinden, so daß dieses nach Verarbeitung bzw. Aufarbeitung der ersten Schicht automatisch über ein Ventil nachdosiert werden kann, oder die Maschine stoppt zu dem Zweck, das Werkzeug wird geöffnet, eventuell nur teilweise, und das Material der zweiten Schicht wird nachdosiert.

Dieser ganze Vorgang des Nachdosierens geschieht während der Beheizung des Werkzeugs, wobei unter anderem möglich ist, das Werkzeug über Tauchrohre mit Stickstoff oder Vakuum zu beaufschlagen.

1st dieser Aufbau von PVC mit zwei verschiedenen K-Werten während des heizzyklus beendet, be-Copolymerisat

K-Wert Schichtdicke in "„
der Gcsamtöicke

1. außen 94,5
innen 94,6

2. außen 95.0
innen 95,5

3. außen 96,0
innen 94,0

4. außen 94,0

innen 96,0

5. außen 93,0
innen 96,0

VC/5,5 Prop.
VC/5,4 Prop.
VC/5.0 Äth.
VC/4,5 Äth.
VC/4,0 Prop.
VC/6,0 Prop.
VC/3,0Äth.

3,0 Prop.
VC/2,0 Äth.

2,0 Prop.
VC/7,0 Prop.
VC/4,0 Äth.

44
52
42
50
40
48
41

53

39
51

30
70
20
80
10
90

85

25

75

Sichtbare Poren in Form von nadelstichartig wirkenden Einkerbungen wurden, besonders bei niedrigen K-Werten der Außenschicht, nicht oder nur in geringer Zahl beobachtet.

Beispiel 6

Unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, jedoch bei Vorlauftemperaturen von a) 215 und b) 26O⁰C und Rücklauftemperaturen von a) 35 und b) 43" C wurden entsprechende Ergebnisse erzielt.

Claims (2)

Oberfläche zu erhöhen sowie die Festigkeit des Form-Patentansprüche: ^DJe^AufgTbe wird dadurch gelöst, daß man die

1. Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Fo.mteile aus mehreren

pulvrigen weichmacherfreien Formmassen auf Basis 5 Formmasse d.e die ^f^^,£ a da S von Copolymeren des Vinyichlorids mit Propylen einen niedrigeren K-Wen hat als das Material, das d.e und/oder Äthylen nach dem Rotationsformverfah- I»"™«*^ *^_{ίΐ5 beka}nnt, mehrschichtige ren, d ad urch gekenn ze ic h η e t daß Nun war zwar * _{jonsformverfahren h} ^E

man die Formteie aus mehreren Schichten aufbaut, hormlcorper naui ucm · „„„»,rift ->n as -ko

wobei die Formmasse die die Außenschicht der »· zustellen (vgl. deutsche ^"*8ung»dh^Γ^JO 45 259, Formteile bildet einen niedrigeren K-Wert hat als USA.-Patentschr.ft 32 46 069, französische Patentdas Material, das die Innenschicht aufbaut. schrift 20 16 597), doch werden diese Formkörper aus

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- weichmacherhalt.gen Pasten erzeugt so daß Aufgabe, zeichnet, daß der K-Wert für die Formmasse der Ziel und auch der Losungsweg nichts mit der vorlie-Außenschicht zwischen 35 und 48, vorzugsweise 15 genden Erfindung gemeinsam na Den.

zwischen 39 und 44 liegt, und daß die Formmasse Mit dem Gegenstand der^ Erfindung wird dagegen

der Innenschicht einen K-Wert von 48 bis 60, eine erste relativ dünne Schicht aus einem Material vorzugsweise von 50 bis 53, aufweist. hergestellt, das einen niedrigen K-Wert hat und die

nächste Schicht aus Material mit einem höheren 20 K-Wert. Auf diese Weise erhält man eine erheblich

verbesserte glatte Oberfläche, da für das Material mit

niedrigem K-Wert im Bereich von 35 bis 48, vorzugsweise von 39 bis 44, besonders 39 bis 42. ein bessere·*

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufschmelzverhalten und geringere Viskosität fest-Herstellung von Formkörpern aus Copolymeren des 25 gestellt wurde. Die die Poren verursachende Luft kann Vinyichlorids mit Propylen und/oder Äthylen nach dem so besser aus der Schmelze entweichen, so da J die Rotationsformverfahren. Außenfläche des Formkörpers dichter und glatter